java之面向对象

简介: java之面向对象

面向对象思想是人类最自然的一种思考方式,它将所有预处理的问题抽象为对象,同时了解这些对象具有哪些相应的属性以及展示这些对象的行为,以解决这些对象面临的一些实际问题,这样就在程序开发中引入了面向对象设计的概念,面向对象设计实质上就是对现实世界的对象进行建模操作。

对象

现实世界中,随处可见的一种事物就是对象,对象是事物存在的实体,如人类、书桌、计算机、高楼大厦等。人类解决问题的方式总是将复杂的事物简单化,于是就会思考这些对象都是由哪些部分组成的。通常都会将对象划分为两个部分,即静态部分与动态部分。静态部分,顾名思义,就是不能动的部分,这个部分被称为“属性”,任何对象都会具备其自身属性,如一个人,其属性包括高矮、胖瘦、性别、年龄等。然而具有这些属性的人会执行哪些动作也是一个值得探讨的部分,这个人可以哭泣、微笑、说话、行走,这些是这个人具备的行为(动态部分),人类通过探讨对象的属性和观察对象的行为了解对象。

在计算机的世界中,面向对象程序设计的思想要以对象来思考问题,首先要将现实世界的实体抽象为对象,然后考虑这个对象具备的属性和行为。例如,现在面临一只大雁要从北方飞往南方这样一个实际问题,试着以面向对象的思想来解决这一实际问题。

不能将所谓的一个事物描述成一类事物,如一只鸟不能称为鸟类。如果需要对同一类事物统称,就不得不说明类这个概念。

类就是同一类事物的统称,如果将现实世界中的一个事物抽象成对象,类就是这类对象的统称,如鸟类、家禽类、人类等。类是构造对象时所依赖的规范,如一只鸟具有一对翅膀,它可以用这对翅膀飞行,而基本上所有的鸟都具有有翅膀这个特性和飞行的技能,这样具有相同特性和行为的一类事物就称为类,类的思想就是这样产生的。在图7.3中已经描述过类与对象之间的关系,对象就是符合某个类的定义所产生出来的实例。更为恰当的描述是,类是世间事物的抽象称呼,而对象则是这个事物相对应的实体。如果面临实际问题,通常需要实例化类对象来解决。

例如,解决大雁南飞的问题,这里只能拿这只大雁来处理这个问题,而不能拿大雁类或鸟类来解决。

类是封装对象的属性和行为的载体,反过来说具有相同属性和行为的一类实体被称为类。例如,鸟类封装了所有鸟的共同属性和应具有的行为。

定义完鸟类之后,可以根据这个类抽象出一个实体对象,最后通过实体对象来解决相关的实际问题。

在Java语言中,类中对象的行为是以方法的形式定义的,对象的属性是以成员变量的形式定义的,而类包括对象的属性和方法,有关类的具体实现会在后续章节中进行介绍。

继承

类与类之间同样具有关系,如一个百货公司类与销售员类相联系,类之间的这种关系被称为关联。关联主要描述两个类之间的一般二元关系,例如,一个百货公司类与销售员类就是一个关联,学生类与教师类也是一个关联。两个类之间的关系有很多种,继承是关联中的一种。

当处理一个问题时,可以将一些有用的类保留下来,在遇到同样问题时拿来复用。由于鸽子属于鸟类,具有与鸟类相同的属性和行为,便可以在创建信鸽类时将鸟类拿来复用,并且保留鸟类具有的属性和行为。不过,并不是所有的鸟都有送信的习惯,因此还需要再添加一些信鸽具有的独特属性及行为。鸽子类保留了鸟类的属性和行为,这样就节省了定义鸟和鸽子共同具有的属性和行为的时间,这就是继承的基本思想。可见设计软件的代码时使用继承思想可以缩短软件开发的时间,复用那些已经定义好的类可以提高系统性能,减少系统在使用过程中出现错误的几率。

多态

其实将父类对象应用于子类的特征就是多态。依然以图形类来说明多态,每个图形都拥有绘制自己的能力,这个能力可以看作是该类具有的行为,如果将子类的对象统一看作是父类的实例对象,这样当绘制图形时,简单地调用父类也就是图形类绘制图形的方法即可绘制任何图形,这就是多态最基本的思想。

多态性允许以统一的风格编写程序,以处理种类繁多的已存在的类及相关类。该统一风格可以由父类来实现,根据父类统一风格的处理,可以实例化子类的对象。由于整个事件的处理都只依赖于父类的方法,所以日后只要维护和调整父类的方法即可,这样就降低了维护的难度,节省了时间。

提到多态,就不得不提抽象类和接口,因为多态的实现并不依赖具体类,而是依赖于抽象类和接口。

封装

封装是面向对象编程的核心思想。将对象的属性和行为封装起来,其载体就是类,类通常对客户隐藏其实现细节,这就是封装的思想。例如,用户使用计算机时,只需要使用手指敲击键盘就可以实现一些功能,无须知道计算机内部是如何工作的,即使可能知道计算机的工作原理,但在使用计算机时也并不完全依赖于计算机工作原理这些细节。

采用封装的思想保证了类内部数据结构的完整性,应用该类的用户不能轻易地直接操作此数据结构,只能执行类允许公开的数据。这样就避免了外部操作对内部数据的影响,提高了程序的可维护性。


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