[Day22] CH11：刘姥姥逛物件导向的世界——封装性、继承性

今天要来介绍物件导向的三大特性：封装性、继承性、多型性。

封装性（Encapsulation）

可以将物件区分为可被外界使用的特性或受保护的内部特性，也就是说外部程序无法改变物件内的资料，这样一来就可以达到封装保护资料的特性。

举个例来说，今天你要开车，你只需要知道如何转动方向盘、打档，不需要知道引擎如何运作。

先前已经介绍过 public（公开）和 private（私人），其实还有第三种 protected（保护）

• public（公开）：允许任何程序码使用
• private（私人）：只允许相同类别内的程序码使用
• protected（保护）：只允许相同类别及子类别的程序码使用

这就好像一个公司里，有全公司员工都知道的公司规定（public），有只有管理员知道的机密（private），也有同一个部门和他的上级主管才知道的资讯（protected）。

继承性（Inheritance）

是一种将软件再利用的形式，会在建立新类别时吸收现有类别的成员，再新增或修改功能。透过继承可以节省程序开发的时间，也可以提升有效实作及维护系统的可能性。

在建立类别时，可以指定新类别（子类别）去继承现有类别（父类别）的成员，每个子类别也有可能成为未来其他人的父类别，彼此是相对的关系。

Java 中的每个类别都继承自 Object，要注意的是 Java 只支援「单向继承」，意思是说一个子类别只可以有一个父类别，但一个父类别可以被多个子类别继承。

假设今天你是动物园管理员，要统整各动物的特性。这时候先以 Animal 当作父类别，Sheep 透过（extends）继承了 Animal，但除了 Aniaml 的 name 以外，还多了 woolColor 的属性，除此之外，也覆写（override）了 move 方法。

public class Zoo{
    public static void main(String[] args){
        Sheep s1 = new Sheep("绵羊1号","黑色");
        Sheep s2 = new Sheep();
        s2.setName("绵羊2号");
        s2.setWoolColor("白色");
        System.out.println(s1.getWoolColor() + s1.getName() + s1.move(10));
        System.out.println(s2.getWoolColor() + s2.getName() + s2.move(5));
    }
}

class Animal{
    private String name;
    
    public Animal(){

    } 
    
    public Animal(String name){
        this.name = name;
    }

    public String move(int units){
        return "移动" + units + "步";
    }

    public String getName(){
        return name;
    }

    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }
}

class Sheep extends Animal{
    private String woolColor;

    public Sheep(){
        super();
    }

    public Sheep(String name, String woolColor){
        super(name);
        this.woolColor = woolColor;
    }

    public void setWoolColor(String woolColor){
        this.woolColor = woolColor;
    }

    public String getWoolColor(){
        return woolColor;
    }

    @Override
    public String move(int units){
        return "跑" + units + "步";
    }
}

黑色绵羊1号跑10步
白色绵羊2号跑5步

我们可以看到呼叫 super() 会用来建构父类别，但其实如果不写的话 Java 也会自动呼叫，但是若是有带参数（像是 super(name)）就必须自行撰写。

若我们今天将 Animal 里的方法从 public 改为 protected，则那些方法一样可以被 Sheep 存取，但是与 Animal 无关的类别（假设有另一个类别为 Vehicle）则无法存取。

覆写（Override）

还记得我们介绍过的「多载」吗？不记得的话可以回去看 Day10，接着要介绍的是英文名字和多载很像的「覆写」，上面的范例就是覆写的应用，但是覆写时必须满足几个限制：

1. 父类别方法不能用 final 修饰

   有些值（像是 Pi），宣告完不需要再修改，为了防止遭到更动，在宣告时他的实体变数就是 final，例如：

   public final int PI;
   

2. 子类别的方法名称、回传型态、参数个数需相同

   方法名称和回传型态如果不同的话，那就不是覆写了！参数个数不同的话那就是多载了！

3. 子类别覆写的方法，其开放权限不可小於父类别的方法

   存取修饰子的开放权限：public > protected > private

今天就先到这里，是不是觉得这些特性很实用呢？尤其当你的程序非常大或是由多人撰写而成时，最後的多型性就留到明天了，可以再试着想想看生活中有哪些东西有继承的关系哦！