【Java面试题】8 面向对象的特征有哪些方面 ?

面向对象的编程语言有封装、继承 、抽象、多态等4个主要的特征。

  1. 封装: 封装是保证软件部件具有优良的模块性的基础,封装的目标就是要实现软件部件的“高内聚、低耦合”,防止程序相互依赖性而带来的变动影响。在面向对象的编程语言中,对象是封装的最基本单位,面向对象的封装比传统语言的封装更为清晰、更为有力。面向对象的封装就是把描述一个对象的属性和行为的代码封装在一个“模块”中,也就是一个类中,属性用变量定义,行为用方法进行定义,方法可以直接访问同一个对象中的属性。通常情况下,只要记住让变量和访问这个变量的方法放在一起,将一个类中的成员变量全部定义成私有的,只有这个类自己的方法才可以访问到这些成员变量,这就基本上实现对象的封装,就很容易找出要分配到这个类上的方法了,就基本上算是会面向对象的编程了。把握一个原则:把对同一事物进行操作的方法和相关的方法放在同一个类中,把方法和它操作的数据放在同一个类中。

  2. 抽象: 抽象就是找出一些事物的相似和共性之处,然后将这些事物归为一个类,这个类只考虑这些事物的相似和共性之处,并且会忽略与当前主题和目标无关的那些方面,将注意力集中在与当前目标有关的方面。例如,看到一只蚂蚁和大象,你能够想象出它们的相同之处,那就是抽象。抽象包括行为抽象和状态抽象两个方面。例如,定义一个Person类,
    如下:

class Person{ 
    String name; 
    int age; 
}

人本来是很复杂的事物,有很多方面,但因为当前系统只需要了解人的姓名和年龄,所以上面定义的类中只包含姓名和年龄这两个属性,这就是一种抽像,使用抽象可以避免考虑一些与目标无关的细节。我对抽象的理解就是不要用显微镜去看一个事物的所有方面,这样涉及的内容就太多了,而是要善于划分问题的边界,当前系统需要什么,就只考虑什么。

  1. 继承: 在定义和实现一个类的时候,可以在一个已经存在的类的基础之上来进行,把这个已经存在的类所定义的内容作为自己的内容,并可以加入若干新的内容,或修改原来的方法使之更适合特殊的需要,这就是继承。继承是子类自动共享父类数据和方法的机制,这是类之间的一种关系,提高了软件的可重用性和可扩展性。

  2. 多态: 多态是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定,而是在程序运行期间才确定,即一个引用变量倒底会指向哪个类的实例对象,该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法,必须在由程序运行期间才能决定。因为在程序运行时才确定具体的类,这样,不用修改源程序代码,就可以让引用变量绑定到各种不同的类实现上,从而导致该引用调用的具体方法随之改变,即不修改程序代码就可以改变程序运行时所绑定的具体代码,让程序可以选择多个运行状态,这就是多态性。多态性增强了软件的灵活性和扩展性。
    例如,下面代码中的UserDao是一个接口,它定义引用变量userDao指向的实例对象由daofactory.getDao()在执行的时候返回,有时候指向的是UserJdbcDao这个实现,有时候指向的是UserHibernateDao这个实现,这样,不用修改源代码,就可以改变userDao指向的具体类实现,从而导致userDao.insertUser()方法调用的具体代码也随之改变,即有时候调用的是UserJdbcDao的insertUser方法,有时候调用的是UserHibernateDao的insertUser方法: UserDao userDao = daofactory.getDao(); userDao.insertUser(user);

面向对象编程有三大特性:封装、继承、多态。

  • 封装隐藏了类的内部实现机制,可以在不影响使用的情况下改变类的内部结构,同时也保护了数据。对外界而已它的内部细节是隐藏的,暴露给外界的只是它的访问方法。

  • 继承是为了重用父类代码。两个类若存在IS-A的关系就可以使用继承,同时继承也为实现多态做了铺垫。

那么什么是多态呢?多态的实现机制又是什么?请看我一一为你揭开:

  • 所谓多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定,而是在程序运行期间才确定,即一个引用变量倒底会指向哪个类的实例对象,该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法,必须在由程序运行期间才能决定。因为在程序运行时才确定具体的类,这样,不用修改源程序代码,就可以让引用变量绑定到各种不同的类实现上,从而导致该引用调用的具体方法随之改变,即不修改程序代码就可以改变程序运行时所绑定的具体代码,让程序可以选择多个运行状态,这就是多态性。

比如你是一个酒神,对酒情有独钟。某日回家发现桌上有几个杯子里面都装了白酒,从外面看我们是不可能知道这是些什么酒,只有喝了之后才能够猜出来是何种酒。你一喝,这是剑南春、再喝这是五粮液、再喝这是酒鬼酒….在这里我们可以描述成如下:

酒 a = 剑南春
酒 b = 五粮液
酒 c = 酒鬼酒
......

