面向对象编程深入解析：类、对象与继承

"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。