面向对象的个人理解(封装/继承/多态实践)

目录

前言

为什么要封装？

 为什么要继承？

什么是多态？

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前言

计算机科学是一门实践性很强的科目，所有理论都不是凭空而来的，某种理论的出现都是为了解决过往的不足。面向对象是其中之一，但我们不能单从字面去理解面向对象这个新名词，而是通过实践，从面向过程自然过渡到面向对象中来。

本文假设有一个宠物模拟系统，每个宠物都是一个相对独立的子系统，因为它们有着各自的特性，为了模拟现实中的宠物，在逻辑上每个宠物也应该当成独立的个体来编写代码，这样有助于人类的理解。

注：

文中的代码主要是一些说明问题的伪代码，如果想运行起来，需要读者自行发挥想象力，补充完善。

另外，C语言在命令行下边会有中文乱码问题，尽量使用Visual studio来写程序，可以省去很多麻烦。

为什么要封装？

封装是为了将某些相关联的数据和操作进行隔离，放在一个独立的容器里。在编程语言中，这个窗口叫啊类，将类加载到内存，初始后变成一个独立可访问的数据块，这个数据块就成了一个对象。

在本文的示例中，类相当于对各种宠物的文字描述，对象（或实例）是一个个实际的宠物个体。

我们先用不面对对象的C来设计一个宠物模拟程序，先不看实现，只看定义。假设家里刚开始只有一只哈士奇，为了模拟狗狗的日常，我们在头文件里如此定义：

/*狗狗*/
#pragma once
 
#include 
typedef struct
{
	wchar_t* name;//名字
	int age;//年龄
	char gender;//性别
	int color;//颜色
	int hp;//健康值
	int fp;//怒值，达到一定程度会咬人
	int exps;//友好值，低到一定程序会离家出走
}Pet;
 
/*
* 呼唤宠物
*/
void call();
 
/*
* 抚摸宠物
*/
void touch();
/*打狗*/
void beat();
/*会叫*/
void bark();
 
/*会咬人*/
void bite();
/*离家出走，消失不见*/
void hide();
/*溜狗*/
void walk();

 后来又抱了只猫，猫跟狗狗一样都是用来撸的，只是猫不用溜，但要准备猫沙，还会抓老鼠，要给它铲屎，本来猫的头文件应该定义成这样：

/*猫咪*/
#pragma once
 
#include 
typedef struct
{
	wchar_t* name;//名字
	int age;//年龄
	char gender;//性别
	int color;//颜色
	int hp;//健康值
	int fp;//怒值，达到一定程度会咬人
	int exps;//友好值，低到一定程序会离家出走
}Pet;
 
/*
* 呼唤宠物
*/
void call();
 
/*
* 抚摸宠物
*/
void touch();
/*打猫*/
void beat();
/*会叫*/
void bark();
 
/*会咬人*/
void bite();
/*离家出走，消失不见*/
void hide();
/*铲屎*/
void clean();
/*抓老鼠*/
void catchmouse();

 但这样一来，编译器会重复定义的错误，所以改方法名，以示区别，可以每个方法前添加前缀来实现，变成这样：

/*猫咪*/
#pragma once
 
#include 
typedef struct
{
	wchar_t* name;//名字
	int age;//年龄
	char gender;//性别
	int color;//颜色
	int hp;//健康值
	int fp;//怒值，达到一定程度会咬人
	int exps;//友好值，低到一定程序会离家出走
}Pet;
 
/*
* 呼唤宠物
*/
void catcall();
 
/*
* 抚摸宠物
*/
void cattouch();
/*打猫*/
void catbeat();
/*会叫*/
void catbark();
 
/*会咬人*/
void catbite();
/*离家出走，消失不见*/
void cathide();
/*铲屎*/
void catclean();
/*抓老鼠*/
void catcatchmouse();

 看上去好像解决问题了，但指不定哪天又养只鹦鹉，养了条黄金莽什么的，那就不断往上加吧，如果没有重样的宠物还好，但遇到重样的又麻烦了，比如狗狗生了小狗，鹦鹉生了蛋等等，虽然技术上是可以解决的，比如每个狗狗函数加上参数，以标明是哪只狗，但这样会变得非常的混乱，修改量也不是一般的大。

我们再用Java实现一遍看看，先写个Dog类：

 
public class Dog {
	String name;//名字
	int age;//年龄
	char gender;//性别
	int color;//颜色
	int hp;//健康值
	int fp;//怒值，达到一定程度会咬人
	int exps;//友好值，低到一定程序会离家出走
 
	public	void call()
	{
	   exps += 100;
	    System.out.println(String.format("%s，过来！", name));
	    System.out.println("汪汪汪");
	    System.out.println(String.format("好感度值增加100!当前好感度：%d", exps));
	}
 
	public void touch()
	{
	    exps += 200;
	    System.out.println(String.format("摸一摸%s！\n", name));
	    System.out.println("汪汪!");
	    System.out.println(String.format("好感度值增加200!当前好感度：%d\n", exps));
	}
 
	public	void beat()
	{
	}
 
	public	void bark()
	{
	}
 
	public	void bite()
	{
	}
 
	public	void hide()
	{
	}
 
	public	void walk()
	{
	}
 
}

然后复制一份，改个类名，修改少部分内容基本就OK了： 

 
public class Cat {
	String name;//名字
	int age;//年龄
	char gender;//性别
	int color;//颜色
	int hp;//健康值
	int fp;//怒值，达到一定程度会咬人
	int exps;//友好值，低到一定程序会离家出走
 
