類之間的關係。繼承、組合和聚合

你好！今天我們將仔細研究面向對象編程 (OOP) 的一項原則：繼承。我們還將研究類之間其他類型的關係：組合和聚合。 這個主題並不難：在過去的課程中，您已經多次遇到過繼承和繼承示例。今天，主要是鞏固知識，更詳細地研究繼承機制，並再次運行一些示例。:) 好吧，我們走吧！

Java中的繼承及其優點

您肯定還記得，繼承是一種讓您可以基於現有類（父類）描述新類的機制。這樣做時，新類借用了父類的屬性和功能。讓我們回憶一下前面課程中給出的繼承示例：

public class Car {

   private String model;
   private int maxSpeed;
   private int yearOfManufacture;

   public Car(String model, int maxSpeed, int yearOfManufacture) {
       this.model = model;
       this.maxSpeed = maxSpeed;
       this.yearOfManufacture = yearOfManufacture;
   }


public void gas() {
       // Gas
   }

   	public void brake() {
       // Brake
   }
}


public class Truck extends Car {

   public Truck(String model, int maxSpeed, int yearOfManufacture) {
       super(model, maxSpeed, yearOfManufacture);
   }
}



public class Sedan extends Car {
   public Sedan(String model, int maxSpeed, int yearOfManufacture) {
       super(model, maxSpeed, yearOfManufacture);
   }
}

我們有一個涉及使用各種類型汽車的特定程序。即使您不是汽車愛好者，您也可能知道世界上有多種類型的汽車。:) 因此，我們將把汽車的共同屬性分離到一個共同的父類中，稱為Car. 那麼所有汽車的共同點是什麼，無論其類型如何？每輛車都有製造年份、型號名稱和最高速度。我們將這些屬性放入model、maxSpeed和yearOfManufacture字段中。至於行為，任何汽車都可以加速和減速。:) 我們在gas()和brake()方法。這給我們帶來了什麼好處？首先，它減少了代碼量。當然，我們可以不用父類。但由於每輛汽車都必須能夠加速和減速，我們必須在、、和類以及所有其他汽車類中創建gas()和方法。想像一下我們需要編寫多少額外的代碼。並且不要忘記、和字段：如果我們去掉父類，我們將不得不在每個汽車類中創建它們！ brake()TruckSedanF1CarSportsCarmodelmaxSpeedyearOfManufacture當我們有幾十個汽車類時，重複代碼的數量就會變得非常嚴重。將公共字段和方法（也稱為“狀態”和“行為”）移動到父類可以讓我們節省大量時間和空間。如果某些類型具有其他汽車類型所沒有的獨特屬性或方法，那沒什麼大不了的。您始終可以在後代類中創建它們，與其他人分開。

public class F1Car extends Car {

   public void pitStop() {

       // Only race cars make pit stops
   }

   public static void main(String[] args) {

       F1Car formula1Car = new F1Car();
       formula1Car.gas();
       formula1Car.pitStop();
       formula1Car.brake();
   }
}

讓我們以一級方程式賽車為例。與他們的“親戚”不同，他們有一個獨特的行為——他們不時進站。這不會打擾我們。我們已經描述了Car父類中的常見行為，子類的特定行為可以添加到這些類中。 字段也是如此：如果一個子類有獨特的屬性，我們冷靜地在子類內部聲明這些字段，就不用擔心了。:)重用代碼的能力是繼承的主要優勢。 對於程序員來說，不寫多餘的代碼是很重要的。你會在工作中反复遇到這個問題。請記住其他重要事項：Java 沒有多重繼承. 每個類只繼承一個類。我們將在以後的課程中詳細討論其原因。現在，只要記住它。順便說一下，這使得 Java 不同於其他一些 OOP 語言。例如，C++ 支持多重繼承。一切都或多或少地通過繼承變得清晰。讓我們繼續。

組成和聚合

類和對象可以鏈接在一起。繼承描述了一種“is-a”關係。獅子是一種動物。這樣的關係很容易用繼承來表達，其中Animal是父類，Lion是子類。然而，並不是所有的關係都是這樣描述的。例如，鍵盤肯定與計算機有關，但它不是計算機。手在某種程度上與人有關，但它們不是人。在這些情況下，我們有另一種類型的關係：不是“is-a”，而是“has-a”。一隻手不是一個人，而是一個人的一部分。鍵盤不是計算機，而是計算機的一部分。可以使用組合和聚合在代碼中描述 has-a 關係. 區別在於關係的“嚴格”。讓我們舉一個簡單的例子：我們有一個Car類。每輛車都有發動機。此外，每輛車都有乘客。Engine engine和字段之間的根本區別是什麼Passenger[] passengers？乘客A坐在車裡並不意味著乘客B不在C車裡。一輛汽車可以對應多名乘客。更重要的是，如果所有乘客都下車，它仍然可以順利運行。Car類和數組之間的關係Passenger[] passengers不太嚴格。這叫做聚合。它提供了另一個聚合的好例子。假設我們有一個Student類和一個StudentGroup班級。一名學生可以加入多個學生組織：物理俱樂部、星球大戰粉絲俱樂部和/或學生喜劇俱樂部。 組合是一種更嚴格的關係。使用組合時，對像是某個對象的一部分，不能屬於同一類型的另一個對象。最簡單的例子是汽車發動機。發動機是汽車的一部分，不能是另一輛汽車的一部分。如您所見，他們的關係比Car和之間的關係要嚴格得多Passengers。