【刷题】Java面向对象概述
面向过程与面向对象
面向过程(POP)
- Procedure Oriented Programming,面向过程是一种以过程为中心的编程思想,分析出解决问题所需的步骤,然后用函数把这些步骤实现,并按顺序调用。它是一种基础的顺序的思维方式,面向对象方法的基础实现中也包含面向过程思想。
面向对象(OOP)
- Object Oriented Programming,面向对象是按人们认识客观世界的系统思维方式,采用基于对象(实体)的概念建立模型,模拟客观世界分析、设计、实现软件的办法。通过面向对象的理念使计算机软件系统能与现实世界中的系统一一对应。在软件开发过程中,宏观上,用面向对象来把握事物间复杂的关系,分析系统。微观上,仍然使用面向过程。”面向对象“是以“对象”为中心的编程思想。
区别
三大基本特征:封装、继承、多态
1、封装
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封装就是隐藏对象的属性和实现细节,仅对外公开接口,控制在程序中属性的读和修改的访问级别,将抽象得到的数据和行为(或功能)相结合,形成一个有机的整体,也就是将数据与操作数据的源代码进行有机的结合,形成“类”,其中数据和函数都是类的成员。
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封装的目的是增强安全性和简化编程,使用者不必了解具体的实现细节,而只是要通过外部接口,以特定的访问权限来使用类的成员。
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面向对象就是使用程序处理事情时以对象为中心去分析;与面向过程不同,面向过程关心处理的逻辑、流程等问题,而不关心事件主体。而面向对象即面向主体,所以我们在解决问题时应该先进行对象的封装(对象是封装类的实例,比如张三是人,人是一个封装类,张三只是对象中的一个实例、一个对象)。比如我们日常生活中的小兔子、小绵羊都可以封装为一个类。
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比如兔子的属性有两只耳朵、四只腿、一双眼睛、三瓣嘴等;行为(功能)有跑、跳、吃素等。
2、继承
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继承是面向对象的基本特征之一,继承机制允许创建分等级层次的类。继承就是子类继承父类的特征和行为,使得子类对象(实例)具有父类的实例域和方法,或子类从父类继承方法,使得子类具有父类相同的行为。类似下面这个图:
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我们在上面已经封装了兔子这个类,其他动物也一样可以进行封装。在封装过程中我们发现兔子、绵羊这两个类具有相似的功能或特性如吃草,所以我们可以抽取共有特征和方法形成高一层的类,如这里的食草动物、食肉动物。继承之间是子父类的关系。继承机制可以很好的描述一个类的生态,也提高了代码复用率,在Java中的Object类是所有类的超类,常称作上帝类。
3、多态
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多态同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。是指一个类实例(对象)的相同方法在不同情形有不同表现形式。多态机制使具有不同内部结构的对象可以共享相同的外部接口。这意味着,虽然针对不同对象的具体操作不同,但通过一个公共的类,它们(那些操作)可以通过相同的方式予以调用。
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多态的优点:
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- 消除类型之间的耦合关系
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- 可替换性
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- 可扩充性
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- 接口性
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- 灵活性
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- 简化性
- 简化性
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多态存在的三个必要条件:
- 继承
- 重写(子类继承父类后对父类方法进行重新定义)
- 父类引用指向子类对象
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简言之,多态其实是在继承的基础上的。比如说今天我们要去动物园参观动物,那么你说我们去参观兔子、参观绵羊、参观狮子、参观豹子都是对的,但你不能说我们去参观汽车。在这个例子中,子类具有多态性:除了使用自己的身份,还能充当父类。
五大基本原则
1、单一职责原则(SRP)
一个类应该有且只有一个去改变它的理由,这意味着一个类应该只有一项工作。
比如在职员类里,将工程师、销售人员、销售经理这些情况都放在职员类里考虑,其结果将会非常混乱,在这个假设下,职员类里的每个方法都要if else判断是哪种情况,从类结构上来说将会十分臃肿。
2、开放封闭原则(OCP)
对象或实体应该对扩展开放,对修改封闭。
更改封闭即是在我们对模块进行扩展时,勿需对源有程序代码和DLL进行修改或重新编译文件!这个原则对我们在设计类的时候很有帮助,坚持这个原则就必须尽量考虑接口封装,抽象机制和多态技术!
