# 物件導向(Object-oriented programming)
物件導向(Object-oriented programming,OOP)是程式開發的抽象方針，將物件作為程式的基本單元，將程式和資料封裝其中，以提高軟體的重用性、靈活性和擴充性。
JAVA是重要的物件導向程式語言之一，所以在開始學習資料結構、演算法之前，我們需要先懂物件導向的概念，後面才會比較好理解 **"為什麼要這麼寫?"**。
## 類別(class)
建立物件的藍圖，描述了所建立的物件共同的特性和方法。
可能包括：
- 屬性：需要記憶的資訊。
- 方法：能夠提供的服務。
- 建構子：程式執行時第一個去執行的方法，常用於設定程式的初始狀態。
## 物件(object)
是一個記憶體位址，其中擁有值，這個位址可能有標識符指向此處。可以是一個變數，一個資料結構，或是一個函式。**物件是某一個類別的實例。**
講得明白一點就是，物件是實體的，由定義好的類別去建立一個物件。
可能包括：
- 屬性：需要記憶的資訊
- 方法：能夠提供的服務
舉個例子來說的話，可以把**學生** Student 當作一個類別，學生具有學號、姓名、科系這些是類別的屬性，有一個方法 getStudentInfo() 回傳學生的資訊。
```java=
class Student {
/* 屬性 */
public int studentID;
public String name;
public String major;
/* 建構子 */
public Student(int id, String name, String major) {
this.studentID = id;
this.name = name;
this.major = major;
}
/* 方法 */
public String getStudentInfo() {
return "學號:"+studentID+",姓名:"+name+",主修:"+major;
}
}
```
有了學生這個類別之後，可以產出很多學生資料，每個學生都是物件，每一個物件是獨立的個體，彼此互不影響。
```java=
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student s_one; // 物件宣告
s_one = new Student(1,"王小明","資訊工程"); // 物件建構
Student s_two = new Student(2,"陳小","資訊管理");
Student s_thr = new Student(3,"李小仁","應用英語");
s_one.getStudentInfo(); // 學號:1,姓名:王小明,主修:資訊工程
}
}
```
## 物件導向的三大特性
物件導向的三大特性包括：封裝、繼承、多形。
### 封裝(Encapsulation)
一個抽象(abstract)的概念，就是將物件內部的內容隱藏起來，只能透過物件本身提供的介面去取得內部屬性或方法，只需要理解外在，不需要理解內部的構造。
比如我們使用微波爐只要會操作就可以，不需要去理解微波爐裡面的構造；再比如剛剛舉的學生類別的例子，我們可以透過 getStudentInfo() 去取得學生資訊，但不需要知道它是如何取得的。
### 繼承(Inheritance)
繼承者可以繼承被繼承者的屬性和方法，也能新增自己特有的屬性和方法。
假設有一個 人類 的類別，那麼學生、老師、醫生都是人類，都有名字、年齡、性別，所以不需要再把相同的內容重新宣告一遍。
```java=
class Person {
public String name;
public int age;
public String sex;
public Person(String name, int age, String sex) {
this.name = name;
this.age = age;
this.sex = sex;
}
public String getPersonInfo() {
return "姓名:"+name+",年齡:"+age+",性別:"+sex;
}
}
class Student extends Person {
// 繼承了 Person的屬性和方法
public int studentID;
public Student() {
super();
}
// 定義建構方法
public Student(int studentID, String name, int age, String sex) {
super(name, age, sex);
this.studentID = studentID;
}
}
class Teacher extends Person {
// 繼承了 Person的屬性和方法
public int teacherID;
public Teacher() {
super();
}
// 定義建構方法
public Teacher(int teacherID, String name, int age, String sex) {
super(name, age, sex);
this.teacherID = teacherID;
}
public void setTeacherID(int teacherID) {
this.teacherID = teacherID;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Person people1 = new Person("王小明",19,"男");
System.out.println(people1.getPersonInfo());
// 姓名:王小明,年齡:19,性別:男
Teacher teacher1 = new Teacher(1,"王小明",19,"男");
System.out.println(teacher1.teacherID + " " + teacher1.getPersonInfo());
// 1 姓名:王小明,年齡:19,性別:男
teacher1.setTeacherID(3);
System.out.println(teacher1.teacherID + " " + teacher1.getPersonInfo());
// 3 姓名:王小明,年齡:19,性別:男
Teacher teacher2 = new Teacher();
System.out.println(teacher2.teacherID + " " + teacher2.getPersonInfo());
// 0 姓名:null,年齡:0,性別:null
teacher2.setTeacherID(4);
System.out.println(teacher2.teacherID + " " + teacher2.getPersonInfo());
