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「Objective-C基础」三大特性:封装、继承、多态

「Objective-C基础」三大特性:封装、继承、多态

作者: 无忌不悔 | 来源:发表于2017-08-08 18:33 被阅读77次

    我们都知道,面向对象程序设计中的类有三大特性:继承,封装,多态,这三大特性是学习类的时候,必须理解的问题,既是基础,更该给予重视。

    一、封装(Encapsulation)

    封装就是对类中的一些字段、方法进行保护,不被外界访问到,有一种权限的控制能力,Java中有四种访问权限修饰符:public、default、protected、private,它们的访问权限依次递减,这样我们在定义类的时候,哪些字段和方法不想暴露出去,哪些字段和方法可以暴露,可以通过不同修饰符来区分,这就是封装。

    举例说明:

    
    #import   
    
      
    
    @interface Car : NSObject {  
    
    // 这个属性就是对外进行保密的相当于private,所以我们需要在外部访问的话,必须定义get/set方法  
    
    // 默认的是private的,但是我们可以使用@public设置为public属性的,那么在外部可以直接访问:
    
    person->capcity = 2.8;  
    
     // 当然我们一般不这么使用,因为这会破坏封装性,这种用法相当于C中的结构体中权限  
    
     // 一共四种:@public,@protected,@private,@package,权限依次递减,这个和Java中是相同的  
    
    @public  
    
        float _capcity; //油量属性  
    
    }  
    
    - (void)run;  
    
    @end
    
    

    这里我们可以看到,OC中也有四种权限修饰符:@public、@protected、@private、@package

    其中默认的修饰符是@private。

    但是这里要注意的是,OC中的方法是没有修饰符的概念的,这与其它语言有所区别,一般都是公开访问的,即public的。在OC中,若需要做到让一个方法不能被外界访问,只需要在.m文件中实现这个方法,不要在图文件中进行定义,简言之,就是该方法有实现而没有定义,这样外界在倒入头文件的时候,是没有这个方法的,这个方法只可以在自己的.m文件中使用。

    二、继承

    继承是类中的一个重要特性,其作用在于避免写重复的代码,可重用性很高,继承的目的是为了减少代码的冗余,还是DRY原则(don`t repeat yourself)。

    在Car.h中,在Car类中定义了两个属性,以及一些方法:

    
    #import   
    
      
    
    @interface Car : NSObject{  
    
        NSString *_brand;  
    
        NSString *_color;  
    
    }  
    
      
    
    - (void)setBrand:(NSString *)brand;  
    
    - (void)setColor:(NSString *)color;  
    
    - (void)brake;  
    
    - (void)quicken;  
    
    
    
    @end
    
    

    在Car.m方法中:

    
    #import "Car.h"  
    
      
    
    @implementation Car  
    
    - (void)setBrand:(NSString *)brand{  
    
        _brand = brand;  
    
    }  
    
    - (void)setColor:(NSString *)color{  
    
        _color = color;  
    
    }  
    
    - (void)brake{  
    
        NSLog(@"刹车");  
    
    }  
    
    - (void)quicken{  
    
        NSLog(@"加速");  
    
    }  
    
    @end
    
    

    在其子类Taxi中,我们可以对Car的方法进行继承。

    Taxi.h文件中:

    
    #import "Car.h"  
    
      
    
    @interface Taxi : Car{  
    
        NSString *_company;//所属公司  
    
    }  
    
      
    
    //打印发票  
    
    - (void)printTick;  
    
      
    
    @end
    
    

    Taxi类继承了父类Car,这里需要导入父类的头文件,然后在Taxi类中多了一个属性和方法,与父类一致的方法则继承或改写。

    Taxi.m文件中:

    
    #import "Taxi.h"  
    
    @implementation Taxi  
    
    
    
    - (void)printTick{  
    
        [super brake];  
    
        [self brake];  
    
        NSLog(@"%@出租车打印了发票,公司为:%@,颜色为:%@",_brand,_company,_color);  
    
    }  
    
    
    
    @end
    
    

    对方法的实现,这里我们看到实现文件中是不需要导入父类Car的头文件的,因为可以认为,Taxi.h头文件中已经包含了Car的头文件了。而且,这里可以使用super关键字来调用父类的方法,同时这里我们也是可以用self关键字来调用,这里看到其实这两种方式调用的效果是一样的,当我们在子类重新实现brake方法的时候(Java中的重写概念),那么这时候super关键字调用的还是父类的方法,而self调用的就是重写之后的brake方法了。同样,我们也是可以使用父类中的属性。

    再看一下另外一个子类Truck:

    在Truck.h中:

    
    #import "Car.h"  
    
    //卡车类继承Car  
    
    @interface Truck : Car{  
    
        float _maxWeight;//最大载货量  
    
    }  
    
      
    
    //覆盖父类的方法brake  
    
    //优先调用子类的方法  
    
    - (void)brake;  
    
      
    
    - (void)unload;  
    
      
    
    @end
    
    

    这里就自己定义了一个brake方法,这时候就会覆盖父类中的brake方法了。

    在Truck.m中:

    
    
    
    #import "Truck.h"  
    
      
    
    @implementation Truck  
    
      
    
    - (void)brake{  
    
        [super brake];  
    
        NSLog(@"Truck类中的brake方法");  
    
    }  
    
      
    
    - (void)unload{  
    
        [super brake];//调用父类的方法  
    
        [self brake];//也是可以的  
    
        NSLog(@"%@的卡车卸货了,载货量:%.2f,汽车的颜色:%@",_brand,_maxWeight,_color);  
    
    }  
    
      
    
    @end
    
    

