Java面向对象编程的三大特征

Java面向对象编程的三大特征分别是封装、继承和多态。下面分别来详细讲解:

封装

封装是面向对象编程的一个非常重要的特征,它是指将数据和方法结合起来,形成一个独立的整体,对外部隐藏对象内部的实现细节。在Java中,通过访问修饰符(public、private、protected)来实现封装。

示例1:下面的代码展示了一个简单的Java类,它使用封装来隐藏内部状态。

public class Person{
    private String name;
    private int age;

    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }

    public void setAge(int age){
        if(age < 0 || age > 120){
            throw new IllegalArgumentException("Invalid age");
        }
        this.age = age;
    }

    public String getName(){
        return name;
    }

    public int getAge(){
        return age;
    }
}

在上面的代码中,name和age属性都是私有的,外部无法直接访问它们。但是,我们暴露了公共的setName、setAge、getName和getAge方法,它们可以对内部属性进行读写操作。这样做的好处是,如果我们需要修改属性的实现方式,只需要修改setter和getter方法,而不需要修改其他代码。

继承

继承是面向对象编程中另一个重要的特征,它允许我们定义一个父类,并让子类继承它的属性和方法。子类可以继承父类的所有公有方法和域,且可以覆盖父类的方法或者增加新的方法实现。通过继承可以实现代码重用,减少代码的复制粘贴,提高代码的复用性。

示例2:下面的代码演示了继承的例子。

public class Animal{
    private String name;

    public Animal(String name){
        this.name = name;
    }

    public void eat(){
        System.out.println(name + " is eating.");
    }
}

public class Cat extends Animal {
    public Cat(String name){
        super(name);
    }

    @Override
    public void eat(){
        System.out.println("Cat " + super.name + " is eating fish.");
    }

    public void meow(){
        System.out.println("Cat " + super.name + " is meowing.");
    }
}

在上面的例子中,我们定义了一个Animal类,然后定义了一个Cat类,Cat类继承了Animal类。Cat类覆盖了父类Animal的eat方法,并增加了自己的meow方法。这样,我们可以通过Cat对象来调用eat方法和meow方法。其中,Cat对象可以直接使用父类的构造方法进行初始化,也就是通过super关键字来调用父类的构造函数。

多态

多态是面向对象编程中的另一个重要特征,它允许我们定义一个抽象的基类,然后通过不同的子类来实现不同的功能。多态可以提高代码的灵活性和可扩展性,降低代码的耦合度,使得程序易于维护和扩展。

示例3:下面的代码演示了多态的例子。

public abstract class Shape {
    public abstract void draw();
}

public class Circle extends Shape{
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing Circle");
    }
}

public class Rectangle extends Shape{
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing Rectangle");
    }
}

在上面的例子中,我们定义了一个抽象类Shape,其中我们定义了一个抽象方法draw。然后我们定义了两个具体的子类Circle和Rectangle,它们分别实现了draw方法。这样,我们可以通过声明Shape类型的变量来制定具体的对象,然后调用draw方法,就可以实现多态。例如:

Shape shape1 = new Circle();
Shape shape2 = new Rectangle();
shape1.draw();
shape2.draw();

上面的代码会依次输出 "Drawing Circle" 和 "Drawing Rectangle"。在编译期间,虽然我们声明了Shape类型的变量,但是在运行期间,它们分别指向了Circle和Rectangle对象,因此在调用draw方法的时候会调用具体子类的实现。

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