前言

面向对象编程是一种程序设计思想，简称 OOP。它把对象作为程序的基本单元，一个对象包含了数据和操作数据的函数。

OOP：Object Oriented Programming

面向对象的三大特征

  • 封装：将对象的属性隐藏在对象内部，不允许外部直接访问，只提供一些可访问的方法操作某些属性。
  • 继承：
    • 子类拥有父类的属性和方法（包括私有）。但是子类无法访问私有属性和方法，仅仅是拥有。
    • 子类可以对父类进行扩展。
    • 子类可以用自己的方式实现父类的方法。
  • 多态：多态具体表现为父类引用指向子类实例。
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/** 
 * 多态
 */
List<Integer> list = new ArrayList<>();

多态的实现

本质上分为编译时多态（静态多态）和运行时多态（动态多态），重载就是动态多态的一个例子。

Java 实现多态需要满足 3 个条件：继承、重写和向上转型：

  • 继承：多态中必须存在有继承关系的子类和父类。
  • 重写：子类对父类中的某个方法进行重新定义，在调用这些方法时就会调用子类的方法。
  • 向上转型：在多态中需要将子类对象赋给父类引用，这样该引用才既能可以调用父类的方法，又能调用子类的方法。

多态的特点：

  • 多态不能调用“只在子类存在但是父类不存在”的方法。
  • 对象类型和引用类型之间具有继承（类）/ 实现（接口）的关系。
  • 引用类型变量发出的方法调用的到底是哪个类中的方法，必须在程序运行期间才能确定。
  • 如果子类重写了父类的方法，真正执行的是子类覆盖的方法，否则执行的是父类的方法。

面向对象和面向过程的区别

面向过程：

  • 优点：性能比面向对象高，因为类调用时需要实例化，开销比较大，比较消耗资源。
  • 缺点：不容易维护、易复用、易扩展。

面向对象：

  • 优点：易维护、易复用、易扩展。面向对象有封装、继承、多态性三个特性，所以可以降低系统的耦合性，使系统更加灵活和维护。
  • 缺点：由于对象需要实例化，所以性能较面向过程很低。

Java 创建对象的方式

Java 中包含 4 种创建对象的方式：

  • new 创建新对象；
  • 反射机制；
  • clone 机制；
  • 序列化机制；

其中，前两者都需要显式调用构造方法，clone 机制需要注意浅拷贝和深拷贝的区别，序列化一般通过 Externalizable 或者 Serializable 来实现。

成员变量和局部变量的区别

  • 语法形式：
    • 成员变量属于类，局部变量属于代码块或方法。
    • 成员变量可以被public、private、static等修饰符修饰，局部变量不可以。但是二者都可以被final修饰。
  • 存储方式：成员变量根据是否被static修饰判断是属于类还是实例。对象存在堆内存，局部变量存在栈内存。
  • 生存时间：成员变量随着对象的创建而存在，局部变量随着方法的调用自动生成，随着调用结束而消亡。
  • 默认值：成员变量会自动以类型的默认值赋值，而局部变量不会自动赋值。如果被final修饰，则都必须显式赋值。

对象引用和对象实体

  • 对象实体：使用new关键字创建，存放在堆内存中。
  • 对象引用：存放在栈内存中，指向对象实体。

一个对象引用可以指向 0 或 1 个对象；一个对象实体可以有 n 个引用指向它。

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// 一个对象实体可以有多个引用指向它
List<Integer> list1 = new ArrayList<>();
List<Integer> list2 = list1; 

// true
System.out.println(list1 == list2);

对象相等和引用相等

  • 对象相等：比较内存中存放的内容是否相等。
  • 引用相等：比较他们指向的内存地址是否相等。

不可变对象

不可变对象指对象一旦被创建，状态就不能再改变，任何修改都会创建一个新的对象，如 String、Integer及其它包装类。不可变对象最大优点是线程安全。可以创建一个包含可变对象的不可变对象，但是需要注意不能共享可变对象的引用，而是在数据变化时返回原对象的一个拷贝。

接口和抽象类的共同点和区别

共同点：

  • 不能被实例化；
  • 可以包含抽象方法；
  • 可以有默认实现的方法，Java8 可以使用default关键字在接口中定义默认方法；

区别：

  • 一个类只能继承一个类，但是可以实现多个接口；
  • 接口强调约束类的行为，抽象类强调所属关系；
  • 接口中的成员变量只能为public、static、final类型，不能被修改且必须有初始值。抽象类的成员变量默认default，可以在子类中重新定义或重新赋值。

参考

  1. Java的向上转型和向下转型