【大话设计模式】封装继承多态

分手后的思念是犯贱 2023-10-11 16:05 55阅读 0赞

**目录**

一、前言

二、封装

1、定义

2、优点

3、代码示例

三、继承

1、定义

2、优点

3、缺点

4、代码示例

四、多态

1、定义

2、优点

3、代码示例

4、多态的原理

五、虚方法

1、定义

2、虚方法的使用

3、方法重写

六、什么是基类和派生类

1、基类和派生类的基本概念

2、调用基类的构造函数

3、创建派生类的语法

七、学习继承需记住

八、总结

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## 一、前言 ##

设计模式是软件工程中的经典问题解决方法，而其中的三大基本原则——封装、继承和多态（Encapsulation, Inheritance, Polymorphism）——是设计模式的基石。本文将深入探讨这三个概念，并解释它们在面向对象编程中的重要性以及如何在实际项目中巧妙应用。

## 二、封装 ##

### 1、定义 ###

封装是一种将数据和方法组合成一个单元，以保护数据的完整性并隐藏其内部实现的概念。它是面向对象编程中的关键概念之一。

### **2、优点** ###

*  **数据隐藏**：通过将数据私有化（private），我们可以避免外部直接访问和修改数据，从而提高代码的安全性。
 *  **接口抽象**：封装可以隐藏对象内部的实现细节，使得对象之间的交互通过公共接口进行，降低了代码的耦合度。

### 3、代码示例 ###

public class BankAccount {
        private double balance;
    
        public BankAccount(double initialBalance) {
            this.balance = initialBalance;
        }
    
        public void deposit(double amount) {
            if (amount > 0) {
                balance += amount;
            }
        }
    
        public void withdraw(double amount) {
            if (amount > 0 && amount <= balance) {
                balance -= amount;
            }
        }
    
        public double getBalance() {
            return balance;
        }
    }

> 在上述示例中，`balance` 被封装在 `BankAccount` 类中，只能通过公共方法进行访问和修改，确保了数据的安全性。

## **三、继承** ##

### 1、定义 ###

继承定义了如何相互关联、共享特性。继承的工作方式是：定义父类和子类，或叫做基类和派生类，其中子类继承父类的所有特性。子类不但继承了父类的所有特性，还可以定义新的特性。当两个类之间具备‘is-a’的关系时，就可以考虑用继承了

> 注：子类从它的父类中继承的成员有方法、域、属性、事件、索引指示器，但对于构造方法，它不能被继承，只能被调用。对于调用父类的成员，可以用base关键字

### 2、优点 ###

*  **代码重用**：继承允许我们在不重复编写代码的情况下扩展已存在的类，提高了代码的可维护性。
 *  **多态性支持**：继承是多态性（Polymorphism）的基础，允许不同类的对象以统一的方式进行处理。

### 3、缺点 ###

*  父类变，子类不得不类
 *  继承会破坏包装，父类实现细节暴露给子类，其实就是增大了两个类之间的耦合性

> 耦合性：是对一个软件结构内部不同模板间联系紧密程度的度量指标。简单的来说，就是藕断丝连，两个类尽管分开，但如果关系密切，一方的变化都会影响到另一方，这就是耦合性高的表现。继承显然时一种类与类之间强耦合的关系

### 4、代码示例 ###

public class Animal {
        public void speak() {
            System.out.println("Animal makes a sound");
        }
    }
    
    public class Dog extends Animal {
        @Override
        public void speak() {
            System.out.println("Dog barks");
        }
    }
    
    public class Cat extends Animal {
        @Override
        public void speak() {
            System.out.println("Cat meows");
        }
    }

> 在上述示例中，`Dog` 和 `Cat` 类继承了 `Animal` 类，分别重写了 `speak` 方法，实现了多态性。

## 四、多态 ##

### 1、定义 ###

多态是指同一种操作或函数可以在不同的上下文中以不同的方式呈现。在面向对象编程中，多态性允许不同类的对象对相同的方法做出不同的响应。

### 2、优点 ###

*  **灵活性**：多态性使得程序更加灵活，能够应对未来的变化，不必事先知道将要处理的具体对象类型。
 *  **可扩展性**：通过多态性，可以轻松添加新的类和方法，而不会影响现有代码的稳定性。

### 3、代码示例 ###

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

> 在上述示例中，`Shape`、`Circle` 和 `Rectangle` 都有 `draw` 方法，但根据不同的对象类型，它们的行为各不相同。

### **4、多态的原理** ###

当方法被调用时，无论对象是否被转换为其父类，都只有位于对象继承链最末端的方法实现会被调用，也就是说，虚方法是按照其运行时类型而非编译时类型进行动态绑定调用的

> **在使用多态的时候，我们用到了虚方法和方法重写**

## **五、虚方法** ##

### **1、定义** ###

针对抽象方法引出的问题：如果需要在父类中提供一个方法，该方法有自己的方法体，子类根据自己的需要决定是否重写该方法，而不是必须重写，这既是虚方法

*  用virtual修饰
 *  要有方法体，哪怕是一个分号
 *  可以被子类override
 *  除了封装类都可以写

### **2、虚方法的使用** ###

1.  抽象方法仅仅是声明，没有任何实现内容，抽象方法一般必须在子类中被重写以后才有使用价值
2.  使用关键字virtual修改它的虚方法

### **3、方法重写** ###

子类可以对父类进行重写，但是返回值和形参不变