五、Java面向对象概述

一、概述

1、什么是面向对象？
面向过程：代表语言 C语言 实现功能的每一步都需要我们参与实现，在此之前写的所有程序都是面向过程的思想
面向对象：代表语言，java python 我们从参与者变成了指挥者

2、这两个思想的举例：
喝水：
面向过程思想解释：
拿起水杯 -- 自己走到饮水机面前 -- 自己选择热水还是冷水 -- 自己接水 （参与者）
面向对象思想解释：
祈求同桌帮自己接水 -- 他走到饮水机面前 -- 他选择热水还是冷水 -- 他接水 （指挥者）

3、从伪代码的角度解释
例子：将大象装进冰箱：
面向过程的思想：
class{
public static void main(String[] args){
//打开冰箱门
open();
//将大象放进去
put();
//关闭冰箱门
close();

}

open(){...}
put(){....}
close(){...}
}

面向对象的思想：将大象装进冰箱
1、有哪些类？
1）使用UML来分析
2）名词提取法 大象 冰箱 测试类
2、类中都有些什么？
大象类：进入冰箱的方法
冰箱类：打开冰箱门，关闭冰箱门
3、类和类之间的关系是什么？
在测试类中调用冰箱类中的方法，以及调用大象类中的方法
伪代码实现：
创建一个大象类：
class Elephant{
put(){...}
}
创建一个冰箱类：
class IceBox{
open(){...}
close(){...}
}
创建一个测试类：
class Test{
public static void main(String[] args){
冰箱调用open的方法
大象调用put方法
冰箱调用close方法
}
}

4、面向对象开发
就是不断的创建对象，使用对象，指挥对象做事情。

5、面向对象设计
其实就是在管理和维护对象之间的关系。

6、面向对象特征
封装(encapsulation)
继承(inheritance)
多态(polymorphism)

二、面向对象的实现

面向对象的实现：
1、世间万物皆为对象（一个水杯，一个桌子，一台电脑。。）
都可以从两个方面去描述（属性，行为）
人 ---> class Person
属性：姓名，年龄，身高，体重，性别,... 成员变量：name,age,high,gender
行为：吃饭，睡觉，打游戏，敲代码,.... 成员方法：eat(),sleep(),...

2、对象和类的关系（简单理解为对象是类的具体实例）
一个类可以创建出多个对象

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　一个对象初始化的过程

三、面向对象的好处与弊端

好处：

1. 模块化：面向对象的编程方式将代码组织成一系列相互关联的对象，每个对象都承担着特定的责任。这种模块化的结构使得代码更加清晰、可读性更强，并且容易进行维护和重用。

2. 封装性：封装是面向对象编程的一个核心概念，它指的是将数据和操作数据的方法封装在一个对象中。通过封装，我们可以隐藏对象内部的具体实现细节，只提供对外部接口进行交互，从而提高了代码的安全性和可靠性。

3. 继承性：继承允许我们定义一个新的类（子类），并且可以重用已有类（父类）的属性和方法。这样可以减少代码的冗余，提高代码的复用性和可维护性。同时，继承也支持多态性，即一个对象可以具备多种形态，提供了更大的灵活性和扩展性。

4. 多态性：多态性是指同一个方法可以根据不同的对象执行不同的行为。通过多态性，我们可以编写出更通用的代码，降低了代码的耦合度，增加了代码的灵活性和可扩展性。

5. 可维护性：面向对象编程具备良好的可维护性。由于面向对象的代码结构清晰、模块化，当需求变更或者出现 bug 时，我们只需要关注特定的类或对象，而不用修改整个程序。这种高内聚低耦合的特性使得代码的维护更加容易。

6. 可拓展性：面向对象编程提供了良好的拓展性，通过添加新的类和对象可以快速扩展系统的功能。同时，面向对象编程也支持设计模式等技术，进一步提高了系统的可拓展性和灵活性。 总而言之，面向对象编程的好处包括模块化、封装性、继承性、多态性、可维护性和可拓展性。这些特性使得面向对象编程成为一种强大且广泛应用的编程范式。

弊端：

1. 学习曲线：相对于其他编程范式，如过程式编程，面向对象编程需要更多的学习和理解。理解面向对象的概念、原则和设计模式可能需要更多的时间和努力。

2. 复杂性：面向对象编程通常涉及多个类、对象和关系的交互。这种复杂性可能导致代码结构变得复杂，使得项目难以理解和维护。尤其在大型项目中，面向对象的复杂性可能会增加开发和调试的难度。

3. 性能开销：与一些其他编程范式相比，面向对象编程可能会带来一定的性能开销。由于对象之间的交互通常通过方法调用实现，而不是简单的函数调用，这可能导致额外的开销和延迟。

4. 过度使用继承：继承是面向对象编程中的一个重要概念，但过度使用继承可能导致继承层次的复杂性增加，代码的可读性和可维护性降低。此外，错误的继承关系可能导致设计上的问题。

5. 耦合性：面向对象编程中，对象之间的依赖关系较强。这种强耦合性可能会限制代码的灵活性和扩展性，使得修改一个类可能需要同时修改其他相关类。

6. 内存消耗：面向对象编程通常需要在运行时创建和管理许多对象。这可能导致内存消耗较大，尤其是对于某些资源有限的环境或嵌入式系统来说。