Java面向对象程序设计
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CONTENTS
目录
01
面向对象基础概念
02
核心特性实现
03
类与对象设计
04
高级特性解析
05
项目应用实例
06
开发规范与优化
01
面向对象基础概念
程序结构三要素
类是对象的蓝图或模板，定义了对象的属性和方法。
类（Class）
对象是类的实例，通过对象可以访问类中定义的属性和方法。
对象（Object）
消息是对象之间进行通信的方式，通过消息可以请求对象执行某个操作。
消息（Message）
对象与类基本特征
多态（Polymorphism）
多态使得一个接口可以有多种不同的实现方式，增强了程序的灵活性。
03
继承是一种机制，通过继承子类可以获取父类的属性和方法。
02
继承（Inheritance）
封装（Encapsulation）
封装是将数据和方法组合在一个单元中，并对外部隐藏其内部细节。
01
面向对象设计优势
模块化设计
面向对象设计将系统划分为多个独立的模块，降低了系统的复杂性。
01
灵活性
面向对象设计允许在已有类的基础上进行扩展，提高了程序的灵活性。
02
可维护性
面向对象设计使得代码更加易于维护和更新，降低了维护成本。
03
复用性
面向对象设计支持代码复用，提高了开发效率和质量。
04
02
核心特性实现
封装与访问控制
封装是将类的内部数据和方法隐藏起来，只暴露必要的接口，以便其他类可以通过接口与该类进行交互。
封装的概念
访问控制修饰符
封装的意义
Java提供了四种访问控制修饰符，包括`public`、`protected`、`default`（无修饰符）和`private`，用于控制类成员的访问权限。
封装可以提高代码的安全性，减少类之间的耦合，同时增强了类的可维护性和可扩展性。
继承与代码复用
继承的概念
继承是面向对象编程的重要特性之一，它允许子类继承父类的属性和方法，从而实现代码的复用。
继承的实现
继承的优点
Java提供了`extends`关键字用于实现继承，子类通过`extends`关键字从父类继承属性和方法。
继承可以减少代码的冗余，提高代码的复用性，同时还可以扩展父类的功能，实现代码的灵活性和可扩展性。
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多态与接口应用
多态是面向对象编程的另一个重要特性，它允许不同的对象以相同的接口调用相同的方法，并在运行时返回不同的结果。
多态的概念
Java通过方法重写（Override）和方法重载（Overload）实现多态，同时还需要使用到父类引用指向子类对象的技术。
多态的实现
接口是Java中实现多态的重要手段之一，通过定义接口可以实现不同类之间的通信和协作，同时还可以利用接口实现多重继承的效果。
接口的应用
03
类与对象设计
类定义与成员构成
类定义
成员方法
成员变量
访问控制
类是对象的蓝图或模板，通过class关键字进行定义，包含成员变量和方法。
在类中声明的变量，用于存储对象的状态信息，可通过对象的引用进行访问。
在类中定义的函数，用于描述对象的行为或操作，可包含逻辑控制、数据处理等功能。
通过public、private、protected等关键字控制类成员的访问权限。
对象实例化过程
声明对象
通过类名声明一个对象，此时仅为引用，并未分配内存空间。
01
实例化对象
使用new关键字调用类的构造方法，为对象分配内存并初始化成员变量。
02
初始化对象
通过调用对象的成员方法或访问成员变量，对对象进行初始化和赋值操作。
03
销毁对象
当对象不再使用时，由Java垃圾回收机制自动回收其占用的内存资源。
04
对象间交互设计
关联关系
继承关系
接口实现
消息传递
通过成员变量或方法参数等方式，建立对象之间的关联关系，实现对象之间的数据传递和交互。
通过子类继承父类的属性和方法，实现代码复用和扩展，同时可通过重写父类方法实现多态性。
通过实现接口中定义的方法，使对象具备特定的行为或功能，实现对象之间的解耦和灵活组合。
对象之间通过方法调用或事件机制进行消息传递，实现对象之间的协作和通信。
04
高级特性解析
抽象类与接口对比
抽象类不能被实例化，只能被继承。抽象类中可以包含抽象方法和具体实现。子类继承抽象类时，需要实现抽象方法。
抽象类
接口是一种引用类型，是一种抽象的类型，它是一种特殊的类，里面全是抽象方法和常量。类实现接口时，必须实现接口中所有的方法。
接口
异常处理机制
异常类型
自定义异常
异常处理流程
Java中的异常分为受检异常和非受检异常。受检异常必须在方法签名中声明，并在调用该方法时捕获或抛出；非受检异常则不需要。
异常发生→异常抛出→异常捕获→异常处理。Java通过try-catch-finally语句进行异常捕获和处理。
Java允许定义自己的异常类，通过继承Ex