一、什么是面向对象编程(OOP)?
面向对象编程(Object-Oriented Programming,OOP)是一种基于对象的编程范式,通过将数据和操作数据的方法封装在类中,模拟现实世界中的实体12。其核心思想是通过类和对象组织代码,强调模块化、可维护性和可扩展性。相较于面向过程编程,OOP更符合人类认知习惯,尤其适合处理复杂系统34。
二、Java面向对象的四大核心特性
1. 封装(Encapsulation)
定义:将数据(属性)和操作数据的方法(行为)绑定在一起,隐藏内部实现细节,仅暴露必要接口16。
实现方式:
使用
private
修饰符限制属性访问权限
通过
getter
和
setter
方法控制属性访问
public class Employee {
private String id;
private String name;
public String getId { return id; }
public void setId(String id) { this.id = id; }
}
优势:提高安全性、降低耦合度,便于后期维护26。
2. 继承(Inheritance)
定义:通过
extends
关键字建立父子类关系,子类继承父类属性和方法,支持代码复用和扩展14。
示例:
class Animal { void eat { System.out.println(" 吃东西"); } }
class Dog extends Animal { void bark { System.out.println(" 汪汪叫"); } }
```
**注意**:Java仅支持单继承,但可通过接口实现多继承效果。
### 3. 多态(Polymorphism)
**定义**:同一方法在不同对象中呈现不同行为,通过方法重写(Override)和向上转型实现。
**示例**:
```java
class Shape {
void draw { System.out.println(" 绘制图形"); }
}
class Circle extends Shape {
@Override void draw { System.out.println(" 绘制圆形"); }
}
// 调用时:Shape shape = new Circle; shape.draw; // 输出“绘制圆形”```
**条件**:
- 子类重写父类方法
- 父类引用指向子类对象
### 4. 抽象(Abstraction)
**定义**:通过抽象类(`abstract`)和接口(`interface`)定义模板,隐藏复杂实现,仅暴露必要功能。
**示例**:
``````javainterface Animal {
void move; // 抽象方法,无实现 }
class Cat implements Animal {
@Override public void move { System.out.println(" 猫在走"); }
}
```
**作用**:解耦设计、提高扩展性
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## 三、面向对象设计原则(进阶)
### 1. 单一职责原则(SRP)
一个类应只负责一个功能模块,避免职责混杂。
**反例**:日志类同时处理日志记录、文件保存和邮件通知
**优化**:拆分为`Logger`、`FileSaver`、`EmailNotifier`三个类
### 2. 开放封闭原则(OCP)
对扩展开放,对修改封闭,通过接口和继承实现灵活扩展。
**示例**:新增支付方式时,仅需实现`Payment`接口,无需修改原有代码。
### 3. 里氏替换原则(LSP)
子类对象可替换父类对象,且不破坏程序逻辑。
**注意**:避免在子类中修改父类方法的核心逻辑。
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## 四、实战应用:员工管理系统
```java
// 抽象类定义通用属性 abstract class Employee {
private String id;
private String name;
public abstract void work; // 抽象方法 }
// 继承与多态实现 class Developer extends Employee {
@Override public void work { System.out.println(" 编写代码"); }
}
class Manager extends Employee {
@Override public void work { System.out.println(" 制定计划"); }
}
// 封装数据操作 class EmployeeManager {
private List<Employee> employees = new ArrayList<>;
public void addEmployee(Employee emp) { employees.add(emp); }
public void showWork {
for (Employee e : employees) {
e.work; // 多态调用 }
}
}
```
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