【Java筆記】第8章：面向對象的三大特性（封裝、繼承、多態）

前言
1. 三大特性概述
2. 封裝
3. 繼承
4. 多態
結語

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#include<GUIQU.h>
int main {
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return 一鍵三連;
}

前言

各位小伙伴大家好！上期小編給大家講解了Java中的面向對象，接下來講講Java中面向對象的三大特性！

1. 三大特性概述

Java中面向對象的三大特性是封裝（Encapsulation）、繼承（Inheritance）和多態（Polymorphism）。這些特性是Java編程語言中實現面向對象編程（OOP）的核心概念。

封裝（Encapsulation）：
- 封裝是指將數據（屬性）和操作數據的方法（行為）封裝在一起，形成一個不可分割的整體。
- 在Java中，封裝通過訪問修飾符（如public、private、protected和default）來實現，用于控制類成員（屬性和方法）的訪問級別。
- 封裝的目的是保護對象的內部狀態不被外部直接訪問，只能通過公共接口（方法）來訪問和修改。
繼承（Inheritance）：
- 繼承是指一個類（子類）可以繼承另一個類（父類）的屬性和方法。
- 在Java中，繼承通過extends關鍵字來實現，子類可以擴展父類的功能，也可以覆蓋父類的方法以提供新的實現。
- 繼承的目的是代碼復用和擴展，子類可以重用父類的代碼，同時添加新的屬性和方法。
多態（Polymorphism）：
- 多態是指允許不同類的對象對同一消息做出響應，即同一操作作用于不同的對象時可以有不同的解釋和行為。
- 在Java中，多態通常通過接口（interface）和繼承來實現。
- 多態的目的是提高代碼的靈活性和可擴展性，允許程序在不修改現有代碼的情況下，添加新的功能和行為。
  這三大特性使得Java成為了一個強大的面向對象編程語言，它們允許開發者以更接近現實世界的方式思考和解決問題。通過封裝，我們可以隱藏對象的內部實現細節，只暴露必要的接口；通過繼承，我們可以重用和擴展已有的代碼；通過多態，我們可以編寫更靈活、可擴展的代碼。

2. 封裝

封裝是面向對象編程中的一個核心概念，它將數據（屬性）和操作數據的方法（行為）組合在一起，形成一個不可分割的整體。封裝的目的是保護對象的內部狀態不被外部直接訪問，只能通過公共接口（方法）來訪問和修改。在Java中，封裝通過訪問修飾符（如public、private、protected和default）來實現。

【訪問修飾符】
在Java中，有四種訪問修飾符：

public：公共的，可以被任何類訪問。
private：私有的，只能被同一個類的其他方法訪問。
protected：受保護的，可以被同一個包中的類訪問，或者被子類訪問。
default（不寫）：默認的，可以被同一個包中的類訪問。

【封裝的實現】
封裝的實現主要通過以下幾種方式：

屬性私有化：將類的屬性設置為私有，只允許類內部的方法訪問和修改。

public class Person {private String name;private int age;public void setName(String name) {this.name = name;}public String getName() {return name;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public int getAge() {return age;}
}

方法公開化：將類的屬性的設置和獲取方法設置為公開，以供外部使用。

構造方法：在類中定義構造方法，用于在創建對象時初始化對象的屬性。

public class Person {private String name;private int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public void setName(String name) {this.name = name;}public String getName() {return name;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public int getAge() {return age;}
}

【封裝的好處】
封裝有以下幾個好處：

保護對象的狀態：通過將屬性設置為私有，可以防止外部直接修改對象的內部狀態，從而保護對象的一致性和完整性。
提高代碼的可讀性和可維護性：通過公開的接口（方法）來訪問和修改對象的屬性，可以使代碼更易于理解和維護。
實現代碼的復用：通過繼承和多態，可以重用已有的代碼，并在此基礎上添加新的功能和行為。
提高系統的靈活性和可擴展性：通過封裝，可以更容易地添加新的功能和行為，而不需要修改現有的代碼。
封裝是面向對象編程中非常重要的一個概念，它可以幫助開發者創建更可靠、可維護和可擴展的代碼。

