淺談Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計

張皓焱 鄭州大學(xué)國際學(xué)院

引言

隨著各類軟件系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，基于Java編程語言的系統(tǒng)生態(tài)也在不斷地發(fā)展壯大。目前，基于Java程序開發(fā)的大型系統(tǒng)軟件以及移動應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)了互聯(lián)網(wǎng)的半壁江山。包括企業(yè)級管理應(yīng)用軟件、主流Web網(wǎng)站建設(shè)以及Android移動應(yīng)用軟件中，都能見到Java發(fā)揮關(guān)鍵作用的身影。作為經(jīng)典且強大的面向?qū)ο笳Z言之一，Java基于類與對象的思想，在實踐應(yīng)用中展現(xiàn)了很好的封裝性、繼承性和多態(tài)性。與此同時，Java在實際的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計過程中也通過自身特有的方式為開發(fā)者提供了良好的開發(fā)提高，從而在實現(xiàn)開發(fā)效率提高的基礎(chǔ)上，還為應(yīng)用軟件的質(zhì)量提供了良好的技術(shù)支持。

1 Java語言及面向?qū)ο蟾攀?/h2>

Java語言的應(yīng)用十分廣泛，關(guān)鍵在于Java語言本身強大的功能和特性。無論是在網(wǎng)站建設(shè)、企業(yè)級管理軟件、工業(yè)級交易系統(tǒng)中，還是在移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和嵌入式應(yīng)用中，Java都占據(jù)著重要且關(guān)鍵的位置。作為構(gòu)建大型復(fù)雜系統(tǒng)的利器，Java已經(jīng)在工程實踐中實現(xiàn)了連續(xù)多年的統(tǒng)治級表現(xiàn)。在新技術(shù)和新需求層出不窮的今天，Java面對著新環(huán)境中出現(xiàn)的全新問題，也展現(xiàn)除了日趨提升的強大適應(yīng)能力。作為面向?qū)ο笳Z言的代表，Java的持久性成功表明了面向?qū)ο笏枷胫畯姶竽軌蚪?jīng)歷各種現(xiàn)實問題的考驗，從而實現(xiàn)復(fù)雜的現(xiàn)實需求和業(yè)務(wù)邏輯。

實際上，早期的程序設(shè)計主要基于面向過程，即是將需要解決的問題分解為需要解決的各個步驟，隨即通過程序按部就班地完成相應(yīng)的步驟。換言之，流程化是面向過程的主要設(shè)計思路之一。而面向?qū)ο笤谠O(shè)計時的初衷則與之不同，面向?qū)ο蟾⒅啬Ｐ突?、抽象化的設(shè)計思路。面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方案是，將涉及業(yè)務(wù)的所有主體和對象先抽象成類，類中包含了主體的特征和操作。其中，主體的特征和操作分別對應(yīng)著類中的屬性和方法。作為類的實例，對象自然也具有相對應(yīng)的，但具備自身特性的屬性和方法實例。因此，面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)實際上是類和對象。而其中的面向?qū)ο筇匦裕ǚ庋b性、繼承性和多態(tài)性都是在類和對象的相互關(guān)系以及特征表現(xiàn)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。實際上，面向?qū)ο笠廊皇菍γ嫦蜻^程的一種升級和創(chuàng)新。

總之，在主流和生態(tài)的角度上看，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是應(yīng)用最廣，即最流行的。因為，它更符合人類的思考習(xí)慣并能夠很好地將復(fù)雜的問題簡單化。綜上所述，Java語言通過面向?qū)ο蟮姆椒ê吞匦詫崿F(xiàn)了自身業(yè)務(wù)能力的不斷發(fā)展，在使得現(xiàn)實需求得到充分滿足的基礎(chǔ)上，也發(fā)展充實了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的解決方案和經(jīng)驗理論。