这里所表现的的就是多态。剑南春、五粮液、酒鬼酒都是酒的子类,我们只是通过酒这一个父类就能够引用不同的子类,这就是多态——我们只有在运行的时候才会知道引用变量所指向的具体实例对象。
诚然,要理解多态我们就必须要明白什么是“向上转型”。在继承中我们简单介绍了向上转型,这里就在啰嗦下:在上面的喝酒例子中,酒(Win)是父类,剑南春(JNC)、五粮液(WLY)、酒鬼酒(JGJ)是子类。我们定义如下代码:
JNC a = new JNC();
对于这个代码我们非常容易理解无非就是实例化了一个剑南春的对象嘛!但是这样呢?
Wine a = new JNC();
在这里我们这样理解,这里定义了一个Wine 类型的a,它指向JNC对象实例。由于JNC是继承与Wine,所以JNC可以自动向上转型为Wine,所以a是可以指向JNC实例对象的。这样做存在一个非常大的好处,在继承中我们知道子类是父类的扩展,它可以提供比父类更加强大的功能,如果我们定义了一个指向子类的父类引用类型,那么它除了能够引用父类的共性外,还可以使用子类强大的功能。
但是向上转型存在一些缺憾,那就是它必定会导致一些方法和属性的丢失,而导致我们不能够获取它们。所以父类类型的引用可以调用父类中定义的所有属性和方法,对于只存在与子类中的方法和属性它就望尘莫及了。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Wine a = new JNC();
        a.fun1();
        Wine b = new Wine();
        b.fun1();
        JNC c = new JNC();
        c.fun1();
    }

    public static class Wine {
        public void fun1() {
            System.out.println("Wine 的Fun.....");
            fun2();
        }

        public void fun2() {
            System.out.println("Wine 的Fun2...");
        }
    }

    public static class JNC extends Wine {
        /**
         * @desc 子类重载父类方法 父类中不存在该方法,向上转型后,父类是不能引用该方法的
         * @param a
         * @return void
         */
        public void fun1(String a) {
            System.out.println("JNC 的 Fun1...");
            fun2();
        }

        /**
         * 子类重写父类方法 指向子类的父类引用调用fun2时,必定是调用该方法
         */
        public void fun2() {
            System.out.println("JNC 的Fun2...");
        }
    }

}

运行结果:

Wine 的Fun.....
JNC 的Fun2...
Wine 的Fun.....
Wine 的Fun2...
Wine 的Fun.....
JNC 的Fun2...

从程序的运行结果中我们发现,a.fun1()首先是运行父类Wine中的fun1().然后再运行子类JNC中的fun2()。

分析:在这个程序中子类JNC重载了父类Wine的方法fun1(),重写fun2(),而且重载后的fun1(String a)与 fun1()不是同一个方法,由于父类中没有该方法,向上转型后会丢失该方法,所以执行JNC的Wine类型引用是不能引用fun1(String a)方法。而子类JNC重写了fun2() ,那么指向JNC的Wine引用会调用JNC中fun2()方法。
所以对于多态我们可以总结如下:

指向子类的父类引用由于向上转型了,它只能访问父类中拥有的方法和属性,而对于子类中存在而父类中不存在的方法,该引用是不能使用的,尽管是重载该方法。若子类重写了父类中的某些方法,在调用该些方法的时候,必定是使用子类中定义的这些方法(动态连接、动态调用)。

对于面向对象而已,多态分为编译时多态和运行时多态。其中编辑时多态是静态的,主要是指方法的重载,它是根据参数列表的不同来区分不同的函数,通过编辑之后会变成两个不同的函数,在运行时谈不上多态。而运行时多态是动态的,它是通过动态绑定来实现的,也就是我们所说的多态性。

多态的实现

  1. 实现条件
    在刚刚开始就提到了继承在为多态的实现做了准备。子类Child继承父类Father,我们可以编写一个指向子类的父类类型引用,该引用既可以处理父类Father对象,也可以处理子类Child对象,当相同的消息发送给子类或者父类对象时,该对象就会根据自己所属的引用而执行不同的行为,这就是多态。即多态性就是相同的消息使得不同的类做出不同的响应。
    Java实现多态有三个必要条件:继承、重写、向上转型。
  • 继承:在多态中必须存在有继承关系的子类和父类。
  • 重写:子类对父类中某些方法进行重新定义,在调用这些方法时就会调用子类的方法。
  • 向上转型:在多态中需要将子类的引用赋给父类对象,只有这样该引用才能够具备技能调用父类的方法和子类的方法。
    只有满足了上述三个条件,我们才能够在同一个继承结构中使用统一的逻辑实现代码处理不同的对象,从而达到执行不同的行为。
    对于Java而言,它多态的实现机制遵循一个原则:当超类对象引用变量引用子类对象时,被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法,但是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的,也就是说被子类覆盖的方法。
  1. 实现形式
    在Java中有两种形式可以实现多态。继承和接口。
基于继承实现的多态

