本篇開始會從基礎開始把每一個知識點講明白講透徹,旨在讓每個知識點都能在工作中和面試中用的上。如果有講的不明白的地方歡迎公眾號私信討論,第一時間有問必答。
java的設計就是將java世界比作真實世界,一切事物都可以被某些類型定義,每一個具體的事物都是類型下面的實體對象,類型可以更抽象,比如“鳥類”,也可以更具體,比如“麻雀”,而一只活蹦亂跳的麻雀對象屬于麻雀這個類型,也屬于鳥類這個類型,而鳥類是麻雀類的抽象。
真實的世界中每種類型的特點以及類與類的關系是生來就有的,就像是我們看到天上飛的我們就知道它是鳥類,而java世界畢竟不是真實世界,他需要通過定義規則來約束這些關系。
面向對象中有四個特性,封裝,繼承,多肽,抽象,java利用這些特性來描述類和類與類的關系。
雖然java是模擬真實世界,但是java對類的定義是開放,程序員可以按照自己想象任意定義類,但是類的定義和現實世界又是一樣的,我們在描述一個鳥類的時候,一般是說鳥有羽毛,五顏六色,會飛等等,但是歸根結底是在闡述鳥的外觀和技能,而在java中外觀描述和技能對應的是類中的成員屬性和成員方法。
java中通過new關鍵字創建的就是一個具體的對象,它具備所屬類的所有屬性和方法,它可以在適當的地方被操作。
封裝也叫作信息隱藏或者數據訪問保護,我們用一個非常通俗的現實例子來說明下:
public class bank { private String id; private long createTime; private BigDecimal balance; private long balanceLastModifiedTime;}
這是一個銀行存款的例子,在存款的時候有存款時間,存款后的余額,余額更改時間,如果這幾個屬性是public修飾,那么其他類都可以訪問這幾個屬性,并且對其任意修改,這是不安全的,封裝的目的把屬性的修改權限私有化,比如時間只有內部可以改動,不需要對外開放,對于余額的改動銀行依賴于存款人存多少錢,所以可以提供一個帶入參的函數入口,類似于存款人把錢給到銀行,由銀行人員進行余額的變動,這是把權限最小化,盡可能增強安全性,通過有限的方法暴露必要的操作,我們代碼中的get set方法就是封裝的最簡體現。
繼承是指子類繼承父類,語法機制:extends
public class A extends D
一旦達成繼承關系,子類就會擁有父類非private修飾的屬性和方法。 并且子類可以擁有自己獨有的屬性和方法,同時子類還可以用自己的方式實現父類的方法,即重寫。
一個父類可以被多個子類繼承,但是一個子類不能繼承多個父類。
繼承讓代碼可以復用,把子類共有的方法抽離到父類中實現,由子類來繼承父類,從而達到代碼精簡。
關于繼承還有兩種特殊的繼承:實現接口和繼承抽象類。
我們先來了解下接口和抽象類。
(1) 抽象類
public abstract class A
一個普通的類如果被abstract修飾,就是一個抽象類,抽象類相對于普通類的特點如下:
(2) 接口
接口是一種特殊的抽象類,語法機制:interface
public interface B
接口其實就是一種特殊的抽象類,相對于抽象類不同的地方是:
對于接口和抽象類的應用如何理解:
結合面向對象思想來理解,抽象類是類的溯源產物,比如:幼年貓-貓-貓科-動物,是一個類群里不斷向上溯源就是抽象;而接口是對行為的分組,比如吃飯,睡覺,玩游戲。
那么在日常應用中,應該怎么應用呢?
