Der Originalartikel ist unter:
http://www.javacodegeeks.com/2014/02/java-interview-reference-guide-part-1.html Gepostet von: Nitin Kumar, in Core Java, 3. Februar 2014
Java. Objektorientiertes Konzept.
Java basiert auf einem objektorientierten Konzept, das eine höhere Abstraktionsebene bietet, um jedes Problem auf reale Weise zu lösen. Der objektorientierte Ansatz konzeptualisiert die Lösung eines Problems in realen Objekten, die einfacher in Anwendungen wiederverwendet werden können. Zum Beispiel: Stuhl, Ventilator, Hund, Computer usw. In Java ist eine Klasse eine Dokumentation, Vorlage oder ein Prototyp, der das allgemeine Verhalten von Objekten derselben Art definiert. Eine Instanz ist eine Implementierung einer bestimmten Klasse, und alle Instanzen der Klasse haben ähnliche Eigenschaften, wie in der Klassenbeschreibung dargestellt. Sie können beispielsweise eine Klasse namens „Haus“ mit der Anzahl der Zimmer als Attribut definieren und Objekte erstellen: ein Haus mit 2 Zimmern, ein Haus mit 3 Zimmern usw.
Vorteile:
Nachfolgend sind einige Vorteile der objektorientierten Softwareentwicklung aufgeführt:
- Geringere Wartungskosten, hauptsächlich aufgrund der Modularität.
- Code lässt sich aufgrund von Funktionen wie der Vererbung einfacher wiederverwenden, was folglich die Entwicklung beschleunigt.
- Erhöht die Zuverlässigkeit und Flexibilität des Codes.
- Der Code ist leichter zu verstehen, da er die reale Welt simuliert.
- Bessere Abstraktion auf Objektebene.
- Reduzierung der Komplexität des Übergangs von einer Entwicklungsstufe zur anderen.
Es gibt vier Hauptkonzepte von OOP:
- Verkapselung
- Nachlass
- Polymorphismus
- Abstraktion
Verkapselung:
Die Kapselung stellt Regeln für andere Objekte dar, die angeben, welche Elemente ausgeblendet sind und welche Elemente anderen Objekten zugänglich gemacht werden. In Java verwenden wir den privaten Zugriffsmodifikator, um eine Methode auszublenden und den Zugriff auf eine Variable aus der externen Umgebung einzuschränken. Java bietet auch verschiedene Zugriffsmodifikatoren, wie z. B. public (Standardeinstellung), protected und private, die dazu dienen, die Sichtbarkeit auf verschiedenen Ebenen einzuschränken. Das ultimative Ziel der Kapselung besteht jedoch darin, die Elemente zu verbergen, die nicht geändert werden sollten. In der Praxis ist es am besten, wenn eine Klasse nur einen Grund zur Änderung hat und die Kapselung die Designprinzipien dieses
„einen Grundes“ umsetzt . In der Praxis soll die Kapselung Methoden verbergen, um eine Störung anderer Klassen zu vermeiden.
Vorteile:
Nachfolgend sind mehrere Vorteile der Kapselung aufgeführt:
- Sie können den internen Zustand eines Objekts schützen, indem Sie dessen Attribut ausblenden.
- Dies erhöht die Modularität des Codes und verhindert unerwartete Interaktionen zwischen Objekten.
- Der Bedienkomfort steigt.
- Objektspezifische Bedingungen werden unterstützt.
- Durch die Kapselung ist Software einfacher zu warten
- Изменения Codeа могут быть независимыми
Полиморфизм:
Полиморфизм - это способность (в программировании) представить тот же интерфейс для различных форм (типов данных), лежащих в основе. Это означает, что классы имеют различную функциональность, несмотря на то, что используют общий интерфейс и могут быть вызваны динамически через специальную ссылку класса. Классическим примером является класс Shape (фигура), и все классы, которые могут наследоваться от него (квадрат, круг, додекаэдр, неправильный многоугольник, знак и т.д.). В этом примере, каждый класс будет иметь свою собственную функцию Draw() и клиентский Code может выполнять следующие действия:
Shape shape = new Square(); Shape.area() чтобы получить корректное поведение для любой формы. Прелесть полиморфизма в том что Code работает с различными классами и нет необходимости знать Wieой класс его использует, т.к. все они работают по одному принципу. Процесс, используемый Объектно-Ориентированными языками программирования, реализующий динамический полиморфизм, называется динамическим связыванием.
