面向对象编程深入解析:类、对象与继承
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更新于2024-07-01
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"Java程序设计 4 类与对象.pptx"
在Java程序设计中,类与对象是核心概念,它们构成了面向对象编程的基础。面向对象编程(Object-Oriented Programming, OOP)是一种编程范式,它以对象为中心,强调数据和行为的结合。面向对象的思想起源于20世纪60年代,是对传统过程式编程的改进。
在过程式编程中,数据和操作数据的函数通常是分离的,全局数据的访问可能带来不可预测的结果。而在面向对象编程中,这些属性和行为都被封装到对象中,数据表现为属性(成员变量),行为则通过方法(成员函数)来体现。这种封装提供了数据隐藏,限制了对对象内部状态的直接访问,增强了代码的安全性和可维护性。
类是面向对象编程中的基本构造单元,它是一种“对象模板”或“基本原型”。类定义了对象可能具有的数据(变量)和能够执行的操作(方法)。在Java中,可以通过关键字`class`来声明一个类。创建对象的过程称为实例化,例如,通过`Hello obj = new Hello();`语句,我们可以创建一个名为`obj`的`Hello`类实例。然后,可以调用对象的方法,如`obj.changeString("HelloWorld!");`。
封装是面向对象的三大特性之一,它将对象的组成部分组合在一起,对外提供有限的接口进行交互。在Java中,通过访问修饰符(如`public`、`private`)实现数据隐藏,限制对某些属性或方法的访问。UML(统一建模语言)是用于表示这些类结构和关系的标准图形表示,其中`+`表示公共访问,`-`表示私有访问,`:return_type`表示方法的返回类型。
类的UML图展示了类的名称、属性和方法,以及它们的访问权限。子类(subclass)是扩展或修改父类(superclass)定义的类,而父类包含所有子类共享的属性和方法。继承是OOP的另一个关键特性,允许子类继承父类的属性和方法,UML中通过带箭头的虚线表示继承关系。继承的原则是“C是一个A吗?”如果答案是肯定的,则C应作为A的子类。
组合和聚合是类之间关系的两种形式。组合(Composition)表示一个对象由其他对象构成,体现了一种“has-a”关系,它比继承更灵活,适用于当“is-a”关系不适用的情况。聚合(Aggregation)则表明一个类是另一个类的组件,表现为类之间的关联关系。组合和聚合用在表示对象之间的复杂结构和依赖关系时非常有用。
Java中的类和对象设计是通过抽象数据类型、封装、继承、多态性等概念来实现的,这些概念使得程序设计更加接近现实世界,提高了代码的复用性和模块化。理解和掌握这些概念对于成为一名专业的Java程序员至关重要。
2023-02-26 上传
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