Java面向对象（二）——三大特征封装、继承、多态

Java面向对象思想的三大特征分别为封装性、继承性、多态性。这三种特性体现在程序设计的方方面面，也让代码更加简洁，复用性更好。今天我们就来简单说一说这三大特性。

1.封装性

在我们生活中，用到的很多东西都是封装起来的，只留下必要的部分供人们去操作使用。例如汽车内部包括动力系统、传动系统、电子系统等非常复杂的系统，但对于驾驶员而言并不需要去了解太多内在的原理性东西，只需要掌握如何去操作即可。在程序设计中也是如此，我们追求“高内聚、低耦合”，即将对象内部的复杂特性进行隐藏，只对外供开简单的、必要的部分，便于外界调用。
Java中通过权限修饰符可以对数据进行封装，可以将数据声明为private类型，再提供public的方法（常见的set、get方法），对属性进行操作。这样的好处包括：

• 隐藏一个类中不需要对外展示的细节；
• 调用者只能通过声明好的方法访问数据，能够限制对属性不合理的操作；
• 便于修改，便于维护。

Java提供四种权限修饰符用于修饰部分类的成员分别是public、protected、(缺省)、private，四种权限修饰符的权限如下表所示：

权限修饰符	类内部	同一个包	不同包的子类	同一个工程
private	√
(缺省)	√	√
protected	√	√	√
public	√	√	√	√

需要注意的是，对于类而言，只能用public和(缺省)来修饰。

当属性被声明为private之后，则只能在本类使用，如果需要在其他地方使用，则需声明相应公共的set、get方法，为了提高开发效率，我们可以借助开发工具自动生成，例如在eclipse中点击Source---->Generate Getters and Setters对相应的私有化属性设置get、set方法。

2.继承性

多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中， 那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那个类即可。被继承的类称为父类，继承父类的类称为子类。子类继承了父类，就继承了父类的方法和属性。 在子类中，可以使用父类中定义的方法和属性，（但不能直接访问父类中私有的(private)的成员变量和方法），也可以创建新的数据和方法。

继承的出现减少了代码冗余，提高了代码的复用性；更有利于功能的扩展；让类与类之间产生了关系，提供了多态的前提。在Java中，只支持单继承和多层继承，即一个子类只能有一个直接父类，一个父类可以有多个子类。

如果在声明类时没有明确地使用extends说明继承于哪个父类，则默认继承Object类，他是所有类的根父类。Object类中没有定义属性，但定义了一些方法，例如equals()、toString()、getClass()、clone()等等，也定义了一个空参的构造器。

说到这里不得不详细说明一下Object类中的equals()方法与操作符“==”的区别。没有重写过的equals()方法只适用于引用数据类型，比较两个对象的地址值是否相等。但很多类中都重写过equals()方法，例如类File、String、Date类及包装类中重写的equals()方法是比较类型及内容，而不考虑引用的是否是同一个对象。而“= =”既适用于基本数据类型又适用于引用数据类型，对于基本数据类型是比较两个变量的值是否相等，对于引用数据类型也是比较两个对象的地址值是否相同。

继承性还涉及很多知识，例如super关键字的使用等等，这里只是简单的概括，更多内容参考Java面向对象（三）——关键字（this,super,static,final,abstract,interface,implements,throw）。

3.多态性

多态性是面向对象中最重要的概念，在Java中对象的多态性就是：父类的引用指向子类的对象 。其使用前提是继承性和方法的重写，仅适用于方法，不适用于属性。Java引用变量有两个类型：编译时类型和运行时类型，编译时类型由声明该变量时使用的类型决定，运行时类型由实际赋给该变量的对象决定。例如，Man是Person的一个子类：

Person p = new Man(); //Person类型的p指向Man类型的对象

编译时类型是Person，运行时类型是Man。编译时类型和运行时类型不一致，就出现了对象的多态性。
一个引用类型变量如果声明为父类的类型，但实际引用的是子类对象，那么该变量就只能访问父类中声明的属性和方法，当子类重写过父类中声明的方法后，运行时实际调用时执行的是子类重写的方法。即对于成员方法，编译时：要查看引用变量所声明的类中是否有所调用的方法；运行时：调用实际new的对象所属的类中的重写方法。

由于多态性的存在，规定我们只能调用父类中声明的方法，如果我们想要调用子类中特有的方法怎么办呢？这就涉及到了对象类型转化的向下转型。从子类到父类的类型转换可以自动进行 ，叫做向上转型（多态），而从父类到子类的类型转换必须通过强制类型转换实现 。需要说明的是无继承关系的引用类型间的转换是非法的。

向下转型需要实例a是属于A类的，否则会出现ClassCastException异常 ，因此再向下转型之前需要使用instanceof进行判断：

if (p instanceof Man) { 
	Man m = (Man) p; // 将p强制转换为Man类型
	System.out.pritnln(m.getname());
 }

强制转换后即可使用子类中特有的属性和方法。

以上就是关于封装、继承、多态特性的简单介绍，如果有错误的地方欢迎大家指正。

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