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目录

Java 面向对象编程（OOP）

1. 类与对象

1.1 类的定义

1.2 对象的创建与使用

2. 封装

2.1 访问修饰符

2.2 使用 Getter 和 Setter 方法

3. 继承

3.1 继承的基本用法

3.2 方法重写

4. 多态

4.1 编译时多态（方法重载）

4.2 运行时多态（方法重写）

5. 面向对象编程的优势

总结与后续

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Java 面向对象编程（OOP）

面向对象编程（Object-Oriented Programming, OOP）是 Java 语言的核心思想之一。OOP 提供了一种以对象为中心的编程方式，使得代码更加模块化、可重用且易于维护。本模块将介绍 Java 中的 OOP 基本概念，包括 类与对象、继承、封装、多态，并通过代码示例帮助你掌握这些核心概念。

1. 类与对象

类（Class）是对象的模板或蓝图，它定义了对象的属性和行为。对象（Object）是类的实例，是类的具体实现。

1.1 类的定义

类是 Java 程序的基本组成部分，用于定义对象的属性和行为。

示例：

public class Car {// 属性（成员变量）String color;int speed;// 方法（行为）void start() {System.out.println("汽车启动");}void stop() {System.out.println("汽车停止");}
}

在这个例子中，Car 类有两个属性：color 和 speed，以及两个方法：start() 和 stop()。

1.2 对象的创建与使用

通过 new 关键字可以创建类的对象，然后通过对象调用类的方法或访问属性。

示例：

public class Main {public static void main(String[] args) {// 创建 Car 类的对象Car myCar = new Car();myCar.color = "红色";myCar.speed = 100;// 调用对象的方法myCar.start();System.out.println("汽车颜色: " + myCar.color);myCar.stop();}
}

在这个例子中，我们创建了 Car 类的对象 myCar，并设置了属性 color 和 speed，然后调用了 start() 和 stop() 方法。

2. 封装

封装（Encapsulation）是一种将数据和操作数据的方法捆绑在一起的机制，目的是隐藏类的内部细节，只对外暴露必要的接口。这有助于提高代码的安全性和可维护性。

2.1 访问修饰符

Java 提供了访问修饰符来实现封装：

• public：类、方法或属性对所有代码可见。

• private：类的成员只能在该类内部访问，无法从外部访问。

• protected：类的成员可以被同一包中的其他类或其子类访问。

• 默认（无修饰符）：类的成员可以被同一包中的其他类访问。

2.2 使用 Getter 和 Setter 方法

为了实现封装，我们通常将属性设置为 private，并通过 public 的 getter 和 setter 方法来访问和修改属性。

示例：

public class Person {// 私有属性private String name;private int age;// Getter 方法public String getName() {return name;}// Setter 方法public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {if (age > 0) {this.age = age;} else {System.out.println("年龄必须大于 0");}}
}

在这个例子中，name 和 age 是私有的，外部不能直接访问它们。通过 getName() 和 setName()，可以安全地访问和修改 name。

3. 继承

继承（Inheritance）是面向对象编程的重要特性，用于创建一个新类，该新类可以继承现有类的属性和方法。通过继承，可以实现代码重用。

3.1 继承的基本用法

• extends 关键字用于声明一个类继承另一个类。

• 父类（超类）：被继承的类。

• 子类：继承父类的类。

示例：

// 父类
public class Animal {void eat() {System.out.println("动物在吃东西");}
}// 子类
public class Dog extends Animal {void bark() {System.out.println("狗在叫");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {Dog myDog = new Dog();myDog.eat();  // 调用继承自父类的方法myDog.bark(); // 调用子类的方法}
}

在这个例子中，Dog 类继承了 Animal 类，因此 Dog 类可以使用 Animal 类的 eat() 方法。

3.2 方法重写

方法重写（Method Overriding）是子类提供对从父类继承的方法的具体实现。

• 使用 @Override 注解标记重写的方法。

• 子类可以提供自己的实现来覆盖父类的方法。

示例：

public class Dog extends Animal {@Overridevoid eat() {System.out.println("狗在吃狗粮");}
}

在这个例子中，Dog 类重写了 Animal 类的 eat() 方法。

4. 多态

多态（Polymorphism）是 OOP 的另一个重要特性，它允许相同的操作作用于不同的对象。多态的实现有两种方式：编译时多态（方法重载）和运行时多态（方法重写）。

4.1 编译时多态（方法重载）

方法重载（Method Overloading）是在同一个类中定义多个方法，这些方法具有相同的名字，但参数不同（参数类型或参数个数不同）。

示例：

public class MathUtils {// 方法重载int add(int a, int b) {return a + b;}double add(double a, double b) {return a + b;}
}

在这个例子中，add() 方法被重载了，分别用于处理整数和浮点数的相加。

4.2 运行时多态（方法重写）

运行时多态通过方法重写实现，父类的引用可以指向子类的对象，调用的方法根据引用指向的对象类型来确定。

示例：

public class Main {public static void main(String[] args) {Animal myAnimal = new Dog();  // 父类引用指向子类对象myAnimal.eat();  // 调用 Dog 类的 eat() 方法}
}

在这个例子中，虽然 myAnimal 的类型是 Animal，但它指向 Dog 对象，因此调用的是 Dog 类的 eat() 方法。

5. 面向对象编程的优势

• 模块化：将功能封装在类中，使代码更加模块化。

• 代码重用：通过继承和组合可以重用已有的代码。

• 灵活性和可维护性：通过多态和接口，可以更灵活地扩展代码，提高可维护性。

总结与后续

在本模块中，我们学习了 Java 的面向对象编程概念，包括类与对象、封装、继承和多态。这些概念是 Java 编程的重要基础，使得代码更加结构化和可维护。

在下一模块中，我们将深入探讨 Java 中的 抽象类 和 接口，学习如何通过抽象和接口提高代码的灵活性和复用性，进一步掌握 Java 的面向对象特性。