Примечание: Полиморфизм - это возможность выбора более специализированных методов в зависимости от выполнения вызванного ein Objektа. Полиморфизм так же может использоваться без участия Wieих-либо абстрактных классов.
Преимущества:
- Создается Code, используемый повторно: это значит, что если однажды созданы классы, реализованы и протестированы, то они могут быть легко использованы, не заботясь о том, что написано в классе.
- Это обеспечивает более общий и слабосвязанный Code.
- Время компиляции значительно уменьшается, а разработка становится быстрее.
- Динамическое связывание: Один и тот же интерфейс может быть использован для создания методов с различными реализациями.
- Полная реализация может быть заменена с помощью сигнатуры метода.
Переопределение метода для достижения Полиморфизма: Переопределение интерфейсов с двумя методами: Один в родительском классе, а другой в дочернем классе с такими же именами и сигнатурами. Переопределение позволяет определить ту же самую операцию по-разному для разных типов данных Например:
while(it.hasNext()) { Shape s = (Shape) it.next(); totalArea += s.area(dim); //полиморфический вызов метода. Будет вызван правильный ein Objekt. }
![Java. Referenzhandbuch für Interviews – Teil 1. (Übersetzung des Artikels) – 1]()
Перегрузка метода oder Специальный полиморфизм oder статический полиморфизм:
Перегрузка интерфейсов с несколькими методами в том же классе с тем же именем, но с другим телом метода. Перегрузка метода позволяет определить ту же операцию по-разному для различных данных. Какое-то время она называлась статическим полиморфизмом, но на самом деле это не полиморфизм. Перегрузка методов является не более чем двумя методами, с одинаковыми именами, но различными списками аргументов. Она не имеет ничего общего с наследованием и полиморфизмом. Перегруженный метод, это не то же самое, что и переопределенный метод. [Глава первая Java]
Параметрический полиморфизм с использованием дженериков в Java:
При объявлении класса, Name поля можно связать с различными типами и Name метода так же можно ассоциировать с различными параметрами и возвращаемыми типами. Java поддерживает параметрический полиморфизм с использованием дженериков. Примером является список, который может принимать тип данных, содержащих дженереки.
List
list = new ArrayList
();
Почему мы не можем переопределить статический метод в Java?
Переопределение зависит от наличия экземпляра класса. Смысл полиморфизма заключается в том, что вы можете создать подкласс класса и ein Objekt реализует этот подкласс, будет разное поведение одних и тех же методов, определенных в суперклассе (oder переопределенных в подклассе). Статический метод не связан с Wieим-либо экземпляром класса, так что это понятие к нему не применяется. Ранее выдвигались две основные идеи, продвижения разработки на Java, которые повлияли на неё. Одна из них - это отношение к производительности: было много критики со стороны Smalltalk о том, что JVM работала слишком медленно (из-за сбора мусора и полиморфных вызовов, которые были частью этой причины) и разработчики Java были вынуждены исправить это. Другая состояла в том, что целевая аудитория для Java - это были разработчики C++. Вызов статических методов устроен знакомым для программистов C++ образом и работает так же быстро, потому что нет пути вверх по иерархии классов, и чтобы выяснить, Wieой метод нужно вызвать, ты отправляешься прямо в класс и вызываешь указанный метод. [Stack overflow]
Наследование:
Оно включает поведения (т.е. методы) и состояния (т.е. переменные) базового класса в производный класс, таким образом, чтобы они были доступны в этом производном классе. Ключевое преимущество наследования состоит в том, что оно обеспечивает формальный механизм повторного использования Codeа и позволяет избежать дублирования. Унаследованный класс расширяет функциональность Anwendungen, повторно используя родительское поведение и добавляя новую функциональность. Это сделает проектирование плотно связанным, потому что если вы хотите изменить суперкласс, вы должны знать все детали подклассов, чтобы избежать поломки Anwendungen. Это форма повторного использования ПО, когда новый класс (подкласс) создается из уже существующего класса (суперкласса) и расширяет свою функциональность, при этом используя некоторые свойства суперкласса. Итак, если у вас есть класс-родитель, а потом у вас появляется класс-наследник, то наследник наследует все сущности, которыми обладает родитель.
