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面向对象的三个基本特征(讲解)
面向对象的三个基本特征是:封装、继承、多态。
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
”
或
“
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;
和
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
)
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(
人
)
是基类,
Teacher(
教师
)
、
Student(
学生
)
、
Guest(
来宾
)
是子类。
若在逻辑上
B
是
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
是
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
是
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
是
A
的“一种”(
a kind of
),则允许
B
继承
A
的功能和属性。
聚合(组合)
图表
2
组合
若在逻辑上
A
是
B
的“一部分”(
a part of
),则不允许
B
从
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
)
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
)
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)
图表
5
依赖
这里
B
与
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。