Java面向对象概念详解

对象

对象有两个层次的概念，现实生活中对象指的是可观世界的实体；而程序中对象就是一组变量和相关方法的集合，其中变量表明对象的状态，方法表明对象所具有的行为。可以将现实生活中的对象经过抽象，映射为程序中的对象，对象是对现实的高度抽象。

类

对象在程序中是通过一种抽象数据类型来描述的，这种抽象数据类型称为类（Class）。

类是描述对象的“基本原型”，它定义一类对象所能拥有的数据和能完成的操作。在面向对象的程序设计中，类是程序的基本单元。

类和对象的关系

对象是类的一个实例，创建一个对象就是类进行了实例化，从代码角度讲就是在内存中开辟了一块新的地址空间运行程序。一个类可以创建无数个实例。（只要计算机的内存足够大），使用Java代码实现如下：

Car a6l=new Car ();

即对象a6l是类Car的一个实例。

属性

存储对象的状态，可以理解为变量。

方法

实现对象的行为，可以理解为函数。

上面是面向对象理论的解释，我们可以以买车为例，我们通常说买车，但是没有人能够买到车这个抽象的东东。我们必须，选定品牌，和具体的型号，然后才能到4s店买到车，然后开回家。这里的车就是类的概念，而我们买的具体车，例如奥迪，a6l，白色，2019款45 TFSI就是实例。关于车的品牌和颜色以及型号就是属性，而车具备的基础功能，例如启动、刹车我们可以将其定义为方法。

面向对象三原则

封装、继承、多态

封装

封装实际上是使用方法将类的数据隐藏起来，控制用户对类的修改和访问数据的程度。我们在使用api时，如果提供方不给我们源码，我们是无法知道其内部实现的，但是这并不会妨碍我们对api的使用。

Java的封装性通过关键字public、protected、private来体现。

• public可以修饰类、接口、方法、变量
• 默认（什么都不写）类、接口、方法、变量
• protected 可以修饰方法、变量
• private可以修饰方法和变量

具体权限请参考下表：

java关键字在面向对象中的应用

继承

继承性是面向对象程序设计语言的另一基本特征，通过继承可以实现代码的复用。继承而得到的类为子类，被继承的类为父类，所有直接或间接被继承的类都是父类。继承是子类利用父类中定义的方法和变量，就像它们属于子类自己一样。

Java中不支持多重继承。通过在类的声明中加入extends子句来创建一个类的子类：

Class SubClass extends SuperClass

{……}

如果缺省extends子句，则该类为java.lang.Object的子类。子类可以继承父类中访问权限设定为public、protected、default的成员变量和方法，但是不能继承访问权限为private的成员变量和方法。

特征：

（1）继承关系是传递的。如果类C继承类B，类B继承类A（多继承），则类C既有从类B那里继承下来的属性与方法，也有从类A那里继承下来的属性与方法，还可以有自己新定义的属性和方法。继承来的属性和方法尽管是隐式的，但仍是类C的属性和方法。继承是在一些比较一般的类的基础上构造、建立和扩充新类的最有效的手段。

（2）继承简化了人们对事物的认识和描述，能清晰体现相关类之间的层次结构关系。

（3）继承提供了软件复用功能。如果类B继承类A，则建立类B时只需要再描述与基类(类A)不同的少量特征(数据成员和成员方法)即可。这种做法能减小代码和数据的冗余度，大大增加程序的重用性。

（4）继承通过增强一致性来减少模块间的接口和界面，大大增加了程序的易维护性。

（5）提供多重继承机制。从理论上说，一个类可以是多个一般类的特殊类，它可以从多个一般类中继承属性与方法，这便是多重继承。Java出于安全性和可靠性的考虑，仅支持单重继承，而通过使用接口机制来实现多重继承。

示例代码：

父类

public class Car {

public String brand=null;

public void drive(){

System.out.println(“Car的drive方法。”);

}

}

子类

public class Audi extends Car {

public String brand =”Audi”;

}

子类使用父类中的drive方法

Audi au=new Audi();

au.drive();

多态

多态性是指允许不同类的对象对同一消息作出响应。多态性包括参数化多态性和包含多态性。多态性语言具有灵活、抽象、行为共享、代码共享的优势，很好的解决了应用程序函数同名问题。

多态有两种表现形式：重载和覆盖。

重载（overload），是发生在同一类中。与父类和子类、继承毫无关系。

标识一个函数除了函数名外，还有函数的参数（个数和类型）。也就是说，一个类中可以有两个或更多的函数叫同一个名字，而他们的参数不同。他们之间毫无关系，是不同的函数，只是可能他们的功能类似，所以才命名一样，增加可读性，仅此而已！以junit4中常用的断言assertArrayEquals为例，他的作用就是进行数组比较（函数同名），而数组又分为不同的类型，例如：boolean[]、byte[]，char[]，long[]等等（参数不同），如下图所示：

assertArrayEquals重载应用

覆盖(override),是发生在子类中！也就是说必须有继承的情况下才有覆盖发生。

我们知道继承一个类，就有了父类的全部方法，如果你感到哪个方法不合适，功能要变，那就把那个函数在子类中重新实现一遍。这样再调用这个方法的时候，就是执行子类中的过程了。父类中的函数就被覆盖了。（当然，覆盖的时候函数名和参数要和父类中完全一样,不然你的方法对父类中的方法就不起任何作用，因为两者是两个函数，毫不关系）

示例代码：

父类

public class Car {

public String brand=null;

public void drive(){

System.out.println(“Car的drive方法。”);

}

}

子类重写父类中的dirve方法

public class Audi extends Car {

public String brand =”Audi”;

public void drive(){

System.out.println(“Audi的drive方法。”);

}

}

调用子类的drive方法

Audi au=new Audi();

au.drive();

执行Audi类的drive方法，而不是Car类的drive方法，控制台输出：Audi的drive方法。