面向对象是Java作为一门主流编程语言的重要特性,那么什么是面向对象?

面向对象和面向过程

  • 什么是面向对象?
    面向对象是一种编程思想,是一种思考问题的思维方式;在使用面向对象的思想时,必须要坚持先整体再局部,先抽象后具体的原则。
    面向对象是将一种高度抽象化的编程模式,将所需实现的功能分解为一个个小步骤,针对每一个小步骤高度抽象,根据抽象结果会产生一个或多个对象,通过对象调用组合实现所需实现功能。
  • 什么是面向过程?
    面向过程同样是一种编程思想,相对于面向对象来说,面向过程是一种自顶向下的模式,将所需实现的功能分解为一个个的小步骤分别实现,步骤间依次调用。

举例对比

概念总是比较晦涩难懂,直接来看一个简单的例子:小明买电脑
假如小明最近迷上一款游戏叫做英雄联盟,所以他想买电脑,这时首先会在网上查询具体每一个硬件的参数和报价。然后会去电脑城进行多家询价,接着询价结束后回家根据具体的结果分析出自己比较满意的哪家报价,接着会到这家店里进购买,然后电脑抱回家。
面向过程实现:
简单分析一下,整个过程中可以分为以下几个步骤:
第一步:查询参数和报价
第二步:询问价格
第三步:分析报价
第四步:买电脑
第五步:回家
简单的代码实现:

public class BuyComputer {
	public static void search() {
		System.out.println("小明查询参数和报价");
	}
	public static void askPrice() {
		System.out.println("小明询问报价");
	}
	public static void analyse() {
		System.out.println("小明分析报价");
	}
	public static void buy() {
		System.out.println("小明购买电脑");
	}
	public static void goBack() {
		System.out.println("小明抱着电脑回家");
		System.out.println("小明购买成功");
	}
	public static void main(String[] args) {
		search();//第一步
		askPrice();//第二步
		analyse();//第三步
		buy();//第四步
		goBack();//第五步
	}
}

面向过程实现:
分析一下,整个过程中有两个客观存在的物:电脑和人,电脑的属性:价格,各个参数,没有动作,人的动作:查询,询问,分析,买,回家
来看一下代码实现:

public class Person {
	String name;//人的名字
	String sexL;//人的性别
	public Person(String name) {
		this.name = name;
	}
	public void search() {
		System.out.println(name+"查询参数和报价");
	}
	public void askPrice() {
		System.out.println(name+"询问报价");
	}
	public void analyse() {
		System.out.println(name+"分析报价");
	}
	public void buy() {
		System.out.println(name+"购买电脑");
	}
	public void goBack() {
		System.out.println(name+"抱着电脑回家");
		System.out.println(name+"购买成功");
	}
}

public class BuyComputer {
	public static void main(String[] args) {
		Person person = new Person("小明");
		person.search();//第一步
		person.askPrice();//第二步
		person.analyse();//第三步
		person.buy();//第四步
		person.goBack();//第五步
	}
}

看过之后,你可能会觉得,哎不对啊,面向对象这不是代码更多更复杂吗?你这么还不如面向过程简单呢。
当你想到这个问题的时候,说明你已经在思考这两个的区别了,先不考虑这个问题,我再提一个问题:
小明买了电脑,整天在寝室打英雄联盟,他的四个室友整天围在他身边看着他打游戏,左一句右一句指挥他,小明也很烦心,他想到一个好主意,忽悠四个室友也买电脑,然后他分别让室友体验了一局英雄联盟,四个室友突然也沉迷英雄联盟,这时候小明出主意了:我一个人要玩不可能一直借你们电脑,不然你们都买一个,我们五个开黑刚刚好,然后四个室友一狠心然后下定决心买,这时候需要你来写代码实现他们买电脑的过程,你会怎样写?
这时候你用面向过程一步一步的写,写四个和小明一样的流程,这是一个"好"方法(突然全校同学都要买电脑怎么办,累死你嘛),所以这时候使用面向对象就特别舒服了,怎么实现,来看一下代码实现:

public class BuyComputer {
	public static void main(String[] args) {
		Person person1 = new Person("室友一");
		person1.search();//第一步
		person1.askPrice();//第二步
		person1.analyse();//第三步
		person1.buy();//第四步
		person1.goBack();//第五步
		
		Person person2 = new Person("室友二");
		person2.search();//第一步
		person2.askPrice();//第二步
		person2.analyse();//第三步
		person2.buy();//第四步
		person2.goBack();//第五步
		
		Person person3 = new Person("室友三");
		person3.search();//第一步
		person3.askPrice();//第二步
		person3.analyse();//第三步
		person3.buy();//第四步
		person3.goBack();//第五步
		
		Person person4 = new Person("室友四");
		person4.search();//第一步
		person4.askPrice();//第二步
		person4.analyse();//第三步
		person4.buy();//第四步
		person4.goBack();//第五步
	}
}

这样,五个人一人一台电脑,是不是就很简单的实现了,然后...五个人开开心心的开始青铜五的排位征程。

面向对象的三大特征

  • 封装
  • 继承
  • 多态

面向对象的五大原则

  • 单一职责原则(Single-Resposibility Principle)

