软件构造3.4面向对象的编程笔记

Chapter3:抽象数据类型（ADT）和面向对象的编程（OOP）

3.4Object-Oriented Programming(OOP)面向对象的编程

1.object,class,attribute,method的基本概念

1.object

object为现实中的物体，有状态和行为两种特点。

例如：

• 狗的状态有姓名，颜色，饥饿度。
• 狗的行为有叫，摇尾巴，捡东西。

-自行车的状态有车轮子，车蹬子，速度。

-自行车的行为有换轮子，换车蹬子，踩刹车。

Java中将状态称为属性（fields）,将行为称为方法（methods）。

2.classes

类定义了属性（fields）和方法（methods）

Customer为类的名字，下面是属性和方法。

类方法（class methods）和实例方法（instance methods）的区别.

• display（）即为类方法，需在前面加static，可直接用类调用。
• show（）为实例方法，需要新建一个实例对象，在实例对象中调用。

注意：

• 静态方法无法调用非静态成员（方法和变量），即调用的必须有static。
• 成员方法可以调用静态或成员变量（即非静态变量）。

例如：

MyStatic.staticStr中staticStr必须为静态变量。

而main函数中声明的实例变量可随意使用class中的静态或非静态变量。

• 成员方法在执行时才在栈中分配空间 。

• 而类方法在编译时就已经在栈中分配空间，在执行时可直接调用。

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2.接口(Interface)

1.接口（interface）

1. Interface和Class用来定义和实现ADT。
2. 接口之间可以继承和扩展。（同样的方法可以有相同或不同的实现）
3. 一个类可以实现多个接口。
4. 一个接口可以有多种实现类。

例如：

一个复数的接口。它的方法为以下8条，均没有实现。

它的实现方法如下：

实现方法1：

使用复数的标准表示方法，即实部和虚部来表示。

实现方法2：

使用半径和弧度来表示复数。

客户端的应用：

可以注意到，除了实现方法和输入数据不同以外，不同的实现有着相同的方法和结果。

为什么要有不同的实现：

1. 有不同的表现。（有快有慢）

2. 有不同的行为。（在同一基础上可以增加不同的行为）

   例如：HashSet，TreeSet。

自从java8开始，接口中可以有静态方法

3.枚举（enumerations）

枚举的实现方法

向枚举中的例子中添加数据和方法。

4.封装和信息隐藏（Encapsulation and information hiding）

用接口隐藏信息

1. 使用接口类型声明变量。
2. 客户端仅使用接口中定义的方法。
3. 客户端代码无法直接访问属性。

public,protected,default,private作用域.

private可以在不影响实用的情况下变为public，而public不能变为private。

5.继承和重写（Inheritance and Overriding）

1.Inheritance

严格继承： 子类只能添加新方法，无法重写父类中的方法。

使用关键字 extends 进行继承。

使用关键字 @Override 进行重写。

在父类中final的方法，在子类中无法重写。

当父类重写函数不为空时，对于大多数子类可直接复用，而某些子类有特殊性，需要重写。

当父类重写函数为空时，子类全部需要重写。

2Abstract Class(抽象类)

抽象类的特点：

1. 只有定义没有实现。
2. 抽象类不能实例化。
3. 继承某个抽象类的子类在实例化时，所有父类中的抽象方法必须已经实现。（即子类必须补全父类中的抽象方法）

三者关系：

Abstract Class implements Interface（抽象类实现接口）

Concrete class extends Abstract Class(具体类继承抽象类)

抽象类的例子：通用方法在抽象类中实现，不通用的方法在子类中实现。

6.多态，子类型，重载（Polymorphism subtyping overloading）

1.Three Types of Polumorphism.(三种类型的多态)

• 特殊多态(Ad hoc)：一个方法可以有多个同名的实现。（方法重载）
• 参数化多态(Parametric)：一个类型名字可以代表多个类型。（泛型编程）
• 子类型多态(Subtyping)：一个变量名字可以代表多个类的实例。（子类型）

2.特殊多态(Ad hoc polymorphism and Overloading)

重载：多个方法有同样的名字。但有不同的参数列表或返回值类型。

• 重载是在编译阶段时决定要具体执行哪个方法（static type checking）。
• 而重写是在运行时进行动态检查（dynamic checking)。
• 重写时父类和子类中的方法具有相同的签名。
• 签名不同时则为重载
• 子类重载了父类的方法后，子类仍然继承了被重载的方法。

重载的规则：

1. MUST 必须有不同的参数列表
2. CAN 相同/不同的返回值类型
3. CAN 相同/不同的public/private/protected
4. CAN 抛出不同的异常
5. CAN 可以在一个类中重载，也可在子类中重载

重载的例子：

另一个重载的例子：证明了重载是在编译阶段进行的。进行的实例化，以前面定义的类为准。

定义Animal类，Horse类继承Animal类。

分别Animal animalobj=new Animal();

Horse horseobj=new Horse();

Animal animalRefToHorse= new Horse();

分别代入ua.doStuff观察使用了重载的哪一个方法。

我们注意到最后一个animalRefToHorse打印出来的是Animal。

另一个例子：

证明了重载是在编译时进行选择，重写是在运行时进行选择。

例如Animal ah=new Horse();ah.eat();编译时会进行判定，判定Animal类中是否有eat()方法，如果有才在运行时使用子类Horse()中的重写用法。如果父类中没有该方法，则直接会编译错误。

3.参数化多态(Parametric polymorphism and Generic programming)

Generics(泛型)

参数多态性是指方法针对多种类型时具有同样的行为，此时可使用统一的类型表达多种类型。

例子：

泛型接口可用非泛型或泛型的实现类。

1.非泛型的实现类

2.泛型的实现类

4.子类型多态（Subtyping Polymorphism）

子类型的规约不能弱化超类型的规约。

子类型多态：不同类型的对象可以统一的处理而无需区分。

10.一些对象的重要方法

• equals()比较的是内容是否相等
• hashCode()
• toString() 打印内容

tostring的重载

hashcode的重载