基于继承的实现机制主要表现在父类和继承该父类的一个或多个子类对某些方法的重写,多个子类对同一方法的重写可以表现出不同的行为。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义父类数组
        Wine[] wines = new Wine[2];
        // 定义两个子类
        JNC jnc = new JNC();
        JGJ jgj = new JGJ();
        // 父类引用子类对象
        wines[0] = jnc;
        wines[1] = jgj;

        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            System.out.println(wines[i].toString() + "--" + wines[i].drink());
        }
        System.out.println("-------------------------------");
        System.out.println(jnc.toString() + "--" + jnc.drink());
        System.out.println(jgj.toString() + "--" + jgj.drink());
    }

    public static class Wine {
        private String name;

        public String getName() {
            return name;
        }

        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }

        public Wine() {
        }

        public String drink() {
            return "喝的是 " + getName();
        }

        /**
         * 重写toString()
         */
        public String toString() {
            return null;
        }
    }

    public static class JNC extends Wine {
        public JNC() {
            setName("JNC");
        }

        /**
         * 重写父类方法,实现多态
         */
        public String drink() {
            return "喝的是 " + getName();
        }

        /**
         * 重写toString()
         */
        public String toString() {
            return "Wine : " + getName();
        }
    }

    public static class JGJ extends Wine {
        public JGJ() {
            setName("JGJ");
        }

        /**
         * 重写父类方法,实现多态
         */
        public String drink() {
            return "喝的是 " + getName();
        }

        /**
         * 重写toString()
         */
        public String toString() {
            return "Wine : " + getName();
        }
    }
}

在上面的代码中JNC、JGJ继承Wine,并且重写了drink()、toString()方法,程序运行结果是调用子类中方法,输出JNC、JGJ的名称,这就是多态的表现。不同的对象可以执行相同的行为,但是他们都需要通过自己的实现方式来执行,这就要得益于向上转型了。

我们都知道所有的类都继承自超类Object,toString()方法也是Object中方法,当我们这样写时:

    Object o = new JGJ();
    System.out.println(o.toString());

输出的结果是Wine : JGJ。
Object、Wine、JGJ三者继承链关系是:JGJ—>Wine—>Object。所以我们可以这样说:当子类重写父类的方法被调用时,只有对象继承链中的最末端的方法才会被调用。但是注意如果这样写:

    Object o = new Wine();
    System.out.println(o.toString());

输出的结果应该是Null,因为JGJ并不存在于该对象继承链中。

所以基于继承实现的多态可以总结如下:对于引用子类的父类类型,在处理该引用时,它适用于继承该父类的所有子类,子类对象的不同,对方法的实现也就不同,执行相同动作产生的行为也就不同。

如果父类是抽象类,那么子类必须要实现父类中所有的抽象方法,这样该父类所有的子类一定存在统一的对外接口,但其内部的具体实现可以各异。这样我们就可以使用顶层类提供的统一接口来处理该层次的方法。

基于接口实现的多态

继承是通过重写父类的同一方法的几个不同子类来体现的,那么就可就是通过实现接口并覆盖接口中同一方法的几个不同的类体现。

在接口的多态中,指向接口的引用必须是指定实现了该接口的一个类的实例程序,在运行时,根据对象引用的实际类型来执行对应的方法。

继承都是单继承,只能为一组相关的类提供一致的服务接口。但是接口可以是多继承多实现,它能够利用一组相关或者不相关的接口进行组合与扩充,能够对外提供一致的服务接口。所以它相对于继承来说有更好的灵活性。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 151,829评论 1 331
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 64,603评论 1 273
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 101,846评论 0 226
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 42,600评论 0 191
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 50,780评论 3 272
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 39,695评论 1 192
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,136评论 2 293
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 29,862评论 0 182
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 33,453评论 0 229
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 29,942评论 2 233
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 31,347评论 1 242
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 27,790评论 2 236
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 32,293评论 3 221
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 25,839评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,448评论 0 181
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 34,564评论 2 249
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 34,623评论 2 249

推荐阅读更多精彩内容