其核心思想为:一个类,最好只做一件事,只有一个引起它的变化。单一职责原则可以看做是低耦合、高内聚在面向对象原则上的引申,将职责定义为引起变化的原因,以提高内聚性来减少引起变化的原因。职责过多,可能引起它变化的原因就越多,这将导致职责依赖,相互之间就产生影响,从而大大损伤其内聚性和耦合度。通常意义下的单一职责,就是指只有一种单一功能,不要为类实现过多的功能点,以保证实体只有一个引起它变化的原因。 专注,是一个人优良的品质;同样的,单一也是一个类的优良设计。交杂不清的职责将使得代码看起来特别别扭牵一发而动全身,有失美感和必然导致丑陋的系统错误风险。

  • 开放封闭原则(Open-Closed principle)

其核心思想是:软件实体应该是可扩展的,而不可修改的。也就是,对扩展开放,对修改封闭的。开放封闭原则主要体现在两个方面1、对扩展开放,意味着有新的需求或变化时,可以对现有代码进行扩展,以适应新的情况。2、对修改封闭,意味着类一旦设计完成,就可以独立完成其工作,而不要对其进行任何尝试的修改。 实现开放封闭原则的核心思想就是对抽象编程,而不对具体编程,因为抽象相对稳定。让类依赖于固定的抽象,所以修改就是封闭的;而通过面向对象的继承和多态机制,又可以实现对抽象类的继承,通过覆写其方法来改变固有行为,实现新的拓展方法,所以就是开放的。 “需求总是变化”没有不变的软件,所以就需要用封闭开放原则来封闭变化满足需求,同时还能保持软件内部的封装体系稳定,不被需求的变化影响。

  • Liskov替换原则(Liskov-Substitution Principle)

其核心思想是:子类必须能够替换其基类。这一思想体现为对继承机制的约束规范,只有子类能够替换基类时,才能保证系统在运行期内识别子类,这是保证继承复用的基础。在父类和子类的具体行为中,必须严格把握继承层次中的关系和特征,将基类替换为子类,程序的行为不会发生任何变化。同时,这一约束反过来则是不成立的,子类可以替换基类,但是基类不一定能替换子类。 Liskov替换原则,主要着眼于对抽象和多态建立在继承的基础上,因此只有遵循了Liskov替换原则,才能保证继承复用是可靠地。实现的方法是面向接口编程:将公共部分抽象为基类接口或抽象类,通过Extract Abstract Class,在子类中通过覆写父类的方法实现新的方式支持同样的职责。 Liskov替换原则是关于继承机制的设计原则,违反了Liskov替换原则就必然导致违反开放封闭原则。 Liskov替换原则能够保证系统具有良好的拓展性,同时实现基于多态的抽象机制,能够减少代码冗余,避免运行期的类型判别。

  • 依赖倒置原则(Dependecy-Inversion Principle)

其核心思想是:依赖于抽象。具体而言就是高层模块不依赖于底层模块,二者都同依赖于抽象;抽象不依赖于具体,具体依赖于抽象。 我们知道,依赖一定会存在于类与类、模块与模块之间。当两个模块之间存在紧密的耦合关系时,最好的方法就是分离接口和实现:在依赖之间定义一个抽象的接口使得高层模块调用接口,而底层模块实现接口的定义,以此来有效控制耦合关系,达到依赖于抽象的设计目标。 抽象的稳定性决定了系统的稳定性,因为抽象是不变的,依赖于抽象是面向对象设计的精髓,也是依赖倒置原则的核心。 依赖于抽象是一个通用的原则,而某些时候依赖于细节则是在所难免的,必须权衡在抽象和具体之间的取舍,方法不是一层不变的。依赖于抽象,就是对接口编程,不要对实现编程。

  • 接口隔离原则(Interface-Segregation Principle)

其核心思想是:使用多个小的专门的接口,而不要使用一个大的总接口。 具体而言,接口隔离原则体现在:接口应该是内聚的,应该避免“胖”接口。一个类对另外一个类的依赖应该建立在最小的接口上,不要强迫依赖不用的方法,这是一种接口污染。 接口有效地将细节和抽象隔离,体现了对抽象编程的一切好处,接口隔离强调接口的单一性。而胖接口存在明显的弊端,会导致实现的类型必须完全实现接口的所有方法、属性等;而某些时候,实现类型并非需要所有的接口定义,在设计上这是“浪费”,而且在实施上这会带来潜在的问题,对胖接口的修改将导致一连串的客户端程序需要修改,有时候这是一种灾难。在这种情况下,将胖接口分解为多个特点的定制化方法,使得客户端仅仅依赖于它们的实际调用的方法,从而解除了客户端不会依赖于它们不用的方法。 分离的手段主要有以下两种:1、委托分离,通过增加一个新的类型来委托客户的请求,隔离客户和接口的直接依赖,但是会增加系统的开销。2、多重继承分离,通过接口多继承来实现客户的需求,这种方式是较好的。

以上就是Java面向对象的部分知识讲解,下一章节:Java的平台无关性到底是什么意思?


标题:Java的面向对象
作者:XxwGit
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