一、對(duì)象的綜述

面向?qū)ο缶幊?OOP)具有多方面的吸引力。對(duì)管理人員，它實(shí)現(xiàn)了更快和更廉價(jià)的開發(fā)與維護(hù)過(guò)程。對(duì)分析與設(shè)計(jì)人員，建模處理變得更加簡(jiǎn)單，能生成清晰、易于維護(hù)的設(shè)計(jì)方案。對(duì)程序員，對(duì)象模型顯得如此高雅和淺顯。此外，面向?qū)ο蠊ぞ咭约皫?kù)的巨大威力使編程成為一項(xiàng)更使人愉悅的任務(wù)。每個(gè)人都可從中獲益，至少表面如此。

所有編程語(yǔ)言的最終目的都是解決企業(yè)又或者人在現(xiàn)實(shí)生活中所遇到的問(wèn)題，最初我們的程序可能長(zhǎng)這樣“11111100001”，相信大家都不會(huì)陌生，只是大家沒這么子去敲過(guò)代碼。再后來(lái)出現(xiàn)了匯編語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言便是對(duì)基礎(chǔ)機(jī)器語(yǔ)言(二進(jìn)制)的少量抽象，再到后來(lái)出現(xiàn)了許多“命令式”語(yǔ)言(如FORTRAN、BASIC和C)，這些語(yǔ)言便是對(duì)匯編語(yǔ)言的一種抽象。這些語(yǔ)言都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但它們的抽象原理依然要求我們著重考慮計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)，而考慮的不是要解決的問(wèn)題的本身結(jié)構(gòu)。在機(jī)器與實(shí)際要解決的問(wèn)題之間，程序員必須建立起一種聯(lián)系，這個(gè)過(guò)程要求人們付出較大的精力，使得程序代碼很難編寫，寫出來(lái)的代碼又很難理解，要花較大的代價(jià)進(jìn)行維護(hù)。

面向?qū)ο蟮某绦虮愫芎玫慕鉀Q了這一問(wèn)題，程序員可利用程序來(lái)表達(dá)實(shí)際問(wèn)題中的元素，我們便將這些元素在程序中的表示稱為“對(duì)象”。我們可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)中的問(wèn)題來(lái)靈活配置對(duì)象，以便與特定的問(wèn)題配合。與之前的語(yǔ)言相比，這無(wú)疑是一種更加靈活、更加強(qiáng)大的語(yǔ)言抽象。總之OOP允許我們根據(jù)問(wèn)題來(lái)描述問(wèn)題，而不是根據(jù)問(wèn)題在機(jī)器中的方案。與現(xiàn)實(shí)世界中的“對(duì)象”或者“物體”相比，編程對(duì)象與它們也存在共通的地方：它們都有自己的特征和行為。

二、什么是對(duì)象

通過(guò)上面的文字或許大家已經(jīng)有些明白什么是對(duì)象了吧？而上面的文字也是對(duì)對(duì)象的一種比較深入的理解，而我們最常見的理解方式無(wú)非是：對(duì)象(object)是任何看得見、摸得著、感覺得到，可以獲得的東西，有自己的標(biāo)識(shí)的任何東西。對(duì)象是某一類的事物的具體個(gè)例。比如這輛汽車、這個(gè)人、這間房子、這張桌子、這株植物、這張支票、這件雨衣，概括來(lái)說(shuō)就是：萬(wàn)物皆對(duì)象。

在這里給大家摘錄一些句子，希望看過(guò)的人能夠花時(shí)間去思考一下：

①“對(duì)象一般以域的形式包含數(shù)據(jù),通常稱作屬性；以程序的形式包含代碼,通常稱作方法”。

②“對(duì)象在域中儲(chǔ)存自身狀態(tài)并通過(guò)方法暴露自身行為”。

③“每個(gè)對(duì)象就如一個(gè)小型電腦——它有狀態(tài),并且它提供操作,你可以調(diào)用執(zhí)行”。

④“一個(gè)類包含了存放數(shù)值的數(shù)據(jù)域和操作數(shù)值的的方法”。

⑤“一個(gè)對(duì)象就是儲(chǔ)存某些類型的值的內(nèi)存空間”。

⑥“一個(gè)對(duì)象包含一些私有內(nèi)存空間和一些操作”。

三、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法

(1)所有東西都是對(duì)象。可將對(duì)象想象成一種新型變量；它保存著數(shù)據(jù)，但可要求它對(duì)自身進(jìn)行操作。理論上講，可從要解決的問(wèn)題身上提出所有概念性的組件，然后在程序中將其表達(dá)為一個(gè)對(duì)象。

