浅谈Java面向对象思想

发布时间:2020-07-13 23:38:54 作者:Java笔记丶
来源:网络 阅读:226

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一、三大特性

封装

利用抽象数据类型将数据和基于数据的操作封装在一起,使其构成一个不可分割的独立实体。数据被保护在抽象数据类型的内部,尽可能地隐藏内部的细节,只保留一些对外的接口使其与外部发生联系。用户无需关心对象内部的细节,但可以通过对象对外提供的接口来访问该对象。

优点:

以下 Person 类封装 name、gender、age 等属性,外界只能通过 get() 方法获取一个 Person 对象的 name 属性和 gender 属性,而无法获取 age 属性,但是 age 属性可以供 work() 方法使用。

注意到 gender 属性使用 int 数据类型进行存储,封装使得用户注意不到这种实现细节。并且在需要修改 gender 属性使用的数据类型时,也可以在不影响客户端代码的情况下进行。

public class Person {

    private String name;
    private int gender;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getGender() {
        return gender == 0 ? "man" : "woman";
    }

    public void work() {
        if (18 <= age && age <= 50) {
            System.out.println(name + " is working very hard!");
        } else {
            System.out.println(name + " can't work any more!");
        }
    }
}

继承

继承实现了 IS-A 关系,例如 Cat 和 Animal 就是一种 IS-A 关系,因此 Cat 可以继承自 Animal,从而获得 Animal 非 private 的属性和方法。

继承应该遵循里氏替换原则,子类对象必须能够替换掉所有父类对象。

Cat 可以当做 Animal 来使用,也就是说可以使用 Animal 引用 Cat 对象。父类引用指向子类对象称为 向上转型 。

Animal animal = new Cat();

多态

多态分为编译时多态和运行时多态:

运行时多态有三个条件:

下面的代码中,乐器类(Instrument)有两个子类:Wind 和 Percussion,它们都覆盖了父类的 play() 方法,并且在 main() 方法中使用父类 Instrument 来引用 Wind 和 Percussion 对象。在 Instrument 引用调用 play() 方法时,会执行实际引用对象所在类的 play() 方法,而不是 Instrument 类的方法。

public class Instrument {

    public void play() {
        System.out.println("Instument is playing...");
    }
}
public class Wind extends Instrument {

    public void play() {
        System.out.println("Wind is playing...");
    }
}
public class Percussion extends Instrument {

    public void play() {
        System.out.println("Percussion is playing...");
    }
}
public class Music {

    public static void main(String[] args) {
        List<Instrument> instruments = new ArrayList<>();
        instruments.add(new Wind());
        instruments.add(new Percussion());
        for(Instrument instrument : instruments) {
            instrument.play();
        }
    }
}
Wind is playing...
Percussion is playing...

二、类图

以下类图使用 PlantUML 绘制,更多语法及使用请参考:plantuml.com/ 。

泛化关系 (Generalization)

用来描述继承关系,在 Java 中使用 extends 关键字。


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@startuml

title Generalization

class Vihical
class Car
class Trunck

Vihical <|-- Car
Vihical <|-- Trunck

@enduml

实现关系 (Realization)

用来实现一个接口,在 Java 中使用 implements 关键字。


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@startuml

title Realization

interface MoveBehavior
class Fly
class Run

MoveBehavior <|.. Fly
MoveBehavior <|.. Run

@enduml

聚合关系 (Aggregation)

表示整体由部分组成,但是整体和部分不是强依赖的,整体不存在了部分还是会存在。


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@startuml

title Aggregation

class Computer
class Keyboard
class Mouse
class Screen

Computer o-- Keyboard
Computer o-- Mouse
Computer o-- Screen

@enduml

组合关系 (Composition)

和聚合不同,组合中整体和部分是强依赖的,整体不存在了部分也不存在了。比如公司和部门,公司没了部门就不存在了。但是公司和员工就属于聚合关系了,因为公司没了员工还在。


