面对编程领域中的面向对象开发模式,它实则是对于真实世界中实体及行为的模拟与抽象。那么,究竟是如何将那些纷繁复杂的现实场景转化为条理清晰的代码呢?这便要借助面向对象的三大基石特性:封装、继承和多态。
1. 封装(Encapsulation)
封装,是一种将现实中的事物抽象为程序中的类的方式。类能够将自己内部的数据以及处理这些数据的方法仅限于被某些可信赖的类或对象所操作,而对不可信的类或对象则隐藏其信息。
简单来说,一个类即是一个封装了数据及对应操作逻辑的代码实体。在对象内部,部分代码或数据可以被设定为私有,外界无法直接访问。通过这种方式,对象对其内部数据提供了不同级别的保护,有效避免了程序中无关的部分对对象的私有属性进行误操作或不当使用。
封装实例说明
例如,当我们想要定义一个矩形时,首先会创建一个Rectangle类。通过封装的手段,我们向这个类中加入必要的
数据:
我们通过封装的方式,为“矩形”定义了如“长度”和“宽度”这样的属性,这便完成了对现实世界中“矩形”概念的第一步抽象。
2. 继承(Inheritance)
继承,是一种能力,它允许现有类的所有功能被新类所使用,同时还能在无需重写原有类代码的情况下对这功能进行扩展。
利用继承创建的新的类被称为“子类”或“派生类”,而被继承的类则称为“基类”、“父类”或“超类”。继承的过程实质上是从一般到特殊的演化。
继承实例说明
比如,当我们想要定义一个正方形时,由于矩形类已存在,我们便可直接让正方形类继承自Rectangle类(正方形是矩形的一种特殊情况)。
在现实世界中,“正方形”是“矩形”这一更广泛概念的特例,或者说正方形是通过矩形这一概念衍生而来的。在面向对象的编程中,这种衍生关系便是由继承来表现的。
3. 多态(Polymorphism)
多态,指的是一个类的实例对于同一方法的实现,在不同情境下可以展现出不同的行为表现。多态机制使得拥有不同内部结构的对象可以共享同一外部接口。
这表示,尽管针对不同对象的具体操作存在差异,但通过一个共同的类,这些操作却可以通过统一的方式被调用。
最常见的多态实例就是将子类对象传入父类参数中。当运行时调用父类方法时,会根据传入的子类对象来决定具体的内部结构或行为。
有关多态的深入解释和实例将在第二章中详细展开。
在详细介绍了面向对象的封装、继承、多态三大特性之后,我们便对如何将现实世界抽象为程序代码有了基本了解。