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Java面向对象编程入门教程

1. 面向对象编程简介

面向对象编程（Object-Oriented Programming, OOP）是一种将程序设计成具有对象的编程范式。它的核心思想是通过类和对象来 organization, abstraction, 和 encapsulation，简化复杂的任务。

在 Java中，一个类可以被视为一个蓝图或模板，描述对象的属性和行为。通过继承（ inheritance ）来自已有的类，可以创建新的类，从而实现代码的复用（ reuse ）。

需要注意的是，Java中的对象由**成员变量（fields）和成员方法（methods）**组成。成员变量定义了对象的特征，而成员方法定义了对象的行为。通过调用构造函数（constructor），可以根据模板创建具体的对象实例。

2. 封装性（Encapsulation）

封装性是面向对象编程的一项核心概念，它意味着将数据和操作集中在一个单元中，即类。对于一个类来说，这意味着通过访问控制（access specifier），可以限制成员变量和成员方法的使用方式。

封装的另一个重要意义在于数据安全。例如，类中的成员变量可以被类的方法访问或修改，而外部类无法直接访问这些成员变量，除非它们被明确暴露出来。

以下是一个简单的封装示例：

public class Mobile {    private String manufacturer; // 制造商    private String operatingSystem; // 操作系统    public String model; // 模型    private int cost; // 成本    public Mobile(String man, String os, String model, int cost) {        this.manufacturer = man;        this.operatingSystem = os;        this.model = model;        this.cost = cost;    }    public String getModel() {        return this.model;    }}

3. 继承（Inheritance）

继承允许一个新类继承已有类的属性和行为，从而避免重复代码。通过使用已有类，我们可以专注于添加新的功能，而无需从头开始。

以下是一个继承的例子：

public class Android extends Mobile {    public Android(String man, String os, String model, int cost) {        super(man, os, model, cost); // 调用父类构造函数    }    public String getModel() {        return "这是一个Android手机 - " + model;    }}

类似地，我们可以定义BlackBerry等其他移动品牌手机类。

4. 多态（Polymorphism）

多态使一个操作可以根据上下文产生不同结果。在Java中，多态分为两种类型：

• 静态多态/方法重载（Static Polymorphism/Method Overloading）：

  如果一个类中有多个方法具有相同的名称，但参数类型不同，则可以实现静态多态。这种多态在编译时就已经确定了。

  public class OverloadSample {    public void print(String s) {        System.out.println("只包含String参数的方法 - " + s);    }    public void print(int i) {        System.out.println("只包含int参数的方法 - " + i);    }    public void print(String s, int i) {        System.out.println("包含两个参数的方法 - " + s + "-" + i);    }}public class PolymDemo {    public static void main(String[] args) {        OverloadSample obj = new OverloadSample();        obj.print(10);        obj.print("Amit");        obj.print("Hello", 100);    }}

输出示例：

只包含int参数的方法 - 10只包含String参数的方法 - Amit包含两个参数的方法 - Hello-100

- **动态多态/方法重写（Dynamic Polymorphism/Method Overriding）：**    动态多态在运行时决定哪个方法应该被调用。通过继承，子类可以覆盖父类的方法。  ```java  public class OverridingDemo {      public static void main(String[] args) {          Mobile m = new Mobile("Nokia", "Win8", "Lumia", 10000);          System.out.println(m.getModel());          Android a = new Android("Samsung", "Android", "Grand", 30000);          System.out.println(a.getModel());          Blackberry b = new Blackberry("BlackB", "RIM", "Curve", 20000);          System.out.println(b.getModel());      }  }

输出示例：

LumiaThis is Android Mobile- GrandThis is Blackberry-Curve

5. 抽象（Abstraction）

抽象是将复杂的世界简化为易于理解和操作的概念。在Java中，抽象类可以定义接口，而不具体实现它们。抽象类可以通过继承实现。

public abstract class VehicleAbstract {    public abstract void start();    public void stop() {        System.out.println("停止车辆在抽象类中");    }}class TwoWheeler extends VehicleAbstract {    @Override    public void start() {        System.out.println("开始两轮车");    }}class FourWheeler extends VehicleAbstract {    @Override    public void start() {        System.out.println("开始四轮车");    }}public class VehicleTesting {    public static void main(String[] args) {        VehicleAbstract my2Wheeler = new TwoWheeler();        VehicleAbstract my4Wheeler = new FourWheeler();        my2Wheeler.start();        my2Wheeler.stop();        my4Wheeler.start();        my4Wheeler.stop();    }}

输出示例：

开始两轮车停止车辆在抽象类中开始四轮车停止车辆在抽象类中

6. 总结

• 对象：类实例化的结果。
• 封装性：通过访问控制提供安全性。
• 继承：实现代码复用。
• 多态：允许多种形态。
• 抽象：简化复杂性，提供灵活性。

通过理解这些概念，Java面向对象编程的核心特性可以被更好地掌握，从而在编写更高效、维护更方便的代码中得到提升。

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