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@startuml

title Composition

class Company
class DepartmentA
class DepartmentB

Company *-- DepartmentA
Company *-- DepartmentB

@enduml

关联关系 (Association)

表示不同类对象之间有关联,这是一种静态关系,与运行过程的状态无关,在最开始就可以确定。因此也可以用 1 对 1、多对 1、多对多这种关联关系来表示。比如学生和学校就是一种关联关系,一个学校可以有很多学生,但是一个学生只属于一个学校,因此这是一种多对一的关系,在运行开始之前就可以确定。


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@startuml

title Association

class School
class Student

School "1" - "n" Student

@enduml

依赖关系 (Dependency)

和关联关系不同的是,依赖关系是在运行过程中起作用的。A 类和 B 类是依赖关系主要有三种形式:


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@startuml

title Dependency

class Vihicle {
    move(MoveBehavior)
}

interface MoveBehavior {
    move()
}

note "MoveBehavior.move()" as N

Vihicle ..> MoveBehavior

Vihicle .. N

@enduml

三、设计原则

S.O.L.I.D

简写全拼中文翻译SRPThe Single Responsibility Principle单一责任原则OCPThe Open Closed Principle开放封闭原则LSPThe Liskov Substitution Principle里氏替换原则ISPThe Interface Segregation Principle接口分离原则DIPThe Dependency Inversion Principle依赖倒置原则

1. 单一责任原则

修改一个类的原因应该只有一个。

换句话说就是让一个类只负责一件事,当这个类需要做过多事情的时候,就需要分解这个类。

如果一个类承担的职责过多,就等于把这些职责耦合在了一起,一个职责的变化可能会削弱这个类完成其它职责的能力。

2. 开放封闭原则

类应该对扩展开放,对修改关闭。

扩展就是添加新功能的意思,因此该原则要求在添加新功能时不需要修改代码。

符合开闭原则最典型的设计模式是装饰者模式,它可以动态地将责任附加到对象上,而不用去修改类的代码。

3. 里氏替换原则

子类对象必须能够替换掉所有父类对象。

继承是一种 IS-A 关系,子类需要能够当成父类来使用,并且需要比父类更特殊。

如果不满足这个原则,那么各个子类的行为上就会有很大差异,增加继承体系的复杂度。

4. 接口分离原则

不应该强迫客户依赖于它们不用的方法。

因此使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好。

5. 依赖倒置原则

高层模块不应该依赖于低层模块,二者都应该依赖于抽象;
抽象不应该依赖于细节,细节应该依赖于抽象。

高层模块包含一个应用程序中重要的策略选择和业务模块,如果高层模块依赖于低层模块,那么低层模块的改动就会直接影响到高层模块,从而迫使高层模块也需要改动。

依赖于抽象意味着:

其他常见原则

除了上述的经典原则,在实际开发中还有下面这些常见的设计原则。

简写全拼中文翻译LODThe Law of Demeter迪米特法则CRPThe Composite Reuse Principle合成复用原则CCPThe Common Closure Principle共同封闭原则SAPThe Stable Abstractions Principle稳定抽象原则SDPThe Stable Dependencies Principle稳定依赖原则

1. 迪米特法则

迪米特法则又叫作最少知识原则(Least Knowledge Principle,简写 LKP),就是说一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解,不和陌生人说话。

2. 合成复用原则

尽量使用对象组合,而不是通过继承来达到复用的目的。

3. 共同封闭原则

一起修改的类,应该组合在一起(同一个包里)。如果必须修改应用程序里的代码,我们希望所有的修改都发生在一个包里(修改关闭),而不是遍布在很多包里。

4. 稳定抽象原则

最稳定的包应该是最抽象的包,不稳定的包应该是具体的包,即包的抽象程度跟它的稳定性成正比。

5. 稳定依赖原则

包之间的依赖关系都应该是稳定方向依赖的,包要依赖的包要比自己更具有稳定性。


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