物件導向程式設計 (OOP) 是 Java 中的一個基本概念，它使創建模組化、可重複使用和可擴展的程式碼變得更加容易。在這篇文章中，我們將探討 OOP 的核心原則，例如類別、物件、繼承、封裝、多態性和抽象。
1.物件導向程式設計簡介
OOP 是一種基於「物件」概念的程式設計範例，它可以包含資料和操作該資料的方法。透過將程式碼組織成對象，您可以建立更易於管理且更易於理解的程式。
OOP 的四個關鍵原則是：
讓我們在 Java 環境中探索每個概念。
2.類別與物件
2.1 什麼是類別？
Java中的類別是建立物件的藍圖。它定義了從類別建立的物件將具有的屬性（欄位）和行為（方法）。將類別視為概述物件的結構和功能的範本。
類別範例：
public class Car {
// Fields (attributes)
String mark;
String model;
int year;
// Method (behavior)
void startEngine() {
System.out.println("Engine started.");
}
}
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在此範例中，Car 類別有三個欄位：mark、model 和 Year，以及一個方法 startEngine()。
2.2 什麼是物件？
物件是類別的實例。定義類別後，您可以從中建立多個對象，每個對像都有自己唯一的欄位值。
建立物件的範例：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// Creating an object of the Car class
Car myCar = new Car();
// Setting field values
myCar.mark = "Toyota";
myCar.model = "Corolla";
myCar.year = 2021;
// Calling a method
myCar.startEngine(); // Outputs: Engine started.
}
}
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在此範例中，myCar 是 Car 類別的對象，並為其欄位分配了特定值。
挑戰1：
建立一個名為 Book 的類，其中包含標題、作者和頁數字段。建立 Book 類別的對象，設定其字段，並列印出書籍的詳細資訊。
3.封裝
封裝是將資料（欄位）和對資料進行操作的方法捆綁到單一單元或類別中，並限制對某些物件組件的存取的做法。這是透過使用存取修飾符（私有、公有、受保護）來實現的。
封裝有助於保護物件的內部狀態免受意外幹擾和誤用。
封裝範例：
public class Person {
// Private fields
private String name;
private int age;
// Public methods to access private fields
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String newName) {
name = newName;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int newAge) {
if (newAge > 0) {
age = newAge;
}
}
}
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在此範例中，Person 類別透過將其欄位設為私有來封裝其字段，並提供公用方法（getName、setName、getAge、setAge）來存取和修改這些欄位。
挑戰2：
透過將欄位設為私有並為每個欄位建立公用 getter 和 setter 方法，為 Book 類別新增封裝。
4.繼承
繼承是一種允許一個類別繼承另一個類別的屬性和方法的機制。繼承的類別稱為“子類別”或“子類別”，繼承的類別稱為“超類別”或“父類別”。
繼承提高了程式碼的可重用性並在類別之間建立了自然的層次結構。
繼承範例：
// Superclass
public class Animal {
void eat() {
System.out.println("This animal is eating.");
}
}
// Subclass
public class Dog extends Animal {
void bark() {
System.out.println("The dog is barking.");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Dog myDog = new Dog();
myDog.eat(); // Inherited method from Animal class
myDog.bark(); // Method from Dog class
}
}
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在此範例中，Dog 類別繼承了 Animal 類別的 eat 方法，並且還擁有自己的方法 bark。
挑戰3：
建立一個繼承自 Book 類別的子類別 EBook。將新欄位 fileSize 和方法 download() 新增至 EBook 類別。
5.多態性
多態允許不同類別的物件被視為公共超類別的物件。可以透過方法重寫和介面來實現。
5.1 方法重寫
方法重寫允許子類別提供其超類別中已定義的方法的特定實作。
多態性範例：
public class Animal {
void sound() {
System.out.println("This animal makes a sound.");
}
}
public class Cat extends Animal {
@Override
void sound() {
System.out.println("The cat meows.");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Animal myAnimal = new Cat(); // Polymorphism
myAnimal.sound(); // Outputs: The cat meows.
}
}
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在這個例子中，儘管 myAnimal 是 Animal 類型，但它引用的是 Cat 類型的對象，並且呼叫了 Cat 的重寫聲音方法。
挑戰4：
重寫 Book 類別中的 toString 方法以傳回書籍詳細資訊的字串表示形式。
6.抽象
抽象涉及隱藏系統複雜的實作細節並僅公開必要的部分。可以使用抽象類別和介面來實作。
6.1 抽象類別
抽象類別無法實例化，並且可能包含必須由子類別實現的抽象方法（沒有主體的方法）。
抽象範例：
abstract class Shape {
abstract void draw(); // Abstract method
}
public class Circle extends Shape {
@Override
void draw() {
System.out.println("Drawing a circle.");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Shape myShape = new Circle();
myShape.draw(); // Outputs: Drawing a circle.
}
}
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在這個例子中，Shape是一個抽象類，有一個抽象方法draw，它是由Circle類別實作的。
挑戰5：
使用抽象方法 powerOn 建立一個抽象類別 Device。建立一個實作 powerOn 方法的 Smartphone 子類別。
7.總結
在這篇文章中，我們探討了 Java 中物件導向程式設計的關鍵概念：類別、物件、繼承、封裝、多態性與抽象。理解這些原則對於建立複雜且高效的 Java 應用程式至關重要。
請隨意嘗試提供的範例和挑戰。如果您有任何疑問或需要進一步說明，請在下面發表評論！
以上是了解物件導向程式設計 (OOP)的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
