Java 面向对象 之 封装和继承

封装

在面向对象程式设计方法中,封装(英语:Encapsulation)是指一种将抽象性函式接口的实现细节部份包装、隐藏起来的方法。

封装可以被认为是一个保护屏障,防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问。

要访问该类的代码和数据,必须通过严格的接口控制。

封装最主要的功能在于我们能修改自己的实现代码,而不用修改那些调用我们代码的程序片段。

适当的封装可以让程式码更容易理解与维护,也加强了程式码的安全性。

封装的优点

  1. 良好的封装能够减少耦合。

  2. 类内部的结构可以自由修改。

  3. 可以对成员变量进行更精确的控制。

  4. 隐藏信息,实现细节。

封装的步骤

1. 修改属性的可见性来限制对属性的访问(一般限制为private),例如:

public class Person {
    private String name;
    private int age;
}
这段代码中,将 name 和 age 属性设置为私有的,只能本类才能访问,其他类都访问不了,如此就对信息进行了隐藏。

2. 对每个值属性提供对外的公共方法访问,也就是创建一对赋取值方法,用于对私有属性的访问,例如:

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

封装的实例

public class EncapTest{
 
   private String name;
   private String idNum;
   private int age;
 
   public int getAge(){
      return age;
   }
 
   public String getName(){
      return name;
   }
 
   public String getIdNum(){
      return idNum;
   }
 
   public void setAge( int newAge){
      age = newAge;
   }
 
   public void setName(String newName){
      name = newName;
   }
 
   public void setIdNum( String newId){
      idNum = newId;
   }
}

以上实例中public方法是外部类访问该类成员变量的入口。

通常情况下,这些方法被称为getter和setter方法。

因此,任何要访问类中私有成员变量的类都要通过这些getter和setter方法。


继承

继承的概念

继承是java面向对象编程技术的一块基石,因为它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。

生活中的继承:

生活中的继承

兔子和羊属于食草动物类,狮子和豹属于食肉动物类。

食草动物和食肉动物又是属于动物类。

所以继承需要符合的关系是:is-a,父类更通用,子类更具体。

虽然食草动物和食肉动物都是属于动物,但是两者的属性和行为上有差别,所以子类会具有父类的一般特性也会具有自身的特性。

类的继承格式

在 Java 中通过 extends 关键字可以申明一个类是从另外一个类继承而来的,一般形式如下:

class 父类 {
}
 
class 子类 extends 父类 {
}

为什么需要继承

接下来我们通过实例来说明这个需求。

开发动物类,其中动物分别为企鹅以及老鼠,要求如下:

企鹅:属性(姓名,id),方法(吃,睡,自我介绍)
老鼠:属性(姓名,id),方法(吃,睡,自我介绍)

公共父类:
public class Animal { 
    private String name;  
    private int id; 
    public Animal(String myName, int myid) { 
        name = myName; 
        id = myid;
    } 
    public void eat(){ 
        System.out.println(name+"正在吃"); 
    }
    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡");
    }
    public void introduction() { 
        System.out.println("大家好!我是"         + id + "号" + name + "."); 
    } 
}
企鹅类:
public class Penguin extends Animal { 
    public Penguin(String myName, int myid) { 
        super(myName, myid); 
    } 
}
老鼠类:
public class Mouse extends Animal { 
    public Mouse(String myName, int myid) { 
        super(myName, myid); 
    } 
}

继承类型

需要注意的是 Java 不支持多继承,但支持多重继承。

继承类型

继承的特性

子类拥有父类非 private 的属性、方法。

子类可以拥有自己的属性和方法,即子类可以对父类进行扩展。

子类可以用自己的方式实现父类的方法。

Java 的继承是单继承,但是可以多重继承,单继承就是一个子类只能继承一个父类,多重继承就是,例如 A 类继承 B 类,B 类继承 C 类,所以按照关系就是 C 类是 B 类的父类,B 类是 A 类的父类,这是 Java 继承区别于 C++ 继承的一个特性。

提高了类之间的耦合性(继承的缺点,耦合度高就会造成代码之间的联系越紧密,代码独立性越差)。

示例代码

父类:

package com.company.model;

public class News {
    protected String title;
    protected String content;

    protected News() {

    }

    //构造的自由和责任交给用户!!
    public News(String title, String content) {
        this.title = title;
        this.content = content;
    }

    public String getTitle() {
        return title;
    }

    public String getContent() {
        return content;
    }

    //控制如何显示
    public String dispaly() {
        return title + "\n" + content;
    }
}

子类:

package com.company.model;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileReader;

public class FileNews extends News {
    public FileNews(String title, String content) {
        super(title, content); //super 要和父类的构造方法一致
    }

    public FileNews() {
        super();
    }

    //子类 自己的 方法
    public void read(String url) {
        try {
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(new File(url)));
            title = reader.readLine(); //读取title
            reader.readLine(); //跳过空行
            content = reader.readLine(); //读取content
        } catch (java.io.IOException e) {
            System.out.println("新闻读取出错");
        }
    }

    //子类 重新实现 父类的 方法
    @Override
    public String dispaly() {
        return title + ":" + content;
    }
}

Main:

package com.company;

import com.company.model.FileNews;
import com.company.model.News;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        News news = new News("abc", "父类");
        System.out.println(news.dispaly());

        FileNews fileNews = new FileNews("abc", "子类");
        System.out.println(fileNews.dispaly());
    }
}

项目结构

理解继承
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