封装继承多态

一、封装

（一）定义

• 封装是将类的某些信息隐藏在类内部，不允许外部程序直接访问，而是通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问。

（二）实现方式

• 使用访问修饰符
• private：被修饰的成员变量或方法只能在本类内部被访问。例如，在一个 Person 类中， private int age; 表示 age 这个变量只能在 Person 类内部被操作。
• public：可以被任何类访问。通常用于类的公共方法，比如 public void displayInfo() 方法可能用于在外部展示 Person 类的相关信息。
• protected：可以被同一包内的类以及不同包中的子类访问。

（三）优点

• 数据安全性
• 防止外部随意修改数据。例如，银行账户类中的余额属性如果不进行封装，可能会被错误地修改，通过将余额设为 private ，并提供 public 的存取方法（如 deposit 和 withdraw 方法）来保证余额操作的合法性。
• 提高代码的可维护性
• 类的内部实现可以独立修改，只要对外的接口不变，不会影响到其他使用该类的代码。比如，修改一个员工类 Employee 中计算工资的内部算法，只要不改变外部调用的工资获取方法 getSalary 的接口，其他依赖 Employee 类的程序不受影响。

二、继承

（一）定义

• 继承是从已有的类创建新类的机制，新类能够继承已有类的属性和方法。其中，被继承的类称为父类（超类、基类），继承父类的类称为子类（派生类）。

（二）实现方式

• 通过 extends 关键字实现。例如， class Animal {} 是父类， class Dog extends Animal {} 则表示 Dog 类继承自 Animal 类。

（三）优点

• 代码复用
• 子类可以直接使用父类的属性和方法，减少代码冗余。例如， Animal 类有 eat 方法， Dog 类继承 Animal 类后，无需重新编写 eat 方法就可以使用。
• 类的层次结构清晰
• 可以建立起一个类的层次体系，便于对复杂的对象关系进行建模。比如，在一个动物分类系统中，动物是父类，哺乳动物、鸟类等是子类，进一步哺乳动物下又有猫、狗等子类，这样可以清晰地描述动物之间的关系。

多态

（一）定义

• 多态是指在面向对象编程中，不同对象对同一消息（方法调用）做出不同响应的现象。

（二）实现条件

• 继承
• 存在父类和子类的继承关系，如上述的 Animal 和 Dog 类。
• 重写
• 子类重写父类中的方法。例如， Animal 类有 makeSound 方法， Dog 类重写 makeSound 方法来发出狗叫声， class Dog extends Animal { @Override public void makeSound() { System.out.println(“汪汪”); } }
• 父类引用指向子类对象
• 例如， Animal animal = new Dog(); ，这里 animal 是父类 Animal 的引用，但实际指向的是子类 Dog 的对象，当调用 animal.makeSound() 时，会执行 Dog 类中重写后的 makeSound 方法。

（三）优点

• 提高程序的扩展性和灵活性
• 可以在不修改现有代码的基础上，增加新的功能。例如，在一个绘图系统中，有一个形状 Shape 类，圆形 Circle 类和矩形 Rectangle 类都继承自 Shape 类。如果有一个绘制方法 draw(Shape shape) ，当需要添加新的形状如三角形 Triangle 类时，只要 Triangle 类继承 Shape 类并实现自己的 draw 方法，原有的 draw 方法就可以处理新的形状，无需大量修改代码。