(2)程序是一大堆對(duì)象的組合；通過(guò)消息傳遞，各對(duì)象知道自己該做些什么。為了向?qū)ο蟀l(fā)出請(qǐng)求，需向那個(gè)對(duì)象“發(fā)送一條消息”。更具體地講，可將消息想象為一個(gè)調(diào)用請(qǐng)求，它調(diào)用的是從屬于目標(biāo)對(duì)象的一個(gè)子例程或函數(shù)。

(3)每個(gè)對(duì)象都有自己的存儲(chǔ)空間，可容納其他對(duì)象。或者說(shuō)，通過(guò)封裝現(xiàn)有對(duì)象，可制作出新型對(duì)象。所以，盡管對(duì)象的概念非常簡(jiǎn)單，但在程序中卻可達(dá)到任意高的復(fù)雜程度。

(4)每個(gè)對(duì)象都有一種類型。根據(jù)語(yǔ)法，每個(gè)對(duì)象都是某個(gè)“類”的一個(gè)“實(shí)例”。其中，“類”(Class)是“類型”(Type)的同義詞。一個(gè)類最重要的特征就是“能將什么消息發(fā)給它？”。

(5)同一類所有對(duì)象都能接收相同的消息。這實(shí)際是別有含義的一種說(shuō)法。由于類型為“圓”(Circle)的一個(gè)對(duì)象也屬于類型為“形狀”(Shape)的一個(gè)對(duì)象，所以一個(gè)圓完全能接收形狀消息。這意味著可讓程序代碼統(tǒng)一指揮“形狀”，令其自動(dòng)控制所有符合“形狀”描述的對(duì)象，其中自然包括“圓”。這一特性稱為對(duì)象的“可替換性”，是OOP 最重要的概念之一。

(6)一些語(yǔ)言設(shè)計(jì)者認(rèn)為面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)本身并不足以方便解決所有形式的程序問(wèn)題，提倡將不同的方法組合成“多形程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言”。

四、對(duì)象的使用

下面讓我們以電燈泡為例：

在這個(gè)例子中，類型／類的名稱是 Light，可向 Light 對(duì)象發(fā)出的請(qǐng)求包括包括打開( on)、關(guān)閉( off)、變得更明亮( brighten )或者變得更暗淡( dim)。通過(guò)簡(jiǎn)單地聲明一個(gè)名字( lt)，我們?yōu)?Light 對(duì)象創(chuàng)建了一個(gè)“句柄”。然后用 new 關(guān)鍵字新建類型為 Light 的一個(gè)對(duì)象。再用等號(hào)將其賦給句柄。為了向?qū)ο蟀l(fā)送一條消息，我們列出句柄名( lt)，再用一個(gè)句點(diǎn)符號(hào)( .)把它同消息名稱( on)連接起來(lái)。從中可以看出，使用一些預(yù)先定義好的類時(shí)，我們?cè)诔绦蚶锊捎玫拇a是非常簡(jiǎn)單和直觀的。

五、封裝

封裝，即隱藏對(duì)象的屬性和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，僅對(duì)外公開接口，控制在程序中屬性的讀和修改的訪問(wèn)級(jí)別；將抽象得到的數(shù)據(jù)和行為(或功能)相結(jié)合，形成一個(gè)有機(jī)的整體，也就是將數(shù)據(jù)與操作數(shù)據(jù)的源代碼進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，形成“類”，其中數(shù)據(jù)和函數(shù)都是類的成員。封裝的目的是增強(qiáng)安全性和簡(jiǎn)化編程，使用者不必了解具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，而只是要通過(guò)外部接口，以特定的訪問(wèn)權(quán)限來(lái)使用類的成員。隱藏之后，外部程序就不能接觸和改變那些細(xì)節(jié)，所以不用擔(dān)心自己的類會(huì)受到非法修改，可確保它們不會(huì)對(duì)其他程序造成影響。

封裝的原則：

1. 將不需要對(duì)外提供的內(nèi)容都隱藏起來(lái)；

2. 把屬性都隱藏，提供公共方法對(duì)其訪問(wèn)。

簡(jiǎn)單示例代碼：

1 packagecom.alanlee;2

3 public classStudent {4

5 //屬性私有化，避免屬性被直接使用和修改

6 privateInteger age;7

8 //對(duì)外提供公有的方法用來(lái)獲取對(duì)象的屬性值

9 publicInteger getAge() {10 returnage;11 }12

13 //對(duì)外提供公有的方法，可以對(duì)對(duì)象的屬性進(jìn)行控制，避免不合法的操作

14 public voidsetAge(Integer age) {15 if(age > 0 && age < 100){16 this.age =age;17 }else{18 System.out.println("輸入的年齡不合法！");19 }20 }21