// 4 姓名:null,年齡:0,性別:null
}
}
```
### 多形
父類別可透過子類別衍伸成多種型態，而父類別為子類別的通用型態，比如 Student 跟 Teacher 繼承 Person 類別
多形還包括 Overloading 和 Overriding
#### 多載(Overloading)
有多個相同名稱的方法，但是傳入不同的參數就會執行不同的敘述。比如：
```java=
public int indexOf(int ch)
public int indexOf(int ch, int fromIndex)
public int indexOf(String str)
public int indexOf(String str, int fromIndex)
```
以前面的例子接續演示 Overloading
```java=
class Person {
public String name;
public int age;
public String sex;
public Person() {
}
public Person(String name, int age, String sex) {
this.name = name;
this.age = age;
this.sex = sex;
}
public void getInfo(String name, int age, String sex) {
System.out.println("姓名:"+name+", 年齡:"+age+", 性別:"+sex);
}
}
class Student extends Person {
public int studentID;
public Student() {
super();
}
public Student(int studentID, String name, int age, String sex) {
super(name, age, sex);
this.studentID = studentID;
}
// Overloading
public void getInfo(int studentID, String name, int age, String sex) {
System.out.println("學號:"+studentID+", 姓名:"+name+", 年齡:"+age+", 性別:"+sex);
}
}
class Teacher extends Person {
public int teacherID;
public Teacher() {
super();
}
public Teacher(int teacherID, String name, int age, String sex) {
super(name, age, sex);
this.teacherID = teacherID;
}
// Overloading
public void getInfo(int teacherID, String name, int age, String sex) {
System.out.println("教師編號:"+teacherID+", 姓名:"+name+", 年齡:"+age+", 性別:"+sex);
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Person people1 = new Person();
Student student1 = new Student();
Teacher teacher1 = new Teacher();
people1.getInfo("王小明",19,"男");
student1.getInfo(1,"陳欣",20,"女");
teacher1.getInfo(1,"李小仁",25,"男");
}
}
```
output
```java=
姓名:王小明, 年齡:19, 性別:男
學號:1, 姓名:陳欣, 年齡:20, 性別:女
教師編號:1, 姓名:李小仁, 年齡:25, 性別:男
```
#### 覆寫(Overriding)
子類別可以覆寫父類別的方法內容，使其擁有不同於父類別的行為。
```java=
class Person {
public String name;
public int age;
public String sex;
public Person(String name, int age, String sex) {
this.name = name;
this.age = age;
this.sex = sex;
}
public String getPersonInfo() {
return "姓名:"+name+",年齡:"+age+",性別:"+sex;
}
public void say() {
System.out.println("我是人!");
}
}
class Student extends Person {
public int studentID;
public Student(int studentID, String name, int age, String sex) {
super(name, age, sex);
this.studentID = studentID;
}
public void say() { // Overriding
System.out.println("我是學生!");
}
}
class Teacher extends Person {
public int teacherID;
public Teacher() {
super();
}
public Teacher(int teacherID, String name, int age, String sex) {
super(name, age, sex);
this.teacherID = teacherID;
}
public void say() { // Overriding
System.out.println("我是老師!");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Person people1 = new Person("王小明",19,"男");
Student student1 = new Student(1,"陳欣",20,"女");
Teacher teacher1 = new Teacher(1,"李小仁",25,"男");
people1.say();
student1.say();
teacher1.say();
}
}
```
output
```java=
我是人!
我是學生!
我是老師!
```
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