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面向对象的三个基本特征

Posted on 2006-03-24 15:28 微薄社区 阅读(500) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: java模式

面向对象的三个基本特征是:封装、继承、多态。

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封装

封装最好理解了。封装是面向对象的特征之一,是对象和类概念的主要特性。

封装,也就是把客观事物封装成抽象的类,并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作,对不可信的进行信息隐藏。

继承

面向对象编程 (OOP) 语言的一个主要功能就是 继承 。继承是指这样一种能力:它可以使用现有类的所有功能,并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展。

通过继承创建的新类称为“子类”或“派生类”。

被继承的类称为 基类 父类 超类

继承的过程,就是从一般到特殊的过程。

要实现继承,可以通过 继承 Inheritance )和 组合 Composition )来实现。

在某些 OOP 语言中,一个子类可以继承多个基类。但是一般情况下,一个子类只能有一个基类,要实现多重继承,可以通过多级继承来实现。

 

继承概念的实现方式有三类:实现继承、接口继承和可视继承。

Ø         实现继承是指使用基类的属性和方法而无需额外编码的能力;

Ø         接口继承是指仅使用属性和方法的名称、但是子类必须提供实现的能力;

Ø         可视继承是指子窗体(类)使用基窗体(类)的外观和实现代码的能力。

在考虑使用继承时,有一点需要注意,那就是两个类之间的关系应该是 属于 关系。例如, Employee 是一个人, Manager 也是一个人,因此这两个类都可以继承 Person 类。但是 Leg 类却不能继承 Person 类,因为腿并不是一个人。

抽象类仅定义将由子类创建的一般属性和方法,创建抽象类时,请使用关键字 Interface 而不是 Class

OO 开发范式大致为:划分对象 抽象类 将类组织成为层次化结构 ( 继承和合成 ) → 用类与实例进行设计和实现几个阶段。

 

多态

多态性( polymorphisn )是允许你将父对象设置成为和一个或更多的他的子对象相等的技术,赋值之后,父对象就可以根据当前赋值给它的子对象的特性以不同的方式运作。简单的说,就是一句话:允许将子类类型的指针赋值给父类类型的指针。

实现多态,有二种方式,覆盖,重载。

覆盖,是指子类重新定义父类的虚函数的做法。

重载,是指允许存在多个同名函数,而这些函数的参数表不同(或许参数个数不同,或许参数类型不同,或许两者都不同)。

其实,重载的概念并不属于 面向对象编程 ,重载的实现是:编译器根据函数不同的参数表,对同名函数的名称做修饰,然后这些同名函数就成了不同的函数(至少对于编译器来说是这样的)。如,有两个同名函数: function func(p:integer):integer; function func(p:string):integer; 。那么编译器做过修饰后的函数名称可能是这样的: int_func str_func 。对于这两个函数的调用,在编译器间就已经确定了,是静态的(记住:是静态)。也就是说,它们的地址在编译期就绑定了(早绑定),因此,重载和多态无关!真正和多态相关的是 覆盖 。当子类重新定义了父类的虚函数后,父类指针根据赋给它的不同的子类指针,动态(记住:是动态!)的调用属于子类的该函数,这样的函数调用在编译期间是无法确定的(调用的子类的虚函数的地址无法给出)。因此,这样的函数地址是在运行期绑定的(晚邦定)。结论就是:重载只是一种语言特性,与多态无关,与面向对象也无关!引用一句 Bruce Eckel 的话: 不要犯傻,如果它不是晚邦定,它就不是多态。

那么,多态的作用是什么呢?我们知道,封装可以隐藏实现细节,使得代码模块化;继承可以扩展已存在的代码模块(类);它们的目的都是为了 —— 代码重用。而多态则是为了实现另一个目的 —— 接口重用!多态的作用,就是为了类在继承和派生的时候,保证使用 家谱 中任一类的实例的某一属性时的正确调用。

 

概念讲解

泛化( Generalization

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图表 1 泛化

在上图中,空心的三角表示继承关系(类继承),在 UML 的术语中,这种关系被称为泛化( Generalization )。 Person( ) 是基类, Teacher( 教师 ) Student( 学生 ) Guest( 来宾 ) 是子类。

若在逻辑上 B A 的“一种”,并且 A 的所有功能和属性对 B 而言都有意义,则允许 B 继承 A 的功能和属性。

例如, 教师是人, Teacher Person 的“一种”( a kind of )。 那么类 Teacher 可以从类 Person 派生(继承)。

如果 A 是基类, B A 的派生类,那么 B 将继承 A 的数据和函数。

如果类 A 和类 B 毫不相关,不可以为了使 B 的功能更多些而让 B 继承 A 的功能和属性。

若在逻辑上 B A 的“一种”( a kind of ),则允许 B 继承 A 的功能和属性。

 

聚合(组合)

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图表 2 组合

若在逻辑上 A B 的“一部分”( a part of ),则不允许 B A 派生,而是要用 A 和其它东西组合出 B

例如,眼( Eye )、鼻( Nose )、口( Mouth )、耳( Ear )是头( Head )的一部分,所以类 Head 应该由类 Eye Nose Mouth Ear 组合而成,不是派生(继承)而成。

 

聚合的类型分为无、共享 ( 聚合 ) 、复合 ( 组合 ) 三类。

 

聚合( aggregation

 

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图表 3 共享

上面图中,有一个菱形(空心)表示聚合( aggregation )(聚合类型为共享),聚合的意义表示 has-a 关系。聚合是一种相对松散的关系,聚合类 B 不需要对被聚合的类 A 负责。

 

组合( composition

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图表 4 复合

这幅图与上面的唯一区别是菱形为实心的,它代表了一种更为坚固的关系 —— 组合( composition )(聚合类型为复合)。组合表示的关系也是 has-a ,不过在这里, A 的生命期受 B 控制。即 A 会随着 B 的创建而创建,随 B 的消亡而消亡。

 

依赖 (Dependency)

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图表 5 依赖

这里 B A 的关系只是一种依赖 (Dependency) 关系,这种关系表明,如果类 A 被修改,那么类 B 会受到影响。


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