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Java面向对象三大特性：封装、继承、多态

news 来源：原创 2025/5/10 7:48:06

一、封装（Encapsulation）

1. 封装的概念

封装是面向对象编程的第一大特性，它指的是将数据和操作数据的方法绑定在一起，并对外部隐藏对象的内部实现细节。

2. 封装的核心原则

私有化属性：使用private修饰类的成员变量
公开方法：提供public的getter和setter方法
控制访问：通过方法限制对属性的不合理访问

3. 封装的实现示例

public class Person {// 私有属性private String name;private int age;// 公开方法public String getName() {return name;}public void setName(String name) {if(name == null || name.trim().isEmpty()) {throw new IllegalArgumentException("姓名不能为空");}this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {if(age < 0 || age > 150) {throw new IllegalArgumentException("年龄不合法");}this.age = age;}
}

4. 封装的优势

提高安全性：防止外部代码直接修改对象内部状态
易于维护：内部实现修改不影响外部调用
增强可扩展性：可以在方法中添加额外逻辑（如验证）
隐藏复杂性：使用者无需了解内部实现细节

二、继承（Inheritance）

1. 继承的概念

继承是面向对象编程的第二大特性，它允许一个类（子类）基于另一个类（父类）来构建，继承父类的属性和方法。

2. 继承的实现

// 父类
class Animal {private String name;public Animal(String name) {this.name = name;}public void eat() {System.out.println(name + "正在吃东西");}
}// 子类
class Dog extends Animal {public Dog(String name) {super(name); // 调用父类构造方法}public void bark() {System.out.println("汪汪叫");}
}

3. 继承的特点

单继承：Java只支持单继承（一个子类只能有一个直接父类）
传递性：继承关系可以传递（A继承B，B继承C，则A也继承C）
构造方法：子类构造方法必须先调用父类构造方法（super()）
方法重写：子类可以重写(override)父类的方法

4. 方法重写规则

方法名、参数列表必须相同
返回类型可以相同或是父类返回类型的子类
访问权限不能比父类更严格
不能抛出比父类更宽泛的异常

5. super关键字

super.成员变量：访问父类的成员变量
super.成员方法()：调用父类的成员方法
super()：调用父类的构造方法

三、多态（Polymorphism）

1. 多态的概念

多态是面向对象编程的第三大特性，它指的是同一操作作用于不同对象，可以有不同的解释，产生不同的执行结果。

2. 多态的实现条件

继承关系：存在继承关系的类
方法重写：子类重写父类的方法
向上转型：父类引用指向子类对象

3. 多态的类型

(1) 编译时多态（方法重载）

class Calculator {public int add(int a, int b) {return a + b;}public double add(double a, double b) {return a + b;}
}

(2) 运行时多态（方法重写）

class Animal {public void makeSound() {System.out.println("动物发出声音");}
}class Cat extends Animal {@Overridepublic void makeSound() {System.out.println("喵喵喵");}
}class Dog extends Animal {@Overridepublic void makeSound() {System.out.println("汪汪汪");}
}public class Test {public static void main(String[] args) {Animal myAnimal = new Cat(); // 向上转型myAnimal.makeSound(); // 输出"喵喵喵"myAnimal = new Dog(); // 向上转型myAnimal.makeSound(); // 输出"汪汪汪"}
}

4. 多态的应用场景

接口回调：通过接口引用调用不同实现类的方法
集合中的多态：List list = new ArrayList()
方法参数多态：方法参数声明为父类类型，可接受所有子类对象

5. instanceof运算符

用于检查对象是否是特定类或其子类的实例

if (myAnimal instanceof Dog) {Dog myDog = (Dog) myAnimal; // 向下转型myDog.bark();
}

四、三大特性综合关系

封装是基础：封装数据和方法，形成独立的类
继承是手段：通过继承建立类之间的关系
多态是表现：通过多态展现不同对象的特性

五、常见面试问题

Q1: 重载(Overload)和重写(Override)的区别？

区别点	重载	重写
发生位置	同一个类中	父子类之间
方法名	相同	相同
参数列表	必须不同	必须相同
返回类型	可以不同	相同或是子类
访问修饰符	无限制	不能比父类更严格
异常	无限制	不能抛出更宽泛的异常