设计模式学习笔记（四）封装、继承、多态、抽象能解决什么问题？

面向对象编程及面向对象编程语言的关键就是理解其四大特性：封装、抽象、继承、多态。

1. 封装（Encapsulation）

所谓封装性，封装也叫做信息隐藏或者数据访问保护。类通过暴露有限的访问接口，授权外部仅能通过类提供的方式（或者叫函数）来访问内部信息或者数据。

从Java Entity 类的结构上分析，类的成员变量都有get/set方法，而类变量本身都是private私有的。外部仅能通过 set/get 公共方法去操作成员变量，属性不能被直接修改，避免了数据不一致的问题发生。这里也就将该属性的方法和业务细节做了隐藏，使用者不需要了解详细的业务逻辑，只需要根据方法名就知道该方法的作用从而去调用即可。

2. 抽象（Abstraction）

抽象讲的是如何隐藏方法的具体实现，让调用者只需要关心方法提供了哪些功能，并不需要知道这些功能是如何实现的。

Java 中的使用接口类（ interface 关键字语法）或者抽象类（ abstract 关键字语法）这两种语法机制，来实现抽象这一特性。

举例说，类A是一个interface修饰的接口类，有个save()方法，类B是个普通类，它实现了类A以及重写了save() 方法。

这里我们利用 Java 中的 interface 接口语法来实现抽象特性。调用者在使用save()方法的时候，只需要了解类A这个接口类暴露了哪些方法就可以了，不需要去查看 PictureStorage 类里的具体实现逻辑。

抽象作为一个非常宽泛的设计思想，在代码设计中，起到非常重要的指导作用。很多设计原则都体现了抽象这种设计思想，比如基于接口而非实现编程、开闭原则（对扩展开放、对修改关闭）、代码解耦（降低代码的耦合性）等。

换一个角度来考虑，我们在定义（或者叫命名）类的方法的时候，也要有抽象思维，不要在方法定义中，暴露太多的实现细节，以保证在某个时间点需要改变方法的实现逻辑的时候，不用去修改其定义

3. 继承（Inheritance）

继承是用来表示类之间的is-a 关系，比如猫是一种哺乳动物。从继承关系上来讲，继承可以分为两种模式，单继承和多继承。单继承表示一个子类只继承一个父类，多继承表示一个子类可以继承多个父类，比如猫既是哺乳动物，又是爬行动物。

编程语言提供特殊的语法机制来支持继承的特性，比如 Java 使用extends 关键字来实现继承，C++ 使用冒号（class B : public A），Python 使用paraentheses()，Ruby 使用 <。不过，有些编程语言只支持单继承，不支持多重继承，比如 Java、PHP、C#、Ruby 等，而有些编程语言既支持单重继承，也支持多重继承，比如C++、Python、Perl 等。

继承最大的一个好处就是代码复用。假如两个类有一些相同的属性和方法，我们就可以将这些相同的部分，抽取到父类中，让两个子类继承父类。这样，两个子类就可以重用父类中的代码，避免代码重复写多遍。

4. 多态（Polymorphism）

多态是指，子类可以替换父类，在实际的代码运行过程中，调用子类的方法实现。

例如：类B继承类A，并重写类A中的方法；此时，类A为父类，类B为子类。

多态这种特性也需要编程语言提供特殊的语法机制来实现。

第一个语法机制是编程语言要支持父类对象可以引用子类对象，也就是 B b = new A() ;
第二个语法机制是编程语言要支持继承，也就是类B能使用类似 "extends B" 的语法；
第三个语法机制是编程语言要支持子类可以重写（override）父类中的方法。

对于多态特性的实现方式，除了利用“继承加方法重写”这种实现方式之外，我们还有其他两种比较常见的的实现方式，一个是利用接口类语法，另一个是利用 duck-typing 语法。不过，并不是每种编程语言都支持接口类或者 duck-typing 这两种语法机制，比如 C++就不支持接口类语法，而 duck-typing 只有一些动态语言才支持，比如 Python、JavaScript 等。

什么是 duck-typing 语法？

只要两个类具有相同的方法，就可以实现多态，并不要求两个类之间有任何关系，这就是所谓的 duck-typing，是一些动态语言所特有的语法机制。而像 Java 这样的静态语言，通过继承实现多态特性，必须要求两个类之间有继承关系，通过接口实现多态特性，类必须实现对应的接口。

多态的意义：多态特性能提高代码的可扩展性和复用性。