Object Oriented物件導向-3:封裝(Encapsulation)、繼承(Inheritance)與多型(polymorphism)

本文

1、封裝(Encapsulation)

大話設計模式：每個物件都包含它進行操作所需要的所有資訊，這個特性稱為封裝，因此物件不必依賴其他物件來完成自己的操作。封裝的優點
一、良好的封裝能夠減少耦合。
二、類別內部的實現可以自由地修改，並不會影響使用者。
三、類別具有清晰的對外界面。

這麼說封裝好像有點抽象，拿現實生活中的舉例就是：
當我們按下鍵盤A的時候，螢幕上會顯示A，但我們不必知道電腦背後是怎麼運作，就可以使用它。

程式的舉例：個人寫程式到目前以來最常使用的C#判斷式，用來檢查字串是否為空。

var test= "This is string"; //一個測試用字串
string.IsNullOrEmpty(test); //檢查字串是否為Null或是空
//我們不必知道IsNullOrEmpty這個方法是如何實作的，
//但我們知道它會幫我們判斷字串是否為Null或是空，並回傳true or false。

2、繼承(Inheritance)

以下取自大話設計模式：

物件的繼承代表了一種 “is-a” 的關係，如果兩個物件 A 和 B，可以描述為『B是A』，則表明了B可以繼承A。Ex:特斯拉是車子、貓是哺乳類動物。
繼承者可以理解為對被繼承者的特殊化，因為他除了具備繼承者的特性外，還具備自己獨有的個性。Ex：特斯拉消耗能源是靠電能相較於傳統汽車使用汽油、貓擁有爬高爬樹等能力將較於傳統哺乳類動物沒有的技能。
繼承定義了類別如何相互關聯共用特性。
子類別不但繼承父類別所有特性，還可以定義新的特性。

如果子類別繼承於父類別：

一、子類別擁有父類別非 private 的屬性和功能。
二、子類別具有自己的屬性和功能 => 子類別可以擴展父類別的所有特性。
三、子類別還可以用自己的方式實現父類別 => 方法重寫。

//產生一個汽車的類別，有一個方向盤、四個輪子。
public class 汽車
{
    protected int 輪子 = 4;
    protected int 方向盤 = 1;
}

//產生一個特斯拉類別繼承汽車
public class 特斯拉 : 汽車
{
    public string 特斯拉輪子()
    {
        return "特斯拉有" + 輪子 + "個輪子";
    }

    public string 特斯拉方向盤()
    {
        return "特斯拉有" + 方向盤 + "個方向盤";
    }
}

private static void Main(string[] args)
{
    特斯拉 Tesla = new 特斯拉();
    Console.WriteLine(Tesla.特斯拉輪子());
    Console.WriteLine(Tesla.特斯拉方向盤());
}

繼承的優點：

繼承可以將子類別共用的部分都放在父類別，這可以讓程式得到了共用，避免重複。
可以使得修改或擴展繼承而來的實現都較為容易。

繼承的缺點：

父類別一旦有變動，子類別就必須跟著改變。
繼承會破壞封裝、父類別實現的細節暴露給子類別。
繼承是一種類別與類別『強耦合』的關係。

所以繼承請『不要用』或『謹慎使用』。

3、多型(polymorphism)

大話設計模式：多型表示不同的物件可以執行相同的動作，但要透過他們自己的實現程式碼來執行。

注意事項：

一、子類別以父類別的身分出現。
二、子類別在工作時以自己的方式來實現。
三、子類別以父類別的身分出現時，子類別特有的屬性和方法不能使用。

使用方法：

為了使子類別的實體完全接替來自父類別的類別成員，父雷別必須將該成員宣告為虛擬(virtual)。
子類別可以透過 override 將父類別的實現替換為他自己的實現，這就是方法重寫 Override。

//產生一個汽車的類別，有基本啟動方式、跟時速。
public class 汽車
{
	public virtual string 啟動方式()
    {
        return "汽油";
    }
	
	public virtual string 時速()
    {
        return "100";
    }
}

//產生一個特斯拉類別繼承汽車並且重寫啟動方式跟時速方法。
public class 特斯拉 : 汽車
{
	
	public override string 啟動方式()
    {
        return "電能";
    }
	
	public override string 時速()
    {
        return "300";
    }
}

private static void Main(string[] args)
{
    汽車 car = new 汽車();
    Console.WriteLine("汽車啟動方式:" + car.啟動方式());
    Console.WriteLine("汽車時速:" + car.時速());

    特斯拉 Tesla = new 特斯拉();
    Console.WriteLine("特斯拉啟動方式:" + Tesla.啟動方式());
    Console.WriteLine("特斯拉時速:" + Tesla.時速());
}

多型注意事項：

多型的原理是當方法被調用時，無論物件是否被轉換為其父類別，都只有位於物件繼承鍊的最末端的方法實現會被調用。
換句話說，虛擬方法是按照其執行時的類型，而非編譯時類型進行動態細節調用。

參考連結

大話設計模式

封裝

繼承

多型