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前言

一、设计概念

面向对象程序设计（Object-Oriented Programming， 缩写为OOP）是一种范式，其基本理念是将数据块及与数据相关的行为封装成为特殊的、名为对象的实体，同时对象实体的生成工作则是基于程序员给出的一系列“蓝图”，这些“蓝图”就是类。

二、对象和类

以猫为例子，我们可以构造如下的类图：

假如你有一只名为卡卡的猫。卡卡是一个对象，也是 Cat 这个类的一个实例。

每只猫都有许多基本属性： 名字（name）、 性别（sex）、 年龄（age）、 体重（weight）、毛色（color）和最爱的食物等。这些都是该类的成员变量。

所有猫都有相似的行为： 它们会呼吸（breathe）、 进食（eat）、 奔跑（run）、 睡觉（sleep）和 喵喵叫（meow）。这些都是该类的方法。 成员变量和方法可以统称为类的成员。存储在对象成员变量中的数据通常被称为状态，对象中的所有方法则定义了其行为。

你朋友的猫“露露”也是 猫 这个类的一个实例。它拥有与“卡卡”相同的一组属性。不同之处在于这些属性的值：她的性别是“女孩”；她的毛色不同；体重较轻。因此类就像是定义对象结构的蓝图，而对象则是类的具体实例。

三、类层次结构

一些类可能会组织起来形成类层次结构。

假如你的邻居有一只名为“福福”的狗。其实狗和猫有很多相同的地方：它们都有名字、性别、年龄和毛色等属性。狗和猫一样可以呼吸、睡觉和奔跑。因此似乎我们可定义一个动物（Animal）基类来列出它们所共有的属性和行为。

我们刚刚定义的父类被称为超类。 继承它的类被称为子类。子类会继承其父类的状态和行为，其中只需定义不同于父类的属性或行为。因此， 猫类将包含meow方法， 而狗类则将包含bark 方法。

假如我们接到一个相关的业务需求，那就可以继续为所有活的生物体（ Organisms） 抽取出一个更通用的类， 并将其作为动物（Animal）和植物（Plants）类的超类。这种由各种类组成的金字塔就是层次结构。在这个层次结构中， 猫 类将继承动物和生物体类的全部内容。

子类可以对从父类中继承而来的方法的行为进行重写。子类可以完全替换默认行为，也可以仅提供额外内容来对其进行加强。

四、面向对象程序设计基础概念

面向对象程序设计的四个基本概念使其区别于其他程序设计范式。

1.抽象

抽象是一种反映真实世界对象或现象中特定内容的模型，它能高精度地反映所有与特定内容相关的详细信息，同时忽略其他内容。

当使用面向对象程序设计的理念开发一款程序时，你会将大部分时间用于根据真实世界对象来设计程序中的对象。但是，程序中的对象并不需要能够百分之百准确地反映其原型（极少情况下才需要做到这一点）。实际上，你的对象只需模拟真实对象的特定属性和行为即可，其他内容可以忽略。

例如， 飞行模拟器和航班预订程序中都可能会包含一个飞机（Airplane 类）。但是前者需包含与实际飞行相关的详细信息，而后者则只关心座位图和哪些座位可供预订。

2.封装

封装是指一个对象对其他对象隐藏其部分状态和行为，而仅向程序其他部分暴露有限的接口的能力。

如果想要启动一辆车的发动机，你只需转动钥匙或按下按钮即可，无需打开引擎盖手动接线、转动曲轴和气缸并启动发动机的动力循环。这些细节都隐藏在引擎盖下，你只会看到一些简单的接口：启动开关、方向盘和一些踏板。该示例讲述了什么是对象的接口——它是对象的公有部分，能够同其他对象进行交互。

封装某个内容意味着使用关键字 private 私有 来对其进行修饰，这样仅有其所在类中的方法才能访问这些内容。还有一种限制程度较小的关键字 protected 保护 ，其所修饰的对象仅允许父类访问其类中的成员。

绝大部分编程语言的接口和抽象类（或方法）都基于抽象和封装的概念。在现代面向对象的编程语言中，接口机制（通常使用 interface 或 protocol 关键字来声明）允许你定义对象之间的交互协议。这也是接口仅关心对象行为，以及你不能在接口中声明成员变量的原因之一。

由于接口（interface）这个词代表对象的公有部分，而在绝大部分编程语言中又有 interface 类型，因此很容易造成混淆。在这里我将对此进行说明。

注意接口是Java语言，C++语言没有。

假 如 你 的 航空运输（FlyingTransport） 接 口 中 有 一 个fly(origin, destination, passengers) 方法 （即以起点、 终点以及乘客为参数的飞行方法）。 在设计航空运输模拟器时， 你可以对 机场（Airport）类做出限制， 使其仅与实现了航空运输接口的对象进行交互。 此后， 你可以确保传递给机场对象的任何对象——无论是 飞机 、 直升机（Helicopter ）还是可怕的 家养狮鹫（DomesticatedGryphon）都能到达或离开这种类型的机场。

3.继承

继承是指在根据已有类创建新类的能力。

继承最主要的好处是代码复用。如果你想要创建的类与已有的类差异不大，那也没必要重复编写相同的代码。你只需扩展已有的类并将额外功能放入生成的子类（它会继承父类的成员变量和方法）中即可。

使用继承后，子类将拥有与其父类相同的接口。如果父类中声明了某个方法，那么你将无法在子类中隐藏该方法。你还必须实现所有的抽象方法，即使它们对于你的子类而言没有意义。

在绝大多数编程语言中，子类仅能对一个父类进行扩展。另一方面，任何类都可以同时实现多个接口。但是正如我之前提到的那样，如果父类实现了某个接口，那么其所有子类都必须实现该接口。

4.多态

多态是指程序能够检测对象所属的实际类，并在当前上下文不知道其真实类型的情况下调用其实现的能力。

让我们看一些动物的例子。绝大部分动物（Animals）可以发出声音。我们需要所有子类都重写基类的发出声音（makeSound）方法，让每个子类都发出正确的声音，因此我们可以马上将其声明为抽象。这让我们得以忽略父类中该方法的所有默认实现，从而强制要求所有子类自行提供该方法的实现。

5.对象之间的关系

● 依赖：对类 B 进行修改会影响到类 A 。
● 关联：对象 A 知道对象 B。类 A 依赖于类 B。
● 聚合：对象 A 知道对象 B 且由 B 构成。类 A 依赖于类 B。
● 组合：对象 A 知道对象 B、由 B 构成而且管理着 B 的生命周期。类 A 依赖于类 B。
● 实现：类 A 定义的方法由接口 B 声明。对象 A 可被视为对象
B。类 A 依赖于类 B。
● 继承： 类 A 继承类 B 的接口和实现， 但是可以对其进行扩
展。对象 A 可被视为对象 B。类 A 依赖于类 B。

总结

以上就是今天要讲的内容，本文详细介绍了设计模式中UML类图与面向对象编程的使用，设计模式提供了大量的方法供我们使用，非常的便捷，我们务必掌握。希望大家多多支持！另外如果上述有任何问题，请懂哥指教，不过没关系，主要是自己能坚持，更希望有一起学习的同学可以帮我指正，但是如果可以请温柔一点跟我讲，爱与和平是永远的主题，爱各位了。加油啊！