Java面向对象编程的基本概念和原则（一）

面向对象编程的基本概念

面向对象编程的基本概念包括类、对象、封装、继承和多态。

类

类是一种抽象的概念，它描述了一类对象所共有的属性和行为。在Java中，类是通过class关键字来定义的。例如，下面是一个定义矩形类的例子：

public class Rectangle {
    private double width;
    private double height;
    
    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }
    
    public double getWidth() {
        return width;
    }
    
    public double getHeight() {
        return height;
    }
    
    public double getArea() {
        return width * height;
    }
}

在这个例子中，Rectangle类有两个私有属性width和height，以及三个公共方法getWidth、getHeight和getArea。通过这个类的定义，我们可以创建很多个矩形对象，并且可以调用这些对象的方法。

对象

对象是类的一个实例，它具有类定义的属性和方法。在Java中，我们可以使用new关键字来创建一个对象。例如，我们可以创建一个矩形对象并计算它的面积：

Rectangle rect = new Rectangle(3.0, 4.0);
double area = rect.getArea(); // area = 12.0

在这个例子中，我们创建了一个名为rect的Rectangle对象，并调用了它的getArea方法来计算矩形的面积。

封装

封装是一种将数据和行为包装在一起的机制，它使得类的实现细节对外部不可见。在Java中，我们可以使用private、protected和public关键字来控制类的成员的可访问性。例如，我们可以将Rectangle类中的width和height属性声明为私有的，以防止外部代码直接修改它们：

private double width;
private double height;

在这个例子中，width和height属性是私有的，只能在Rectangle类的内部访问。外部代码无法直接修改它们，而是必须使用公共的方法来访问和修改它们。

继承

继承是一种机制，它允许子类继承父类的属性和方法，并且可以在子类中添加新的属性和方法。在Java中，我们可以使用extends关键字来实现继承。例如，我们可以定义一个正方形类Square，它继承自Rectangle类：

public class Square extends Rectangle {
    public Square(double side) {
        super(side, side);
    }
}

在这个例子中，Square类继承自Rectangle类，并且使用super关键字调用了Rectangle类的构造函数来初始化它的width和height属性。由于正方形的边长是相等的，因此我们可以简化Square类的定义。

多态

多态是一种机制，它允许不同的对象对同一个方法作出不同的响应。在Java中，多态是通过继承和方法重写来实现的。例如，我们可以定义一个名为printArea的方法，它可以接受任何类型的Shape对象，并打印出它们的面积：

public static void printArea(Shape shape) {
    double area = shape.getArea();
    System.out.println("The area of the shape is " + area);
}

在这个例子中，printArea方法接受一个Shape类型的参数，并调用它的getArea方法来计算面积。由于Rectangle和Square类都实现了Shape接口，因此我们可以使用这个方法来计算它们的面积：

Rectangle rect = new Rectangle(3.0, 4.0);
Square square = new Square(5.0);

printArea(rect); // The area of the shape is 12.0
printArea(square); // The area of the shape is 25.0

在这个例子中，我们创建了一个Rectangle对象和一个Square对象，并分别调用了printArea方法来计算它们的面积。由于Rectangle和Square类都实现了Shape接口，因此它们可以作为printArea方法的参数，并打印出它们的面积。