22 public static voidmain(String[] args) {23 Student stu = newStudent();24 //賦值

25 stu.setAge(10);26 //取值并打印

27 System.out.println(stu.getAge());28 }29 }

六、繼承

我們費(fèi)盡心思做出一種數(shù)據(jù)類型后，假如不得不又新建一種類型，令其實(shí)現(xiàn)大致相同的功能，那會(huì)是一件非常令人灰心的事情。但若能利用現(xiàn)成的數(shù)據(jù)類型，對(duì)其進(jìn)行“克隆”，再根據(jù)情況進(jìn)行添加和修改，情況就顯得理想多了。“繼承”正是針對(duì)這個(gè)目標(biāo)而設(shè)計(jì)的。但繼承并不完全等價(jià)于克隆。在繼承過(guò)程中，若原始類(正式名稱叫作基礎(chǔ)類、超類或父類)發(fā)生了變化，修改過(guò)的“克隆”類(正式名稱叫作繼承類或者子類)也會(huì)反映出這種變化。在 Java 語(yǔ)言中，繼承是通過(guò) extends 關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)的。

使用繼承時(shí)，相當(dāng)于創(chuàng)建了一個(gè)新類。這個(gè)新類不僅包含了現(xiàn)有類型的所有成員(盡管private 成員被隱藏起來(lái)，且不能訪問(wèn))，但更重要的是，它復(fù)制了基礎(chǔ)類的接口。也就是說(shuō)，可向基礎(chǔ)類的對(duì)象發(fā)送的所有消息亦可原樣發(fā)給衍生類的對(duì)象。根據(jù)可以發(fā)送的消息，我們能知道類的類型。這意味著衍生類具有與基礎(chǔ)類相同的類型！為真正理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的含義，首先必須認(rèn)識(shí)到這種類型的等價(jià)關(guān)系。

由于基礎(chǔ)類和衍生類具有相同的接口，所以那個(gè)接口必須進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)。也就是說(shuō)，對(duì)象接收到一條特定的消息后，必須有一個(gè)“方法”能夠執(zhí)行。若只是簡(jiǎn)單地繼承一個(gè)類，并不做其他任何事情，來(lái)自基礎(chǔ)類接口的方法就會(huì)直接照搬到衍生類。這意味著衍生類的對(duì)象不僅有相同的類型，也有同樣的行為，這一后果通常是我們不愿見到的。

有兩種做法可將新得的衍生類與原來(lái)的基礎(chǔ)類區(qū)分開。第一種做法十分簡(jiǎn)單：為衍生類添加新函數(shù)(功能)。這些新函數(shù)并非基礎(chǔ)類接口的一部分。進(jìn)行這種處理時(shí)，一般都是意識(shí)到基礎(chǔ)類不能滿足我們的要求，所以需要添加更多的函數(shù)。這是一種最簡(jiǎn)單、最基本的繼承用法，大多數(shù)時(shí)候都可完美地解決我們的問(wèn)題(添加特定的方法，特殊的方法)。第二種做法是改變基礎(chǔ)類一個(gè)現(xiàn)有函數(shù)的行為(重寫父類的方法)。

簡(jiǎn)單示例代碼：

1 public classAnimal {2 privateString name;3 private intid;4 public Animal(String myName, intmyid) {5 name =myName;6 id =myid;7 }8 public voideat(){9 System.out.println(name+"正在吃");10 }11 public voidsleep(){12 System.out.println(name+"正在睡");13 }14 public voidintroduction() {15 System.out.println("大家好！我是" + id + "號(hào)" + name + ".");16 }17 }

1 public class Penguin extendsAnimal {2 public Penguin(String myName, intmyid) {3 super(myName, myid);4 }5 }

1 public class Mouse extendsAnimal {2 public Mouse(String myName, intmyid) {3 super(myName, myid);4 }5 }

Java是單繼承的，一個(gè)類只能繼承一個(gè)父類。

七、多態(tài)

多態(tài)是同一個(gè)行為具有多個(gè)不同表現(xiàn)形式或形態(tài)的能力，多態(tài)就是同一個(gè)接口，使用不同的實(shí)例而執(zhí)行不同操作，多態(tài)性是對(duì)象多種表現(xiàn)形式的體現(xiàn)。

