面向?qū)ο蟮娜齻€(gè)基本特征是:封裝、繼承、多態(tài)。
封裝
封裝最好理解了。封裝是面向?qū)ο蟮奶卣髦唬菍?duì)象和類概念的主要特性。
封裝,也就是把客觀事物封裝成抽象的類,并且類可以把自己的數(shù)據(jù)和方法只讓可信的類或者對(duì)象操作,對(duì)不可信的進(jìn)行信息隱藏。
繼承
面向?qū)ο缶幊?(OOP) 語(yǔ)言的一個(gè)主要功能就是“繼承”。繼承是指這樣一種能力:它可以使用現(xiàn)有類的所有功能,并在無(wú)需重新編寫原來(lái)的類的情況下對(duì)這些功能進(jìn)行擴(kuò)展。
通過(guò)繼承創(chuàng)建的新類稱為“子類”或“派生類”。
被繼承的類稱為“基類”、“父類”或“超類”。
繼承的過(guò)程,就是從一般到特殊的過(guò)程。
要實(shí)現(xiàn)繼承,可以通過(guò)“繼承”(Inheritance)和“組合”(Composition)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在某些 OOP 語(yǔ)言中,一個(gè)子類可以繼承多個(gè)基類。但是一般情況下,一個(gè)子類只能有一個(gè)基類,要實(shí)現(xiàn)多重繼承,可以通過(guò)多級(jí)繼承來(lái)實(shí)現(xiàn)。
繼承概念的實(shí)現(xiàn)方式有三類:實(shí)現(xiàn)繼承、接口繼承和可視繼承。
Ø 實(shí)現(xiàn)繼承是指使用基類的屬性和方法而無(wú)需額外編碼的能力;
Ø 接口繼承是指僅使用屬性和方法的名稱、但是子類必須提供實(shí)現(xiàn)的能力;
Ø 可視繼承是指子窗體(類)使用基窗體(類)的外觀和實(shí)現(xiàn)代碼的能力。
在考慮使用繼承時(shí),有一點(diǎn)需要注意,那就是兩個(gè)類之間的關(guān)系應(yīng)該是“屬于”關(guān)系。例如,Employee 是一個(gè)人,Manager 也是一個(gè)人,因此這兩個(gè)類都可以繼承 Person 類。但是 Leg 類卻不能繼承 Person 類,因?yàn)橥炔⒉皇且粋€(gè)人。
抽象類僅定義將由子類創(chuàng)建的一般屬性和方法,創(chuàng)建抽象類時(shí),請(qǐng)使用關(guān)鍵字 Interface 而不是 Class。
OO開(kāi)發(fā)范式大致為:劃分對(duì)象→抽象類→將類組織成為層次化結(jié)構(gòu)(繼承和合成) →用類與實(shí)例進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)幾個(gè)階段。
多態(tài)
多態(tài)性(polymorphisn)是允許你將父對(duì)象設(shè)置成為和一個(gè)或更多的他的子對(duì)象相等的技術(shù),賦值之后,父對(duì)象就可以根據(jù)當(dāng)前賦值給它的子對(duì)象的特性以不同的方式運(yùn)作。簡(jiǎn)單的說(shuō),就是一句話:允許將子類類型的指針賦值給父類類型的指針。
實(shí)現(xiàn)多態(tài),有二種方式,覆蓋,重載。
覆蓋,是指子類重新定義父類的虛函數(shù)的做法。
重載,是指允許存在多個(gè)同名函數(shù),而這些函數(shù)的參數(shù)表不同(或許參數(shù)個(gè)數(shù)不同,或許參數(shù)類型不同,或許兩者都不同)。
