继承性与封装性相互作用。如果一个给定的类封装了一些属性,那么它的任何子类将具有同样的属性,而且还添加了子类自己特有的属性。这是面向对 象的程序在复杂性上呈线性而非几何性增长的一个关键概念。新的子类继承它的所有祖先的所有属性。它不与系统中其余的多数代码产生无法预料的相互作用。
多态性
多态性(Polymorphism,来自于希腊语,表示“多种形态”)是允许一个接口被多个同类动作使用的特性,具体使用哪个动作与应用场合有关,下面我们以一个后进先出型堆栈为例进行说明。假设你有一个程序,需要3种不同类型的堆栈。一个堆栈用于整数值,一个用于浮点数值,一个用于字符。尽管堆栈中存储的数据类型不同,但实现每个栈的算法是一样的。如果用一种非面向对象的语言,你就要创建3个不同的堆栈程序,每个程序一个名字。但是,如果使用Java,由于它具有多态性,你就可以创建一个通用的堆栈程序集,它们共享相同的名称。
多态性的概念经常被说成是“一个接口,多种方法”。这意味着可以为一组相关的动作设计一个通用的接口。多态性允许同一个接口被必于同一类的多个动作使用,这样就降低了程序的复杂性。选择应用于每一种情形的特定的动作(specific action) 即 方法)是编译器的任务,程序员无需手工进行选择。你只需记住并且使用通用接口即可。再拿狗作比喻,一条狗的嗅觉是多态的。如果狗闻到猫的气味,它会在 吠 叫并且追着它跑。如果狗闻到食物的气味,它将分泌唾液并向盛着食物的碗跑去。两种状况下是同一种嗅觉器官在工作,差别在于闻到了什么气味,也就是有两 种不 同类型的数据作用于狗的鼻子!在一个Java程序中使用方法时,也可以采用这个通用的概念。
多态性、封装性与继承性相互作用
如果用得当,在由多态性、封装性和继承性共同组成的编程环境中可以写出比面向过程模型环境更健壮、扩展性更好的程序。精心设计的类层级结构是 重用你花时间和 努力改进并测试过的程序的基础,封装可以使你在不破坏依赖于类公共接口的代码基础上对程序进行升级迁移,多态性则有助于你编写清楚、易 懂、易读、易修改的 程序。在前面两个与现实生活有关的实例中,汽车更能全面说明面向对象设计的优点,为介绍继承而用狗作类比也很有趣。总的来说,汽车与 程序很相似,所有的驾 驶员依靠继承性很快便能掌握驾驶不同类型(子类)车辆的技术。不管是接送学生的校车,或是默西迪斯私家轿车,或是保时捷汽车,或是 家庭汽车,司机差不多都 能找到方向盘、制动闸和加速器,并知道如何操作。经过一段驾驶,大多数人甚至能知道手动档与自动档之间的差别,因为他们从根本上 理解这两个档的超类――传动。人们在汽车上看见的总是封装好的特性。刹车和踏脚板隐蔽着不可思议的复杂性,但接口却是如此简单,你的脚就可以操作它们!引擎、制动闸及轮胎的大小对于你如何定义踏脚板类的接口没有任何影响。
最后的属性,多态性,在汽车制造商基于相同的交通工具所提供的多种选择的能力上得到了充分反映。例如,刹车系统有正锁和反锁之分,方向盘有带助力或不带助力之分,引擎有4缸、6缸或8缸之分。无论设置如何,你都得脚踩刹车板来停车,转动方向盘来转向,按离合器来制动。同样的接口能被用来控制许多不同的实现过程。
正如你所看到的,通过封装、继承及多态性原理,各个独立部分组成了汽车这个对象。这在计算机程序设计中也是一样的。通过面向对象原则的使用,可以把程序的各个复杂部分组合成一个一致的、健壮的、可维护的程序整体。