3. 繼承

繼承是面向對象編程中的一個核心概念，它允許一個類（子類）繼承另一個類（父類）的屬性和方法。繼承的目的是代碼復用和擴展，子類可以重用父類的代碼，同時添加新的屬性和方法。在Java中，繼承通過extends關鍵字來實現。

【繼承的實現】
在Java中，繼承的實現主要通過以下幾個步驟：

聲明繼承關系：在子類中使用extends關鍵字來聲明它繼承自父類。

public class Animal {void makeSound() {System.out.println("Animal makes a sound");}
}
public class Dog extends Animal {void makeSound() {System.out.println("Dog barks");}
}

在這個例子中，Dog 類繼承了 Animal 類，并覆蓋了 makeSound 方法以提供特定的實現。

繼承屬性和方法：子類可以繼承父類的屬性和方法，包括私有屬性和方法。
重寫父類方法：子類可以覆蓋（override）父類的方法，以提供新的實現。覆蓋的方法必須具有相同的名稱、返回類型和參數列表。
```
public class Animal {void makeSound() {System.out.println("Animal makes a sound");}
}
public class Dog extends Animal {@Overridevoid makeSound() {System.out.println("Dog barks");}
}
```
在這個例子中，Dog 類覆蓋了 Animal 類的 makeSound 方法。

添加新屬性和方法：子類可以添加新的屬性和方法，以擴展父類的功能。

public class Animal {void makeSound() {System.out.println("Animal makes a sound");}
}
public class Dog extends Animal {void bark() {System.out.println("Dog barks");}
}

在這個例子中，Dog 類添加了一個新的方法 bark。

【繼承的好處】
繼承有以下幾個好處：

代碼復用：子類可以重用父類的代碼，避免重復編寫相同的代碼。
擴展功能：子類可以擴展父類的功能，添加新的屬性和方法。
提高可讀性和可維護性：通過繼承，可以創建一個層次化的類結構，使得代碼更易于理解和維護。
實現多態：繼承是實現多態的基礎，通過繼承，可以創建具有相同接口的類，從而實現多態。繼承是面向對象編程中非常重要的一個概念，它可以幫助開發者創建更可靠、可維護和可擴展的代碼。

4. 多態

多態是面向對象編程中的一個核心概念，它允許不同類的對象對同一消息做出響應，即同一操作作用于不同的對象時可以有不同的解釋和行為。在Java中，多態通常通過接口（interface）和繼承來實現。多態的目的是提高代碼的靈活性和可擴展性，允許程序在不修改現有代碼的情況下，添加新的功能和行為。

【多態的實現】
多態的實現主要通過以下幾種方式：

接口（interface）：

接口是一組抽象方法的集合，用于定義一組行為。
類可以通過實現接口來繼承接口的方法。
接口中的方法都是抽象的，沒有具體的實現。
實現接口的類必須提供接口中所有方法的實現。

public interface Flyable {void fly();
}
public class Bird implements Flyable {public void fly() {System.out.println("Bird flies");}
}
public class Plane implements Flyable {public void fly() {System.out.println("Plane flies");}
}
public class PolyTest {public static void main(String[] args) {Flyable flyer1 = new Bird();Flyable flyer2 = new Plane();flyer1.fly(); // 輸出 "Bird flies"flyer2.fly(); // 輸出 "Plane flies"}
}

繼承（Inheritance）：

子類可以覆蓋（override）父類的方法，以提供新的實現。
覆蓋的方法必須具有相同的名稱、返回類型和參數列表。
子類對象可以作為父類類型的引用，從而實現多態。

public class Animal {void makeSound() {System.out.println("Animal makes a sound");}
}
public class Dog extends Animal {@Overridevoid makeSound() {System.out.println("Dog barks");}
}
public class PolyTest {public static void main(String[] args) {Animal animal = new Dog();animal.makeSound(); // 輸出 "Dog barks"}
}