其實(shí),重載的概念并不屬于“面向?qū)ο缶幊?#8221;,重載的實(shí)現(xiàn)是:編譯器根據(jù)函數(shù)不同的參數(shù)表,對(duì)同名函數(shù)的名稱做修飾,然后這些同名函數(shù)就成了不同的函數(shù)(至少對(duì)于編譯器來(lái)說(shuō)是這樣的)。如,有兩個(gè)同名函數(shù):function func(p:integer):integer;和function func(p:string):integer;。那么編譯器做過(guò)修飾后的函數(shù)名稱可能是這樣的:int_func、str_func。對(duì)于這兩個(gè)函數(shù)的調(diào)用,在編譯器間就已經(jīng)確定了,是靜態(tài)的(記住:是靜態(tài))。也就是說(shuō),它們的地址在編譯期就綁定了(早綁定),因此,重載和多態(tài)無(wú)關(guān)!真正和多態(tài)相關(guān)的是 “覆蓋”。當(dāng)子類重新定義了父類的虛函數(shù)后,父類指針根據(jù)賦給它的不同的子類指針,動(dòng)態(tài)(記住:是動(dòng)態(tài)!)的調(diào)用屬于子類的該函數(shù),這樣的函數(shù)調(diào)用在編譯期間是無(wú)法確定的(調(diào)用的子類的虛函數(shù)的地址無(wú)法給出)。因此,這樣的函數(shù)地址是在運(yùn)行期綁定的(晚邦定)。結(jié)論就是:重載只是一種語(yǔ)言特性,與多態(tài)無(wú)關(guān),與面向?qū)ο笠矡o(wú)關(guān)!引用一句Bruce Eckel的話:“不要犯傻,如果它不是晚邦定,它就不是多態(tài)。”
那么,多態(tài)的作用是什么呢?我們知道,封裝可以隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),使得代碼模塊化;繼承可以擴(kuò)展已存在的代碼模塊(類);它們的目的都是為了——代碼重用。而多態(tài)則是為了實(shí)現(xiàn)另一個(gè)目的——接口重用!多態(tài)的作用,就是為了類在繼承和派生的時(shí)候,保證使用“家譜”中任一類的實(shí)例的某一屬性時(shí)的正確調(diào)用。
泛化(Generalization)
在上圖中,空心的三角表示繼承關(guān)系(類繼承),在UML的術(shù)語(yǔ)中,這種關(guān)系被稱為泛化(Generalization)。Person(人)是基類,Teacher(教師)、Student(學(xué)生)、Guest(來(lái)賓)是子類。
若在邏輯上B是A的“一種”,并且A的所有功能和屬性對(duì)B而言都有意義,則允許B繼承A的功能和屬性。
例如,教師是人,Teacher 是Person的“一種”(a kind of )。那么類Teacher可以從類Person派生(繼承)。
如果A是基類,B是A的派生類,那么B將繼承A的數(shù)據(jù)和函數(shù)。
如果類A和類B毫不相關(guān),不可以為了使B的功能更多些而讓B繼承A的功能和屬性。
若在邏輯上B是A的“一種”(a kind of ),則允許B繼承A的功能和屬性。
聚合(組合)
若在邏輯上A是B的“一部分”(a part of),則不允許B從A派生,而是要用A和其它東西組合出B。
例如,眼(Eye)、鼻(Nose)、口(Mouth)、耳(Ear)是頭(Head)的一部分,所以類Head應(yīng)該由類Eye、Nose、Mouth、Ear組合而成,不是派生(繼承)而成。
聚合的類型分為無(wú)、共享(聚合)、復(fù)合(組合)三類。
聚合(aggregation)
上面圖中,有一個(gè)菱形(空心)表示聚合(aggregation)(聚合類型為共享),聚合的意義表示has-a關(guān)系。聚合是一種相對(duì)松散的關(guān)系,聚合類B不需要對(duì)被聚合的類A負(fù)責(zé)。
組合(composition)
這幅圖與上面的唯一區(qū)別是菱形為實(shí)心的,它代表了一種更為堅(jiān)固的關(guān)系——組合(composition)(聚合類型為復(fù)合)。組合表示的關(guān)系也是has-a,不過(guò)在這里,A的生命期受B控制。即A會(huì)隨著B(niǎo)的創(chuàng)建而創(chuàng)建,隨B的消亡而消亡。
依賴(Dependency)
這里B與A的關(guān)系只是一種依賴(Dependency)關(guān)系,這種關(guān)系表明,如果類A被修改,那么類B會(huì)受到影響