在面向对象编程中，封装、继承和多态是三个核心概念，它们共同构成了面向对象编程的基础。下面是对这三个概念的解释：
1. 封装 (Encapsulation)
定义: 封装是指将数据（属性）和操作这些数据的方法（行为）捆绑在一起，形成一个独立的对象。封装隐藏了对象的内部实现细节，只暴露必要的接口给外部使用。封装的目的是提高代码的安全性、减少耦合度以及提高代码的可维护性。
特点:
数据隐藏：通过将类的属性设为私有（private），使得这些属性只能在类的内部被访问，外部只能通过公共方法（public）来间接访问。
接口定义：类通过公共方法提供对外的接口，这些方法定义了如何与对象交互。
数据验证：在方法内部可以添加验证逻辑，确保数据的完整性和有效性。
示例: 假设有一个 Person 类，其中包含姓名和年龄属性。
public class Person {
private String name; // 私有属性
private int age; // 私有属性
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
if (age >= 0) {
this.age = age;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Age cannot be negative.");
}
}
}在这个例子中，name 和 age 是私有属性，只能通过 getName、setName、getAge 和 setAge 方法访问。通过这种方式，我们可以在 setAge 方法中加入年龄验证逻辑，确保年龄的有效性。
2. 继承 (Inheritance)
定义: 继承是一种建立新类的方式，新类称为子类或派生类，而现有的类称为父类或基类。子类继承父类的所有属性和方法，并可以添加自己的属性和方法或覆盖父类的方法。
特点:
代码复用：子类可以直接使用父类的属性和方法，减少了代码重复。
多态性：子类可以覆盖父类的方法，实现不同的行为。
层次结构：继承可以创建类的层次结构，使得类的关系更加清晰。
示例: 假设我们有一个 Animal 类，它有一个子类 Dog。
public class Animal {
protected String name;
public Animal(String name) {
this.name = name;
}
public void speak() {
System.out.println("Some sound");
}
}
public class Dog extends Animal {
public Dog(String name) {
super(name);
}
@Override
public void speak() {
System.out.println("Woof!");
}
}在这个例子中，Dog 类继承了 Animal 类。Dog 类覆盖了 speak 方法，使其输出 "Woof!" 而不是 "Some sound"。
3. 多态 (Polymorphism)
定义: 多态是指允许不同类的对象对同一消息作出响应的能力。也就是说，多态可以让子类对象替换父类对象，同时保持父类引用的通用性。
特点:
方法覆盖：子类可以覆盖父类的方法，从而表现出不同的行为。
接口多态：通过父类引用调用子类对象的方法，可以表现出多态性。
抽象类和接口：多态通常与抽象类和接口一起使用，以定义一组通用的方法签名。
示例: 假设我们有 Animal 类和两个子类 Dog 和 Cat。
public abstract class Animal {
protected String name;
public Animal(String name) {
this.name = name;
}
public abstract void speak();
}
public class Dog extends Animal {
public Dog(String name) {
super(name);
}
@Override
public void speak() {
System.out.println("Woof!");
}
}
public class Cat extends Animal {
public Cat(String name) {
super(name);
}
@Override
public void speak() {
System.out.println("Meow!");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Animal myPet1 = new Dog("Rover");
Animal myPet2 = new Cat("Fluffy");
makeSound(myPet1);
makeSound(myPet2);
}
public static void makeSound(Animal animal) {
animal.speak();
}
}在这个例子中，makeSound 方法接受一个 Animal 类型的参数。当我们传入 Dog 和 Cat 的实例时，它们会分别输出 "Woof!" 和 "Meow!"。这就是多态的表现形式，即相同的方法名称 speak 可以表现出不同的行为。
总结来说，封装、继承和多态是面向对象编程的基石，它们共同提高了代码的灵活性、可维护性和扩展性。