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面相对象编程的三大特征

面相对象编程的三大特征

一. 三大特征

我们知道,面向对象是一种以对象为核心的软件开发思想。在这种编程思想中,有着明显的几个特征,通常我们归纳为如下三个:

● 封装(Encapsulation):将类或接口的实现细节部分包装、隐藏起来。

● 继承(extends):子类继承父类的特征和行为,使得子类对象(实例)拥有父类的实例域和方法;或子类从父类继承方法,使得子类拥有父类相同的行为。

● 多态(polymorphism):同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力,即同一个接口可以使用不同的实例执行不同的操作。

但也有的面试官会问我们面向对象有哪四大特征?这就让人很懵,不都是三大特征吗?如果非要有这种问法,那我们就可以再多回答一个“抽象”的概念即可。

关于继承、多态和抽象等的概念,我们会在后面的文章中单独讲解,本篇文章先只讲封装是怎么回事。

二. 封装

1. 概念

所谓的封装,其实就是尽可能地隐藏对象的内部实现细节,控制对象的修改及访问权限,将某些实现细节部分包装、隐藏起来,并对外提供公开的方法访问私有成员。一般我们是利用private访问修饰符来实现。

通俗地说,封装就是把一个Java类的部分实现进行“隐藏”、“包裹”,不让你完全看见它的“内部”是咋回事。就好比一个银行,有的地方(大厅)可以对外暴露,但有的地方(金库)就需要隐藏。我们在修建银行的时候,金库在设计之初就是要被隐藏的,但金库会预留一个渠道对外联通,让钱可以进出。

Java里的封装其实也是这样的。把一个类中不想让别人直接看到的内容封装隐藏起来,不让别人直接操作这部分内容,但又可以通过某种方法对外展示。这样,我们对java类的操作就可进可退,保证了类的安全性。

所以封装可以被认为是一种类的保护屏障,防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问。如果想要访问该类的代码和数据,必须通过严格的接口控制。通过适当的封装,让程式码更容易理解与维护,也加强了代码的安全性。

2. 必要性

那么Java里的类一定都要封装吗?我们来看一个场景,

比如上面的Student类,内部有4个非私有的属性。我们可以在对象的外部,为这几个属性直接赋值。在上面的代码中,我们给age赋值20000,学生的年龄是20000,这合理吗?得分是1000合理吗?这就出现了非法的数据录入,存在数据的安全问题。这种问题该怎么解决?如何对属性的赋值加以控制?

针对这种情况,我们就可以使用封装!将类内部的属性进行私有化,然后再提供对外的方法调用这些属性,并在方法内部对属性的赋值进行合理控制。别的地方只能通过规定的方法来访问数据,隐藏了类的实现细节,方便修改和实现,这样我们就不担心非法数据的录入问题了!这也就是封装的意义所在!

既然封装有其存在的必要性,那么我们该如何实现封装呢?请继续往下看!

3. 实现要求

如果我们想实现类的封装,主要有以下两个步骤:

1. 给成员变量添加private修饰符;

2. 添加公开的get和set方法;

3. 在赋值和取值方法中,加入属性控制语句,对属性值的合法性进行判断。

3.1 private关键词

private是一种访问权限修饰符,是一个表示“私有的“关键词,可以修饰类、方法和变量等。如果用来修饰成员变量,可以实现成员变量的私有化,限制该成员变量只能在类的内部直接访问,类外不能直接访问。

3.2 getter和setter方法

通常情况下,这些get和set方法被称为getter和setter方法。任何访问类中私有成员变量的操作都要通过这些getter和setter方法。

get方法是用来获取私有属性的方法,其语法结构为:

public 返回值类型 getXxx(){
    
    return 返回属性值; 
} 

set方法是用来修改私有属性值的方法,其语法结构为:

public void setXxx(属性类型 属性){ 
    this.xxx = 属性;
	//其他对属性进行操作的代码
} 

这里我们要注意,get方法一般没有参数,但有返回值;set方法一般没有返回值,但有参数!!!

4. 封装案例

为了让大家更好地理解如何实现封装,我们设计一个Person类,我们来看看代码:

/**
 * 属性:姓名、年龄、性别
 * 封装步骤:(1).把成员变量变成私有的;(2).添加公开的get和set方法
 */
public class Person {

	// 私有化属性
	private String name;
	private int age;
	private String sex;

	//设置公开方法
	// 获取name
	public String getName() {
		return name;
	}

	// 对name赋值
	public void setName(String name) {
        //this关键字解决了实例变量(private String name)和局部变量(String name)之间的同名冲突。
		this.name = name;
	}

	public int getAge() {
		return this.age;
	}

	public void setAge(int age) {
		// 限制年龄的范围
		if (age > 100 || age < 1) {
			// 设置一个默认值
			this.age = 18;
		} else {
			this.age = age;
		}
	}

	public String getSex() {
		return this.sex;
	}

	public void setSex(String sex) {
		// 设置性别
		if ("男".equals(sex) || "女".equals(sex)) {
			this.sex = sex;
		} else {
			this.sex = "男";
		}
	}

    //提供无参和有参的构造方法
	public Person() {
		super();
	}
	
	public Person(String name, int age, String sex) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.sex = sex;
	}

}

从上述代码中,我们可以看出实现类的封装其实也很简单:

1. 成员变量(属性)私有化(用private修饰);

2. 添加公开的get和set方法,用public修饰;

3. 添加有参和无参的若干构造方法。

一般我们把这样封装好的一个类成为Java Bean,Java Bean一般有两种:

1. 负责数据承载的Bean;

2. 负责业务逻辑的Bean。

我们上面的案例,就是一个数据承载的Bean。

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