【面向对象】基础（一）：四大特性分析

1. 封装

是什么？

• 封装也叫作信息隐藏或者数据访问保护。
• 类通过暴露有限的访问接口，授权外部仅能通过类提供的方式来访问内部信息或者数据。
• 它需要编程语言提供权限访问控制语法来支持，例如 Java 中的 private、protected、public 关键字。

有什么用？

• 保护数据不被随意修改，提高代码的可维护性
• 仅暴露有限的必要接口，提高类的易用性

怎么用？

public class Wallet {  
    private String id;  
    private long createTime;  
    private BigDecimal balance;  
    private long balanceLastModifiedTime;  
    // ... 省略其他属性...
  	
    public Wallet() {     
        this.id = IdGenerator.getInstance().generate();     
        this.createTime = System.currentTimeMillis();     
        this.balance = BigDecimal.ZERO;     	
        this.balanceLastModifiedTime = System.currentTimeMillis();  
    }
    
  	// 暴露获取属性的方法  
    public String getId() { return this.id; }  
    public long getCreateTime() { return this.createTime; }  
    public BigDecimal getBalance() { return this.balance; }  
    public long getBalanceLastModifiedTime() { return this.balanceLastModifiedTim; }
  	
    // 暴露修改的方法！！
    // 不一定必须是set，这里就是increase 与 decrease
    public void increaseBalance(BigDecimal increasedAmount) {    
        if (increasedAmount.compareTo(BigDecimal.ZERO) < 0) {      
            throw new InvalidAmountException("...");    
        }    this.balance.add(increasedAmount);    
        this.balanceLastModifiedTime = System.currentTimeMillis();  
    }
  	public void decreaseBalance(BigDecimal decreasedAmount) {    
        if (decreasedAmount.compareTo(BigDecimal.ZERO) < 0) {      
            throw new InvalidAmountException("...");    
        }    
        if (decreasedAmount.compareTo(this.balance) > 0) {    
            throw new InsufficientAmountException("...");
        }    
        this.balance.subtract(decreasedAmount);    
        this.balanceLastModifiedTime = System.currentTimeMillis();  
    } 
}

2. 继承

是什么？

• 继承是用来表示类之间的 is-a 关系，比如猫是一种哺乳动物。
• 从继承关系上来讲，继承可以分为两种模式，单继承和多继承。单继承表示一个子类只继承一个父类，多继承表示一个子类可以继承多个父类， 比如猫既是哺乳动物，又是爬行动物。
• 编程语言需要提供特殊的语法机制来支持，比如 Java 使用 extends 关键字来实现继承，C++ 使用冒号（class B : public A）。不过，有些编程语言只支持单继承，不支持多重继承，比 如 Java、PHP 等，而有些编程语言既支持单重继承，也支持多重继承，比如 C++、Python 等。

有什么用？

• 代码复用性。假如两个类有一些相同的属性和方法，我们就可以将这 些相同的部分，抽取到父类中，让两个子类继承父类。这样，两个子类就可以重用父类中的代码，避免代码重复写多遍。不过，这一点也并不是继承所独有的，我们也可以通过其他方 式来解决这个代码复用的问题，比如利用组合关系而不是继承关系。
• 若过度使用继承，继承层次过深过复杂，就会导 致代码可读性、可维护性变差。为了了解一个类的功能，我们不仅需要查看这个类的代码， 还需要按照继承关系一层一层地往上查看“父类、父类的父类……”的代码。还有，子类和 父类高度耦合，修改父类的代码，会直接影响到子类。

3. 多态

是什么？

• 多态是指子类可以替换父类，在实际的代码运行过程中，调用子类的方法实现。
• 多态这种特 性也需要编程语言提供特殊的语法机制来实现
  • 继承
  • *接口类
  • duck-typing

有什么用？

• 可扩展性，如Iterator，要遍历新的容器只要实现并重写方法即可
• 复用性，如Iterator，只要next方法就能输出
• 是很多设计模式、设计原则、编程技巧的代码实现基础。

怎么用？

public interface Iterator {  
    String hasNext();  
    String next();  
    String remove();
}

public class Array implements Iterator {  
    private String[] data;    
    public String hasNext() { ... }  
    public String next() { ... }  
    public String remove() { ... }  
    //... 省略其他方法... 
}
// 可扩展性
public class LinkedList implements Iterator {  
    private LinkedListNode head;   
    public String hasNext() { ... }
    public String next() { ... } 
    public String remove() { ... }  
    //... 省略其他方法... 、
}

public class Demo {  
    private static void print(Iterator iterator) {
        // 复用性
        while (iterator.hasNext()) {      
            System.out.println(iterator.next());   
        }  
    }    
    public static void main(String[] args) {    
        Iterator arrayIterator = new Array();    
        print(arrayIterator);        
        Iterator linkedListIterator = new LinkedList();    
        print(linkedListIterator); 
    } 
}

4. 抽象

是什么？

• 抽象就是暴露函数，即让使用者只需要关心方法提供了哪些功能，不需要知道这些功能是如何实现的
• 抽象是所有语言都具有的特性，但面向对象提供了更具体的抽象如抽象类和接口

有什么用？

• 提高代码的可扩展性、维护性，修改实现不需要改变定义，减少代码的改动范围
• 它也是处理复杂系统的有效手段，能有效地过滤掉不必要关注的信息