面向对象三大特性[编辑 | 编辑源代码]

面向对象编程（Object-Oriented Programming, OOP）的三大核心特性是封装、继承和多态。这些特性共同构成了Java语言的设计基础，使代码更模块化、可重用和易维护。

1. 封装（Encapsulation）[编辑 | 编辑源代码]

封装是将数据（属性）和行为（方法）捆绑在一起的机制，同时对外隐藏内部实现细节。

核心原则[编辑 | 编辑源代码]

将字段设为私有（private）
通过公共方法（getter/setter）控制访问
隐藏不必要的实现细节

代码示例[编辑 | 编辑源代码]

public class BankAccount {
    // 私有字段（数据隐藏）
    private double balance;
    private String accountNumber;

    // 公共方法（受控访问）
    public void deposit(double amount) {
        if (amount > 0) {
            balance += amount;
        }
    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }

    // 私有方法（内部实现细节）
    private void logTransaction(String type) {
        System.out.println("Transaction: " + type);
    }
}

实际应用[编辑 | 编辑源代码]

银行系统：隐藏账户余额计算逻辑
用户认证：封装密码验证过程
API设计：暴露必要接口，隐藏实现

2. 继承（Inheritance）[编辑 | 编辑源代码]

继承允许创建基于现有类的新类，实现代码重用和层次结构组织。

类型体系[编辑 | 编辑源代码]

代码示例[编辑 | 编辑源代码]

// 父类
class Animal {
    void eat() {
        System.out.println("Animal is eating");
    }
}

// 子类
class Dog extends Animal {
    void bark() {
        System.out.println("Dog is barking");
    }
}

// 使用
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Dog myDog = new Dog();
        myDog.eat();  // 继承自Animal
        myDog.bark(); // 自有方法
    }
}

输出结果：

Animal is eating
Dog is barking

继承类型[编辑 | 编辑源代码]

单继承（Java只支持单类继承）
多级继承
接口多重继承（通过implements）

实际应用[编辑 | 编辑源代码]

GUI组件库（Button → Component）
游戏开发（Enemy → Character）
企业系统（Manager → Employee）

3. 多态（Polymorphism）[编辑 | 编辑源代码]

多态允许不同类的对象对同一消息做出不同响应，分为编译时多态（重载）和运行时多态（重写）。

方法重载（Overloading）[编辑 | 编辑源代码]

同一类中方法名相同但参数不同：

class Calculator {
    int add(int a, int b) { return a + b; }
    double add(double a, double b) { return a + b; }
    String add(String a, String b) { return a.concat(b); }
}

方法重写（Overriding）[编辑 | 编辑源代码]

子类重新定义父类方法：

class Bird {
    void fly() {
        System.out.println("Bird is flying");
    }
}

class Penguin extends Bird {
    @Override
    void fly() {
        System.out.println("Penguin can't fly");
    }
}

多态原理[编辑 | 编辑源代码]

向上转型（Upcasting）：父类引用指向子类对象
动态绑定（Dynamic Binding）：运行时确定实际调用方法

实际应用[编辑 | 编辑源代码]

支付系统（Payment接口 → 多种支付方式）
插件架构（统一接口不同实现）
集合框架（List接口 → ArrayList/LinkedList）

数学基础[编辑 | 编辑源代码]

多态的实现基于Liskov替换原则（LSP）： $\forall x : T . \forall y : S . 如果 S \leq T 那么 y 可替换 x$

综合案例：电商系统[编辑 | 编辑源代码]

实现代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Product[] cart = {
            new Book("Java编程", 59.99, "John Doe"),
            new Electronics("手机", 2999.99, "2年")
        };

        for (Product p : cart) {
            p.display(); // 多态调用
        }
    }
}

常见问题[编辑 | 编辑源代码]

模板:Q&A

最佳实践[编辑 | 编辑源代码]

封装：优先使用private，逐步放宽访问控制
继承：遵循"is-a"关系，避免过度继承
多态：面向接口编程，而非具体实现

总结表[编辑 | 编辑源代码]

三大特性对比
特性	关键点	实现方式	优势
封装	信息隐藏	private字段 + 公共方法	安全性、易维护
继承	代码复用	extends关键字	层次结构、扩展性
多态	多种形态	重载/重写 + 向上转型	灵活性、可扩展