Java 对象模型中的封装与继承：协作揭秘

封装

封装是指将数据的内部表示隐藏在对象内部，仅通过明确定义的接口与外部世界交互。它的目的是：

• 保护对象内部状态，防止意外修改。
• 允许内部状态在不影响客户端代码的情况下发生变化。
• 促进代码的模块化和可维护性。

Java中的封装通过以下方式实现：

• 私有字段：对象内部状态以私有字段的形式声明，只能在类内部访问。
• 公共/受保护方法：用于与外部世界交互的方法被声明为公共或受保护，允许访问对象内部状态。

继承

继承允许一个类从另一个已存在的类（称为超类）继承属性和方法。它的目的是：

• 代码复用：允许子类共享超类的代码，减少冗余。
• 多态性：允许将子类的对象视为超类的对象，提供更大的灵活性。
• 层次结构：允许创建对象层次结构，其中每个级别具有特定的特性。

Java中的继承通过以下方式实现：

• extends关键字：用于指定子类从哪个超类继承。
• 方法覆盖：子类可以覆盖超类的方法，提供自己的实现。
• final关键字：可以用于防止类或方法被继承或覆盖。

协作

封装和继承在Java对象模型中携手合作，提供了一个强大而灵活的机制来创建和管理对象。

• 封装提供数据安全性：通过封装对象的内部状态，继承可以确保子类不会意外修改超类的数据，维护数据的完整性。
• 继承实现代码复用：通过继承，子类可以访问超类的字段和方法，从而减少重复代码的编写，提高代码的维护性。
• 多态性提供灵活性：多态性允许子类的对象作为超类的对象使用，为应用程序提供了更大的灵活性，使其能够处理不同类型的对象而无需显式转换。

示例

考虑以下Java代码示例，展示封装和继承的协作：

class Shape {
    private double area; // 封装内部状态

    public double getArea() { // 公共方法提供访问
        return area;
    }
}

class Square extends Shape {
    private double sideLength;

    public Square(double sideLength) {
        this.sideLength = sideLength;
        area = sideLength * sideLength; // 初始化面积
    }

    @Override
    public double getArea() { // 覆盖方法提供子类实现
        return area;
    }
}

在这个示例中，Shape类封装了area字段，而Square类继承了Shape并覆盖了getArea()方法。当创建一个Square对象时，它从Shape继承了area字段，并根据特定形状（正方形）初始化该字段。封装确保了Shape类的area字段只能通过公共getArea()方法访问，而继承允许Square类重用Shape类的getArea()方法并提供其自己的实现。