多態(tài)的優(yōu)點(diǎn)：

1. 消除類型之間的耦合關(guān)系

2. 可替換性

3. 可擴(kuò)充性

4. 接口性

5. 靈活性

6. 簡(jiǎn)化性

多態(tài)存在的三個(gè)必要條件：

繼承

重寫

父類引用指向子類對(duì)象

當(dāng)使用多態(tài)方式調(diào)用方法時(shí)，首先檢查父類中是否有該方法，如果沒有，則編譯錯(cuò)誤；如果有，再去調(diào)用子類的同名方法。

簡(jiǎn)單示例代碼：

1 public classTest {2 public static voidmain(String[] args) {3 show(new Cat()); //以 Cat 對(duì)象調(diào)用 show 方法

4 show(new Dog()); //以 Dog 對(duì)象調(diào)用 show 方法

5

6 Animal a = new Cat(); //向上轉(zhuǎn)型

7 a.eat(); //調(diào)用的是 Cat 的 eat

8 Cat c = (Cat)a; //向下轉(zhuǎn)型

9 c.work(); //調(diào)用的是 Cat 的 catchMouse

10 }11

12 public static voidshow(Animal a) {13 a.eat();14 //類型判斷

15 if (a instanceof Cat) { //貓做的事情

16 Cat c =(Cat)a;17 c.work();18 } else if (a instanceof Dog) { //狗做的事情

19 Dog c =(Dog)a;20 c.work();21 }22 }23 }24

25 abstract classAnimal {26 abstract voideat();27 }28

29 class Cat extendsAnimal {30 public voideat() {31 System.out.println("吃魚");32 }33 public voidwork() {34 System.out.println("抓老鼠");35 }36 }37

38 class Dog extendsAnimal {39 public voideat() {40 System.out.println("吃骨頭");41 }42 public voidwork() {43 System.out.println("看家");44 }45 }

八、抽象類

設(shè)計(jì)程序時(shí)，我們經(jīng)常都希望基礎(chǔ)類只為自己的衍生類提供一個(gè)接口。也就是說(shuō)，我們不想其他任何人實(shí)際創(chuàng)建基礎(chǔ)類的一個(gè)對(duì)象，只對(duì)上溯造型成它，以便使用它們的接口。為達(dá)到這個(gè)目的，需要把那個(gè)類變成“抽象”的—— 使用 abstract 關(guān)鍵字。若有人試圖創(chuàng)建抽象類的一個(gè)對(duì)象，編譯器就會(huì)阻止他們。這種工具可有效強(qiáng)制實(shí)行一種特殊的設(shè)計(jì)。

亦可用 abstract 關(guān)鍵字描述一個(gè)尚未實(shí)現(xiàn)的方法—— 作為一個(gè)“根”使用，指出：“這是適用于從這個(gè)類繼承的所有類型的一個(gè)接口函數(shù)，但目前尚沒有對(duì)它進(jìn)行任何形式的實(shí)現(xiàn)。”抽象方法也許只能在一個(gè)抽象類里創(chuàng)建。繼承了一個(gè)類后，那個(gè)方法就必須實(shí)現(xiàn)，否則繼承的類也會(huì)變成“抽象”類。通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)抽象方法，我們可以將一個(gè)方法置入接口中，不必再為那個(gè)方法提供可能毫無(wú)意義的主體代碼。

interface(接口)關(guān)鍵字將抽象類的概念更延伸了一步，它完全禁止了所有的函數(shù)定義。“接口”是一種相當(dāng)有效和常用的工具。另外如果自己愿意，亦可將多個(gè)接口都合并到一起(不能從多個(gè)普通 class 或abstract class 中繼承)。比如上面的示例代碼就將父類以及父類的方法進(jìn)行了抽象，因?yàn)楦割惒⒉恍枰鋈魏螌?shí)際的事情。

九、對(duì)象在哪里

對(duì)象保存在內(nèi)存堆。一種常規(guī)用途的內(nèi)存池(也在 RAM 區(qū)域)，其中保存了 Java 對(duì)象。和堆棧不同，“內(nèi)存堆”或“堆”( Heap)最吸引人的地方在于編譯器不必知道要從堆里分配多少存儲(chǔ)空間，也不必知道存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)要在堆里停留多長(zhǎng)的時(shí)間。因此，用堆保存數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)得到更大的靈活性。要求創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象時(shí)，只需用new 命令編制相關(guān)的代碼即可。執(zhí)行這些代碼時(shí)，會(huì)在堆里自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的保存。當(dāng)然，為達(dá)到這種靈活性，必然會(huì)付出一定的代價(jià)：在堆里分配存儲(chǔ)空間時(shí)會(huì)花掉更長(zhǎng)的時(shí)間。

可愛博主：AlanLee

本文出自博客園，歡迎大家加入博客園。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java oop_Java实现OOP(面向对象编程)的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。