Преимущества:
- Легче повторно использовать Code
- Устанавливается логическое отношение "Является кем-то", Например: Собака является животным.
- Код становится модульным
- Позволяет избегать дублирования
Недостатки:
- Тесная связь: подкласс зависит от реализации родительского класса, что делает Code тесно связанным.
Абстракция:
Абстракция представляет собой разработку класса из условий интерфейсов и их функциональности, не учитывая детали их реализации. Абстрактный класс включает интерфейсы без фактической реализации. Он отделяет реализацию ein Objektа от поведения oder реализации. Абстракция упрощает разработку, скрывая несущественные детали.
Преимущества:
- При использовании абстракции, мы можем выделить ein Objektы, которые могут быть сгруппированы в другой тип.
- Часто изменения свойств oder методов могут быть сгруппированы в отдельный тип, причем главный тип останется без изменений. Это усoderвает принцип Объектно-Ориентированного Анализа и Дизайна - "Код должен быть открыт для расширения, но закрыт для модификации".
- Упрощает представление моделей предметной области.
Различия между абстракцией и инкапсуляцией
Инкапсуляция - это стратегия, используемая в рамках абстракции. Инкапсуляция относится к состоянию ein Objektов - ein Objektы инкапсулируют свое состояние и скрывают его от доступа извне; снаружи пользователи класса могут взаимодействовать с его методами, но не могут получить доступ к составляющим класса напрямую. Таким образом класс абстрагирует детали реализации, относящиеся к его состоянию. Абстракция - это более общий термин; ее так же можно достигнуть путем использования подклассов (среди прочих). Например, список классов в стандартной библиотеке - это абстракция для последовательности элементов, проиндексированных по их позиции, конкретными примерами List'а будут ArrayList oder LinkedList. Код, который взаимодействует со списком абстракций более детален, чем вид используемого списка. [Stack overflow] Абстракция часто невозможна, без скрытия инкапсуляцией деталей, лежащих в основе - если класс предоставляет свое внутреннее состояние, он не может изменить свою внутреннюю работу, и, следовательно, не может абстрагироваться.
Was такое абстрактный класс и абстрактный метод?
В проектировании, вы хотите, чтобы базовый класс представлял только интерфейс для своих производных классов. Это значит, вы не хотите, чтобы кто-нибудь создавал экземпляр ein Objektа этого класса. Вы только хотите, чтобы было приведение к типу (неявное приведение к базовому типу, которое дает вам полиморфное поведение), так что этот интерфейс может быть использован. Это достигается путем указания класса абстрактным, при этом используется ключевое слово abstract. Существуют некоторые ограничения: нельзя создать экземпляр абстрактного класса, следует использовать только тот класс, который реализует абстрактные методы. И обеспечивает полиморфизм. Абстрактный класс может содержать Wie абстрактные методы, так и конкретные методы. В классе, если один метод объявлен абстрактным, класс должен быть объявлен абстрактным. Однако, обратное не всегда верно. Если класс объявлен Wie абстрактный, он может не иметь абстрактных методов в нем. Если метод не обеспечивает фактическую реализацию, но обеспечивает сигнатуру метода, он называется абстрактным методом. Фактическая реализация возлагается на подклассы, которые расширяют абстрактный класс. Абстрактный метод не может быть реализован; только другой класс может наследоваться от него.
Когда используется абстрактный класс?
Абстрактные классы помогают определить некоторые типы поведения по умолчанию и обеспечить подклассам Wieое-то конкретное поведение. Например: List - это интерфейс, в то время Wie AbstractList реализует поведение по умолчанию List'а, который может быть использован Wie есть oder может быть реализован в подклассе, например Wie ArrayList.
Was такое Интерфейс?
Ключевое слово interface перенимает концепцию абстрактного класса дальше, препятствуя реализации любого метода oder функции для всех. Вы можете только объявить метод oder функцию, но не обеспечить реализацию. Класс, который реализует интерфейс, должен обеспечивать фактическую реализацию. Интерфейс является крайне эффективным и широко используемым аспектом в Объектно-Ориентированном проектировании, так Wie он обеспечивает
разделение интерфейса и реализации, и позволяет:
Преимущества интерфейсов:
- Множественное наследование
- Свободные парно-определенные абстракции операций, Wie отдельный тип реализации, могут быть чем угодно: JDBC, JPA, JTA, и т.д.
- Интерфейс программы не реализуется.
