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如何在实际项目中运用面向对象的三大特征

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啦啦啦191
发布2025-11-18 14:14:24
发布2025-11-18 14:14:24
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文章被收录于专栏:Java开发Java开发

在实际项目中运用面向对象的三大特征(封装、继承、多态),核心是通过“抽象共性、隔离变化、提升复用”来设计灵活、可维护的代码。以下结合真实项目场景,说明具体运用方式:

一、封装:控制数据访问,隔离实现细节

核心目标:让类的“内部实现”与“外部使用”解耦,外部只能通过指定接口操作,避免误修改或依赖细节。

实际项目场景:用户信息管理模块
  • 问题:用户的密码、手机号等敏感信息不能直接暴露,且修改时需校验格式(如手机号必须11位)。
  • 封装运用
    1. 将用户的passwordphone等属性设为private,禁止外部直接读写。
    2. 提供publicsetPhone(String phone)方法,在方法内添加校验逻辑(如正则匹配手机号格式),不符合则抛异常。
    3. 提供getPhone()方法时,可返回脱敏后的结果(如138****5678),保护隐私。
代码语言:java
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public class User {
    private String phone; // 私有属性,外部无法直接访问
    private String password;

    // 封装手机号设置逻辑(含校验)
    public void setPhone(String phone) {
        if (phone.matches("^1[3-9]\\d{9}$")) { // 校验手机号格式
            this.phone = phone;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("手机号格式错误");
        }
    }

    // 封装手机号获取逻辑(脱敏)
    public String getPhone() {
        if (phone == null) return null;
        return phone.replaceAll("(\\d{3})\\d{4}(\\d{4})", "$1****$2");
    }
}
  • 效果:外部只能通过规范的方法操作数据,避免非法值传入,且后续若修改校验规则(如增加国际手机号支持),只需修改setPhone方法,不影响外部调用。

二、继承:复用共性代码,扩展专属功能

核心目标:提取多个类的共性属性和方法到父类,子类专注于实现自身特有的逻辑,减少重复代码。

实际项目场景:电商系统的“商品”模块
  • 问题:系统中有“实体商品”(如手机,需计算运费)和“虚拟商品”(如充值卡,无需运费),两者都有名称、价格等共性,但运费计算逻辑不同。
  • 继承运用
    1. 定义父类Product,封装共性:nameprice属性,以及getInfo()(返回商品基本信息)等通用方法。
    2. 子类PhysicalProduct继承Product,新增weight属性和calculateFreight()(按重量算运费)方法。
    3. 子类VirtualProduct继承Product,无需重写运费方法(或默认返回0),新增validateCode()(校验激活码)方法。
代码语言:java
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// 父类:封装共性
public class Product {
    protected String name; // 受保护属性,子类可访问
    protected double price;

    public Product(String name, double price) {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    public String getInfo() {
        return "商品:" + name + ",价格:" + price;
    }
}

// 子类1:实体商品(扩展运费逻辑)
public class PhysicalProduct extends Product {
    private double weight; // 专属属性

    public PhysicalProduct(String name, double price, double weight) {
        super(name, price); // 复用父类构造器
        this.weight = weight;
    }

    // 专属方法:计算运费
    public double calculateFreight() {
        return weight * 8; // 每公斤8元运费
    }
}
  • 效果:共性代码(如商品名称、价格管理)只写一次,子类仅关注差异点,后续新增“服务类商品”时,只需继承Product并扩展专属逻辑即可。

三、多态:统一接口,适配不同实现

核心目标:用父类/接口定义统一规范,子类实现具体逻辑,调用时无需关心子类类型,直接通过父类引用操作,提升代码灵活性。

实际项目场景:支付系统的“支付渠道”模块
  • 问题:系统需支持微信、支付宝、银联等多种支付方式,每种方式的支付流程(如签名、接口调用)不同,但上层业务只需调用“支付”动作。
  • 多态运用
    1. 定义接口Payment,声明统一方法pay(double amount)(支付金额)。
    2. 不同支付渠道(WeChatPaymentAlipayPayment)实现Payment接口,各自实现pay方法(如微信调用微信支付API,支付宝调用支付宝API)。
    3. 业务层(如订单模块)只需接收Payment类型的参数,调用pay方法即可,无需修改代码就能切换支付方式。
代码语言:java
复制
// 接口:定义统一支付规范
public interface Payment {
    boolean pay(double amount); // 返回支付是否成功
}

// 实现类1:微信支付
public class WeChatPayment implements Payment {
    @Override
    public boolean pay(double amount) {
        System.out.println("调用微信支付接口,扣除" + amount + "元");
        return true; // 实际项目中需根据接口返回判断
    }
}

// 实现类2:支付宝支付
public class AlipayPayment implements Payment {
    @Override
    public boolean pay(double amount) {
        System.out.println("调用支付宝支付接口,扣除" + amount + "元");
        return true;
    }
}

// 业务层:订单支付(依赖接口,不依赖具体实现)
public class OrderService {
    // 传入Payment接口,支持任何实现类
    public void payOrder(Payment payment, double amount) {
        if (payment.pay(amount)) {
            System.out.println("订单支付成功");
        } else {
            System.out.println("订单支付失败");
        }
    }
}

// 调用示例
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        OrderService service = new OrderService();
        // 微信支付
        service.payOrder(new WeChatPayment(), 199.9);
        // 支付宝支付(无需修改OrderService代码)
        service.payOrder(new AlipayPayment(), 299.9);
    }
}
  • 效果:新增支付渠道(如银联)时,只需新增一个Payment实现类,业务层代码无需修改,符合“开闭原则”(对扩展开放,对修改关闭)。

三大特征的协同运用:以“权限管理系统”为例

  1. 封装User类封装用户的角色、权限列表,通过hasPermission(String permission)方法判断是否有权限(隐藏权限校验细节)。
  2. 继承:定义BaseUser父类封装共性(用户名、密码),AdminUserNormalUser子类继承后,分别扩展“管理权限”“普通用户权限”。
  3. 多态:业务层通过BaseUser父类引用接收用户对象,调用hasPermission方法时,自动适配子类的权限逻辑(管理员有全部权限,普通用户有限制)。

总结:核心原则

  • 封装:记住“属性私有,方法公开”,控制数据访问边界。
  • 继承:避免过度继承(如超过3层),优先用“组合”代替继承(如A类需要B类的功能,可在A中定义B的对象,而非继承B)。
  • 多态:依赖抽象(接口/父类)而非具体实现,让代码更易扩展。

通过这三大特征的配合,能设计出低耦合、高复用的代码,尤其在中大型项目中,可显著降低维护成本。

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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  • 一、封装:控制数据访问,隔离实现细节
    • 实际项目场景:用户信息管理模块
  • 二、继承:复用共性代码,扩展专属功能
    • 实际项目场景:电商系统的“商品”模块
  • 三、多态:统一接口,适配不同实现
    • 实际项目场景:支付系统的“支付渠道”模块
  • 三大特征的协同运用:以“权限管理系统”为例
  • 总结:核心原则
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