Java封装、继承与多态详解：实操与面试必备

Java作为一种面向对象的编程语言，其设计哲学围绕着三大核心特性：封装、继承和多态。这些特性不仅提升了代码的组织性和可维护性，也是理解复杂系统的基础。 1. 封装： - **封装的重要性**：封装使得数据和操作被隐藏在类的内部，保护了数据的安全性，降低了误操作的可能性，并且通过提供公共接口让客户端程序员与之交互，实现了专业的分工和职责分离。 - **封装属性的管理**：如上例中的`Student`类，通过`private`关键字隐藏了`height`属性，仅提供`get`和`set`方法来访问。这样可以控制访问权限，防止外部直接修改不合理的值，如`rose.height = -398`。 - **自动封装属性的创建**：创建单个对象时，可以利用构造函数初始化属性；批量创建时，可以考虑使用工厂模式或集合类来管理对象实例。 2. 继承： - **继承概述**：Java中的继承允许子类继承父类的属性和方法，提高了代码复用性。子类可以扩展父类的功能，但不能改变其定义。 - **继承的必要性**：通过继承，子类可以从父类那里获得共享的行为，例如实现一个通用的`Person`类，然后有`Student`和`Teacher`子类继承其基础属性和行为。 - **继承的特性**：Java继承具有传递性（子类继承父类的所有属性和方法）、单根性（每个类只有一个父类，但可以有多个子类）以及子类能访问和调用父类的成员。 3. 构造方法： - **构造方法的作用**：用于初始化新创建的对象，确保对象的状态在创建时正确设置。 - **带参数的构造方法**：允许根据传入的参数定制对象的初始状态，比如指定学生的姓名和年龄。 4. 多态： - **重载（Overloading）**：在同一类中，允许方法名相同但参数列表不同的行为，提高代码的灵活性。 - **LSP（里氏替换原则）**：子类可以替换其父类，但不影响程序的正确性，确保子类行为不会破坏父类的行为。 - **重写（Override）**：子类提供新的实现，覆盖父类的方法，是多态的核心，使得不同对象在特定情况下表现出不同的行为。 - **多态的实现**：通过继承和重写，让基类引用指向子类对象，实现动态绑定，运行时确定调用哪个版本的方法。 面试题部分强调了面向对象编程中这些特性的重要性，它们共同构建了Java程序的模块化和灵活性，使开发者能够更好地组织和管理复杂的代码。熟练掌握和应用这些概念是Java开发者必备的技能。