    这里就可以看到,我们会在brake方法中调用一下父类的brake方法,然后在实现我们自己的逻辑代码。

    三、多态

    多态对于面向对象来说,个人感觉真的很重要,其对于编写代码的优雅方式也起到了很重要的作用。在很多设计模式中大部分都是用到了多态的特性,Java中的多态特性用起来很是方便的,但是C++中就很难用了,其实多态说白了就是:定义类型和实际类型,一般是基于接口的形式实现的。

    以打印机为例:

    写一个抽象的打印机类Printer,

    Printer.h:

    
    #import   
    
      
    
    @interface Printer : NSObject  
    
      
    
    - (void) print;  
    
      
    
    @end
    
    

    Printer.m:

    
    
    #import "Printer.h"  
    
      
    
    @implementation Printer  
    
      
    
    - (void)print{  
    
        NSLog(@"打印机打印纸张");  
    
    }  
    
      
    
    @end
    
    
    
    
    

    实现也是很简单的,下面来看一下具体的子类ColorPrinter:

    ColorPrinter.h:

    
    
    #import "Printer.h"  
    
      
    
    //修改父类的打印行为  
    
    @interface ColorPrinter : Printer  
    
    - (void)print;  
    
    @end
    
    ColorPrinter.m
    
    

    ColorPrinter.m:

    
    
    #import "ColorPrinter.h"  
    
      
    
    @implementation ColorPrinter  
    
      
    
    - (void)print{  
    
        NSLog(@"彩色打印机");  
    
    }  
    
      
    
    @end
    
    

    再看一下另一个子类:

    BlackPrinter.m:

    
    #import "BlackPrinter.h"  
    
      
    
    @implementation BlackPrinter  
    
      
    
    - (void)print{  
    
        NSLog(@"黑白打印机");  
    
    }  
    
      
    
    @end
    
    

    这里我们在定义一个Person类,用来操作具体的打印机。

    Person.m:

    
    #import "Person.h"  
    
      
    
    @implementation Person  
    
      
    
    /* 
    
    - (void) printWithColor:(ColorPrinter *)colorPrint{ 
    
        [colorPrint print]; 
    
    } 
    
     
    
    - (void) printWithBlack:(BlackPrinter *)blackPrint{ 
    
        [blackPrint print]; 
    
    } 
    
     */  
    
      
    
    - (void) doPrint:(Printer *)printer{  
    
        [printer print];  
    
    }  
    
      
    
    @end
    
    

    再来看一下测试代码:

    Person.h:

    
    #import "Person.h"  
    
      
    
    @implementation Person  
    
      
    
    /* 
    
    - (void) printWithColor:(ColorPrinter *)colorPrint{ 
    
        [colorPrint print]; 
    
    } 
    
     
    
    - (void) printWithBlack:(BlackPrinter *)blackPrint{ 
    
        [blackPrint print]; 
    
    } 
    
     */  
    
      
    
    - (void) doPrint:(Printer *)printer{  
    
        [printer print];  
    
    }  
    
      
    
    @end
    
    

    Person.m:

    
    #import "Person.h"  
    
    #import "BlackPrinter.h"  
    
    #import "ColorPrinter.h"  
    
      
    
    int main(int argc, const charchar * argv[]) {  
    
        @autoreleasepool {  
    
            Person *person =[[Person alloc] init];  
    
            ColorPrinter *colorPrint = [[ColorPrinter alloc] init];  
    
            BlackPrinter *blackPrint = [[BlackPrinter alloc] init];  
    
            //多态的定义  
    
            /* 
    
            Printer *p1 = [[ColorPrinter alloc] init]; 
    
            Printer *p2 = [[BlackPrinter alloc] init]; 
    
            [person doPrint:p1]; 
    
            [person doPrint:p2]; 
    
             */  
    
            //通过控制台输入的命令来控制使用哪个打印机  
    
            int cmd;  
    
            do{  
    
                scanf("%d",&cmd);  
    
                if(cmd == 1){  
    
                    [person doPrint:colorPrint];  
    
                }else if(cmd == 2){  
    
                    [person doPrint:blackPrint];  
    
                }  
    
            }while (1);           
    
        }  
    
        return 0;  
    
    }
    
    

    下面就来详细讨论一下多态的好处,以上例子中一个彩色打印机和黑白打印机,Person类中有一个操作打印的方法,当然这个方法是需要打印机对象的,如果不用多态机制实现的话(Person.h中注释的代码部分),就是给两种打印机单独定义个操作的方法,然后在Person.m(代码注释的部分)中用具体的打印机对象进行操作,在main.m文件中,我们看到,当person需要使用哪个打印机的时候,就去调用指定的方法:

    
    [person printWithBlack:blackPrint];//调用黑白打印机  
    
    [person printWithColor:colorPrint];//调用彩色打印机
    
    

    假如现在又需要另一种打印机 ,那么我们还需要在Person.h中定义一种操作这种打印机的方法,那么后续如果添加新的打印机呢?还要继续添加方法吗?那么Person.h文件就会变得臃肿。所以此时多态就体现了优势,使用父类类型,在Person.h中定义一个方法- (void) doPrint:(Printer *)printer;就可以了。这里可以看出,这个方法的参数类型就是父类类型,实际类型为子类类型,其方法体为:

    
    - (void) doPrint:(Printer *)printer{  
    
        [printer print];  
    
    }
    
    

    这里调用print方法,就是传递进来的实际类型的print方法。

    
    
    Printer *p1 = [[ColorPrinter alloc] init];  
    
    Printer *p2 = [[BlackPrinter alloc] init];  
    
              
    
    [person doPrint:p1];  
    
    [person doPrint:p2];
    
    

    这里的p1,p2表面上的类型是printer,但实际类型是子类类型,所以调用他们自己对应的print方法。

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