初识Java（Java类和对象-面向对象概述)

2022-05-27 07:28 225阅读 0赞

### 一、面向对象概述 ###

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相应的属性以及展示这些对象的行为，已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。

1.1 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、计算机等。人们解决问题的方式总是把复杂的事情简单化，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，这个部分称为 " 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、年龄等等。这个人可以哭哭泣、微笑、说话、行走，这些事这个人具备的行为（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。

1.2 类

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，那就类。

类就是同一类事物的统称，如果将显示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、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征和飞行的技能，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。

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称为类。

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。

1.3 封装

面向对象程序设计具有以下特点 ： ( 1 ) 封装性 ；( 2 ) 继承性 ； ( 3 ) 多态性 。

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，无须直到计算机内部是如何工作的，即使可能直到计算机的工作原理，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。

1.4 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。设计软件的代码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。

继承性主要利用特定对象之间的共有属性。例如，平行四边形是四边形，正方形、矩形也都是四边形，平行四边形与四边形具有共同特性，就是拥有 4 个边，可以将平行四边形类看做四边形的延伸，平行四边形复用了四边形的属性和行为，同时添加了平行四边形独有的属性和行为，如平行四边形的对边平行且相等。这里可以将平行四边形类看作是从四边形类中继承。在 Java 语言中将类似于平行四边形的类称为子类，将类似于四边形的类称为父类或超类。可以说平行四边形是特殊的四边形，但不能说四边形是平行四边形，也就是说子类的实例都是父类的实例，但不能说父类的实例是子类的实例。

继承关系可以使用树形关系来表示，父类与子类存在一种层次关系。一个类处于继承体系中，它既可以是其他类的父类，为其他类提供树形和行为，也可以是其他类的子类，继承父类的属性和方法。

1.5 多态

将父类对象应用于子类的特征就是多态。以图形类来说明多态，每个图形都拥有绘制自已的能力，这个能力可以看做是该类具有的行为，如果将子类的对象统一看做是父类的实例对象，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，这样降低了维护的难度，节省了时间。

多态的实现并不依赖具体类，而是依赖于抽象类和接口。

图形类作为所有图形的父类，具有绘制图形的能力，这个方法可以称为“ 绘制图形 ”，但如果要执行这个“ 绘制图形 ”的命令，没有人知道应该画什么样的图形，并且如果要在图形类中抽象出一个图形对象，没有人能说清这个图形究竟是什么图形，所以使用“ 抽象 ”这个词来描述图形类比较恰当。在 Java 语言中称这样的类为抽象类，抽象类不能实例化对象。在多态的机制中，父类通常会被定义为抽象类，在抽象类中给出一个方法的标准，而不给出实现的具体流程。实质上这个方法也是抽象，如图形类中的“ 绘制图形 ”方法只提供一个可以绘制图形的标准，并没有提供具体绘制图形的流程，因为没有人知道究竟需要绘制什么形状的图形。

在多态的机制中，比抽象类更方便的方式是将抽象类定义为接口。由抽象方法组成的集合就是接口。接口的概念在现实中也极为常见，如不同的五金商店买来螺丝帽和螺丝钉，螺丝帽很轻松地就可以拧在螺丝钉上，可能螺丝帽和螺丝钉的厂家不同，但这两个物品可以轻易地组合在一起，这是因为生产螺丝帽和螺丝钉的厂家都遵循着一个标准，这个标准在 Java 中就是接口。可以将“ 绘制图形 ”作为一个接口的抽象方法，然后使图形类实现这个接口，同时实现“ 绘制图形 ”这个抽象方法，当三角形类新药绘制时，就可以继承图形类，重写其中的“ 绘制图形 ”方法，并改写这个方法为“ 绘制三角形 ”，这样就可以通过这个标准绘制不同的图形。

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