2 Java面向?qū)ο筇匦耘c內(nèi)容

在面向?qū)ο筇匦苑矫妫琂ava有著一套成熟的解決方案。要了解這套解決方案，首先需要明曉其中的主要概念和關(guān)鍵特性。

作為面向?qū)ο笞罨A(chǔ)的概念，類是對現(xiàn)實世界對象的一種抽象和提煉。而對象對應(yīng)的則是現(xiàn)實世界或業(yè)務(wù)邏輯中真實存在的具體個體及其內(nèi)容。簡言之，現(xiàn)實業(yè)務(wù)邏輯中的每個實體都對應(yīng)著一個對象，而類是對同一類對象做的抽象化描述。在特點方面，對象包括了屬性和方法，分別對應(yīng)著現(xiàn)實世界中的實體特征或狀態(tài)和實體動作或操作。對象具有唯一性，并且每一個實體都可形成對象，而且對象的狀態(tài)是動態(tài)可變的。

在明確類和對象的基礎(chǔ)概念以及相互關(guān)系之后，對于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的理解將會更加容易且輕松。這是因為封裝性、繼承性和多態(tài)性不僅本身相互存在一定的依賴，它們的實現(xiàn)還需要基于類之間或者說和對象之間的關(guān)系進(jìn)行描述和呈現(xiàn)。

封裝是在程序設(shè)計中十分常見的一種思想。因此，面向?qū)ο笾械姆庋b性也和自然地成為了最基礎(chǔ)的特性之一。封裝的本質(zhì)思想實際上是在不影響業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過隱藏?zé)o關(guān)細(xì)節(jié)來保障數(shù)據(jù)和對象安全的一種程序設(shè)計方法。具體的方法就是將對象內(nèi)部的內(nèi)部變量進(jìn)行私有化，而通過方法訪問的方式，使得外部主體在不直接接觸對象內(nèi)部數(shù)據(jù)的情況下，完成需要實現(xiàn)的操作。

繼承是為了響應(yīng)現(xiàn)實中的實體關(guān)系而設(shè)計出的類和對象關(guān)系。通俗地講，為了描述不同類之間的承接關(guān)系，繼承性通過實現(xiàn)子類繼承父類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法來完成子類對父類的繼承或綁定關(guān)系。比例來說，若將“人”作為一個類，那么“學(xué)生”和“教師”這兩個類雖然代表著不同的一類對象，但是他們都應(yīng)當(dāng)繼承自“人”這個類。需要特別指出的是，Java中并不支持多繼承。也就是說，Java不支持一個子類繼承了不止一個父類。但是由于現(xiàn)實業(yè)務(wù)中會存在需要應(yīng)用到多繼承的情況，因此Java使用implements關(guān)鍵字來解決上述問題。

多態(tài)性實際上分為靜態(tài)多態(tài)和動態(tài)多態(tài)兩種情況，分別對應(yīng)著不同的場景。其中，靜態(tài)多態(tài)性指的是類對于方法的重載。方法的重載意味著方法的命名相同，但是參數(shù)不能相同。靜態(tài)重載也稱為編譯時多態(tài)，而動態(tài)多態(tài)性又稱為運行時多態(tài)。動態(tài)多態(tài)通過子類重寫父類方法來實現(xiàn)，因此運行時多態(tài)也要求存在繼承關(guān)系。通過重寫父類方法，相同的方法會在不同的子類中呈現(xiàn)出不同的表現(xiàn)形式。與此同時，通過這種方式，父類的引用可以指引子類對象。與此同時，這種關(guān)系只有在運行時才得以顯現(xiàn)。換言之，運行時才動態(tài)決定執(zhí)行哪個方法，因此這種特性又稱為運行時多態(tài)。總之，動態(tài)多態(tài)性需要具備繼承關(guān)系，方法重寫以及父類引用指向子類對象的條件。綜上所述，多態(tài)性實現(xiàn)了代碼的靈活調(diào)用，不僅可以通過傳入不同參數(shù)實現(xiàn)不同的方法操作，還可以對所有類的對象進(jìn)行通用處理，從而實現(xiàn)代碼的擴展性。

總而言之，封裝性實現(xiàn)了對于對象內(nèi)容的封裝，繼承性描述了類與類之間的從屬關(guān)系，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的繼承，而多態(tài)性通過重載和重寫的方式擴展了代碼的靈活性和統(tǒng)一性。