- Полиморфизм с динамическим связыванием - выявляет ein Objekt программного интерфейса, не раскрывая его фактической реализации.
- Абстрактный уровень: Проблемы разделения
Unterschied между интерфейсом и абстрактным классом:
- Интерфейс представляет собой соглашение, по которому опрашиваются классы, реализующие интерфейс, Wie они определяют этот интерфейс. Это пустая оболочка с объявлением метода.
- Абстрактный класс определяет некоторое общее поведение и задает подклассу свойство определить редкое oder специфичное поведение для этого класса.
- Методы и члены абстрактного класса могут быть определены с любым типом видимости, в то время Wie все методы интерфейсов должны быть определены Wie public.
- При наследовании от абстрактного класса, дочерний класс должен определить абстрактные методы, в то время Wie интерфейс может расширять другой интерфейс и методы не должны быть определены.
- Дочерний класс может наследоваться только от одного абстрактного (oder любого другого) класса, в то время Wie интерфейс oder класс может наследоваться от нескольких других интерфейсов.
- Дочерний класс может реализовать абстрактные методы с тем же самым oder менее ограниченным уровнем видимости, в то время Wie класс, реализующий интерфейс должен определить методы с тем же уровнем видимости.
- Интерфейс не может содержать конструкторы, в отличии от Абстрактного класса.
- Переменные, объявленные в интерфейсе Java по умолчанию имеют модификатор доступа final. Абстрактный класс может содержать переменные не только с модификатором final.
- Методы интерфейса в Java имеют модификатор доступа public по умолчанию. Абстрактный класс в Java может иметь обычные модификаторы доступа, такие Wie private, protected и т.д.
Композиция:
Возможность многократного использования Codeа может быть достигнута благодаря реализации наследования oder композиции, но композиционный подход к повторному использованию Codeа обеспечивает более сильную инкапсуляцию, чем наследование, потому что изменение back-end класса не должно разрушить Code, который полагается только на front-end класс. Композиция - это методика проектирования для реализации существующих связей в классах. Мы можем использовать наследование Java oder композицию для повторного использования Codeа. Композиция выражает связи между ein Objektами. Например, представьте стул. Стул имеет сиденье. Стул имеет спинку. И имеет набор ножек. Фраза "имеет" подразумевает отношения, где стул владеет чем-либо, oder Wie минимум, он использует другой предмет. Именно такие отношения вида "Имеет" и являются основой для составления композиции.
Преимущества:
| № |
Композиция (иметь) |
Наследование (являться) |
| 1 |
Поддерживает полиморфизм и повторное использование Codeа |
Поддерживает полиморфизм и повторное использование Codeа |
| 2 |
Объект создается во время работы |
Объект создается динамически во время компиляции |
| 3 |
Реализация может быть изменена во время выполнения |
Реализация может быть изменена во время выполнения |
| 4 |
Подкласс не зависит от родительского класса, что способствует ослаблению связей (в частности, в интерфейсе управления) |
Подкласс зависит от реализации родительского класса, поэтому они плотно связаны |
| 5 |
Используется, например, когда в Доме есть Ванная. Некорректно говорить, что Дом - это Ванная. |
Наследование является однонаправленным. Например: Дом это Здание. Но Здание не обязательно является Домом. |
Примечание: Не используйте наследование только для того, чтобы получить возможность повторно использовать Code. Если нет отношения типа "являться" между классами, то нужно использовать композиция для повторного использования Codeа.
Различия между Композицией и Агрегацией в отношениях ein Objektов
Aggregation: Eine Aggregation ist eine Vereinigung, bei der eine Klasse zu einer Sammlung gehört. Er ist Teil des Ganzen in einer Beziehung, in der der Teil ohne das Ganze existieren kann. Das ist eine schwache Beziehung. Es besteht keine zyklische Abhängigkeit. Zum Beispiel: Bestellung und Produkt.
Zusammensetzung: Eine Zusammensetzung ist eine Vereinigung, in der eine Klasse zu einer Sammlung gehört. Es ist ein Teil des Ganzen, wobei der Teil ohne das Ganze nicht existieren kann. Wird das Ganze gelöscht, werden auch alle Teile gelöscht. Diese Beziehung ist stärker. Ein Beispiel wäre: Polygon und Punkte, Bestellung und Bestellvorgang.
Links:
GO TO FULL VERSION