從設計的角度講,接口往往被用來定義一組行為,舉個例子:
public class 鳥cry();
public class 鴨 extends 鳥cry(){ 嘎嘎嘎}
public class 雞 extends 鳥cry(){ 吱吱吱}
public class 烏鴉 extends 鳥cry(){ 喳喳喳}
如上代碼,每種鳥都有自己獨特的叫聲,每種鳥都要重寫cry方法,沒有辦法將叫這個行為抽象到父類中,也就無法利用父類實現代碼復用,增加了代碼的復雜性和開發工作量。
如果每種鳥都有自己獨特的叫聲,那每個鳥類都要重寫cry方法也是沒有辦法但是必須這么做的事情。但事實上,鳥類的數量遠遠大于叫的方式的數量,也就是說,可能一百種鳥的叫聲都是吱吱吱,一百種鳥的叫聲都是咕咕咕,這種情況下,就可以通過接口來設計了。
就是用接口定義行為,由具體的行為類實現接口,每個鳥類再將叫的行為委托給行為類實現。
public interface cry
public class Zhizhizhi implements crycry(){吱吱吱}
public class Gagaga implements crycry(){嘎嘎嘎}
public class 鴨 extends 鳥Gagaga gagaga;cry(){ gagaga.cry();}
public class 雞 extends 鳥Zhizhizhi zhizhizhi;cry(){ zhizhizhi.cry();}
如上代碼,將行為從具體的類中分離出來單獨定義為行為類,具體類和行為類以組合在一起,這樣就可以復用代碼。
所有的行為都需要這樣設計嗎?并不是,只有當前類獨有的行為可以在當前類中單獨實現。而那些變化多端的行為就要以這樣方式設計。
從開發的角度講,接口往往用于隔離接口和實現達到解耦的效果
日常開發中我們設計一個功能,往往是以接口的形式對外暴露,不暴露實現,這樣的設計為了隔離接口和具體的實現,提高代碼的擴展性。
多態是指子類可以替換父類,父類的引用可以指向子類,我們直接用代碼來說明:
public class DynamicArray { private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; protected int size = 0; protected Integer[] elements = new Integer[DEFAULT_CAPACITY]; public int size() { return this.size; } public Integer get(int index) { return elements[index]; } public void add(Integer e) { elements[size++] = e; } } public class SortedDynamicArray extends DynamicArray { @Override public void add (Integer e) { int i; for (i = size - 1; i >= 0; --i) { if (elements[i] > e) { elements[i + 1] = elements[i]; } else { break; } } elements[i + 1] = e; ++size; } } public class Example { public static void test(DynamicArray dynamicArray) { dynamicArray.add(5); dynamicArray.add(1); dynamicArray.add(3); for (int i = 0; i < dynamicArray.size(); ++i) { System.out.println(dynamicArray.get(i)); } } public static void main(String args[]) { DynamicArray dynamicArray = new SortedDynamicArray(); test(dynamicArray); } }
public interface Iterator { String hasNext(); String next(); String remove(); } public class Array implements Iterator { private String[] data; public String hasNext() { ...} public String next() { ...} public String remove() { ...} } public class LinkedList implements Iterator { private LinkedListNode head; public String hasNext() { ...} public String next() { ...} public String remove() { ...} }
public class Demo { private static void print(Iterator iterator) { while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); } } public static void main(String[] args) { Iterator arrayIterator = new Array(); print(arrayIterator); Iterator linkedListIterator = new LinkedList(); print(linkedListIterator); } }
上面兩個案例中最關鍵的代碼:
DynamicArray dynamicArray = new SortedDynamicArray();Iterator arrayIterator = new Array();
這兩行代碼都是用父類來接收子類,其實這就是多肽,但是要達到這樣的目的是要依賴于“繼承”或者“實現”,正如上面的代碼一樣。
多態特性能提高代碼的可擴展性和復用性。
在那個例子中,我們利用多態的特性,僅用一個print()函數就可以實現遍歷打印不同類型(Array、LinkedList)集合的數據。當再增加一種要遍歷打印的類型的時候,比如HashMap,我們只需讓HashMap實現Iterator接口,重新實現自己的hasNext()、next()等方法就可以了,完全不需要改動print()函數的代碼。所以說,多態提高了代碼的可擴展性。
Java的基礎就是面向對象思想,支撐面向對象思想是:封裝,繼承,多肽,抽象,接口,后續的設計模式都是建立在這些基礎特性上面,要想開發出高質量代碼必須先掌握基礎。
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