	public	void call()
	{
	   exps += 100;
	    System.out.println(String.format("%s，过来！", name));
	    System.out.println("喵喵喵");
	    System.out.println(String.format("好感度值增加100!当前好感度：%d", exps));
	}
 
	public void touch()
	{
	    exps += 200;
	    System.out.println(String.format("摸一摸%s！\n", name));
	    System.out.println("喵喵!");
	    System.out.println(String.format("好感度值增加200!当前好感度：%d\n", exps));
	}
 
	public	void beat()
	{
	}
 
	public	void bark()
	{
	}
 
	public	void bite()
	{
	}
 
	public	void hide()
	{
	}
 
	void catclean()
	{
	}
 
	void catcatchmouse()
	{
	}
}

 为什么要继承？

虽然CTRL+V、CTRL+C很爽，但如果有一天，想换个姿势撸宠物，比如要小动物都要亲亲或者抱抱，如果宠物少的情况下，每个宠物类里加两个方法倒也不是难事，但万一家里小可爱们太多了，有十几上百个，那改起来是要命的，那能不像动物学那样，可以将宠物按某种分类，层层向下扩展。答案是可以的。

不管是猫是狗还是鹦鹉，它们都有个共同称呼，叫宠物，OK，我们可以定义一个宠物的类Pet：

 
public class Pet {
	protected String name;// 宠物都有名字
	protected int age;// 宠物都有寿命
	protected char gender;// 宠物都分雌雄
	protected int color;// 宠物都有颜色
	protected int hp;// 宠物都要追踪健康情况
	protected int fp;// 宠物都在某些情况都会生气，达到一定程度会咬人
	protected int exps;// 宠物都跟主人都有亲密程度，低到一定程序会离家出走
 
	/**
	 * 宠物都能被呼唤
	 */
	public void call() {
		exps += 100;
		System.out.println(String.format("%s，过来！", name));
		System.out.println(String.format("好感度值增加100!当前好感度：%d", exps));
	}
 
	/**
	 * 宠物都可以摸
	 */
	public void touch() {
		exps += 200;
		System.out.println(String.format("摸一摸%s！\n", name));
		System.out.println(String.format("好感度值增加200!当前好感度：%d\n", exps));
	}
}

然后再修改具体宠物的类比如狗：

/**
 * 狗狗
 *
 */
public class Dog extends Pet {
 
	/**
	 * 狗会叫
	 */
	public	void bark()
	{
		System.out.println("汪汪！");
	}
 
 
}

再改下猫：

/**
 * 猫猫
 *
 */
public class Cat extends Pet {
 
	/**
	 * 猫会妙妙
	 */
	public void Miaow() {
		System.out.println("喵喵");
	}
}

接着，我们给宠物们都增加亲亲抱抱的功能，只要修改Pet这个类就行了：

/**
 * 小可爱们
 *
 */
public class Pet {
	protected String name;// 宠物都有名字
	protected int age;// 宠物都有寿命
	protected char gender;// 宠物都分雌雄
	protected int color;// 宠物都有颜色
	protected int hp;// 宠物都要追踪健康情况
	protected int fp;// 宠物都在某些情况都会生气，达到一定程度会咬人
	protected int exps;// 宠物都跟主人都有亲密程度，低到一定程序会离家出走
 
	/**
	 * 宠物都能被呼唤
	 */
	public void call() {
		exps += 100;
		System.out.println(String.format("%s，过来！", name));
		System.out.println(String.format("好感度值增加100!当前好感度：%d", exps));
	}
 
	/**
	 * 宠物都可以摸
	 */
	public void touch() {
		exps += 200;
		System.out.println(String.format("摸一摸%s！\n", name));
		System.out.println(String.format("好感度值增加200!当前好感度：%d\n", exps));
	}
	
	/**
	 * 亲亲
	 */
	public void kiss() {
		exps += 200;
		System.out.println("啾啾");
 
	}
	
	/**
	 * 亲亲
	 */
	public void embrace() {
		exps += 200;
		System.out.println("抱抱");
 
	}
}

什么是多态？

不同的宠物，虽然在主人眼中是一样的，但撸完会有不同的反应，这些行为是动物自己做出来的，只有具体到每个宠物本身，主人才能体验到各个宠物的反应。但抽象点说，宠物是用来撸的，主人可能并不在意宠物的具体反应，而是享受这个互动的过程。所以多态就是抽象层面的一致，而具体层面的不一致。

比如狗狗：

/**
 * 狗狗
 *
 */
public class Dog extends Pet {
 
	@Override
	public void touch() {
		super.touch();
		//摸玩狗狗，它会冲着你叫
		bark();
	}
 
	/**
	 * 狗会叫
	 */
	public	void bark()
	{
		System.out.println("汪汪！");
	}
 
 
}

比如猫：

/**
 * 猫猫
 *
 */
public class Cat extends Pet {
 
	@Override
	public void touch() {
		super.touch();
		//猫会打呼噜
		System.out.println("呼噜噜~");
	}
 
	/**
	 * 猫会妙妙
	 */
	public void Miaow() {
		System.out.println("喵喵");
	}
}

比如鹦鹉：

/**
 * 鹦鹉
 *
 */
public class Parrot extends Pet {
 
	@Override
	public void touch() {
		exps -= 50;
		// 鹦鹉直接开口骂娘
		System.out.println("烦死了~");
	}
 
}

以上示例中，每个宠物都有touch()的功能，也就是被撸这一点是一致的。主人对待宠物时，在这点上一致的。但同时宠物可能在被撸后，表现出所有宠物共同的反应，也可能是自己独特的反应。比如猫狗都调用了super.touch()，说明猫狗被撸时会表现出一些共同的特性。而鹦鹉则完全特立独行，还降低了好感度。