3、里氏替换原则(LSP)
在对象 x 为类型 T 时 q(x) 成立,那么当 S 是 T 的子类时,对象 y 为类型 S 时 q(y) 也应成立。(即对父类的调用同样适用于子类)
4、依赖倒置原则(DIP)
高层次的模块不应该依赖于低层次的模块,他们都应该依赖于抽象。具体实现应该依赖于抽象,而不是抽象依赖于实现。
可以这样理解,上面我举例子的时候先说了兔子和绵羊,然后才推出食草动物。但如果我们继续认识了牛、马等食草动物,我们会发现我们需要不断调整食草动物的描述,这样程序会变得僵化,所以我们不应该让子类依赖于实体,不应该让父类模块依赖于子类模块。所以我们需要将食草动物设计为抽象类,即抽象类或接口。这样下层只需要实现相应的细节而不会影响父类。
5、接口隔离原则(ISP)
不应强迫客户端实现一个它用不上的接口,或是说客户端不应该被迫依赖它们不使用的方法,使用多个专门的接口比使用单个接口要好的多!
比如,为了减少接口的定义,将许多类似的方法都放在一个接口中,最后会发现,维护和实现接口的时候花了太多精力,而接口所定义的操作相当于对客户端的一种承诺,这种承诺当然是越少越好,越精练越好,过多的承诺带来的就是你的大量精力和时间去维护!
这些基本原则需要我们在使用面向对象编程中慢慢领会、总结。
面向对象常见问题
JAVA为什么是面向对象的,为什么还用int等基础类型
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面向对象的特征:封装,继承,多态。JAVA语言符合这些特征。
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为什么还用int等基础类型
- 因为在每个封装体里,基本还是面向过程的代码思想,因此还是需要这些基础数据类型。
面向对象软件开发的优点有哪些?
- 更符合人们思考习惯的思想,更多体现的是指挥者,指挥对象做事情,与面向过程的执行者区别;
- 可以将复杂问题简单化,保证了较高的开发效率,保证了程序的鲁棒性和可维护性。
- 易维护、易复用、易扩展,由于面向对象有封装、继承、多态性的特性,可以设计出低耦合的系统。
- 代码开发模块化,更易维护和修改。
- 增强代码的可靠性和灵活性。
- 增加代码的可理解性。
封装的定义和好处有哪些?
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一是用private把类的细节与外界隔离起来,从而实现数据项和方法的隐藏,而要访问这些数据项和方法唯一的途径就是通过类本身,类才有资格调用它所拥有的资源(方法,数据项属性等等)。第一个好处就是数据的安全性提高了。
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二是通过隐藏隔离,只允许外部对类做有限的访问,开发者可以自由的改变类的内部实现,而无需修改使用该类的那些程序。只要那些在类外部就能被调用的方法保持其外部特征不变,内部代码就可以自由改变,各取所需,利于分工。提高了代码的可用性和可维护性
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三就是提高了代码的重用性,封装成工具类以后能够减少很多繁琐的步骤。
多态
- 多态是编程语言给不同的底层数据类型做相同的接口展示的一种能力。一个多态类型上的操作可以应用到其他类型的值上面。
继承
- 继承给对象提供了从基类获取字段和方法的能力。继承提供了代码的重用性,也可以在不修改类的情况下给现存的类添加新特性。
抽象的定义?抽象和封装的不同点?
抽象是把想法从具体的实例中分离出来的步骤,因此,要根据他们的功能而不是实现细节来创建类。Java支持创建只暴漏接口而不包含方法实现的抽象的类。这种抽象技术的主要目的是把类的行为和实现细节分离开。
抽象和封装是互补的概念。一方面,抽象关注对象的行为。另一方面,封装关注对象行为的细节。一般是通过隐藏对象内部状态信息做到封装,因此,封装可以看成是用来提供抽象的一种策略。