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OC温故:类的三大特性(封装,继承,多态)

2014-12-11 17:46 编辑: z_zombie 分类:iOS开发 来源:jiangwei0910410003的专栏

原文标题:OC学习篇之---类的三大特性(封装,继承,多态)

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,这个也是介绍类的时候,必须提到的话题,那么今天就来看一下OC中类的三大特性:

一、封装

封装就是对类中的一些字段,方法进行保护,不被外界所访问到,有一种权限的控制功能,Java中有四种访问权限修饰符:

public,default,protected,private

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,可以通过修饰符来完成,这就是封装,下面来看一个例子吧:

Car.h

//  Car.h  
//  05_ObjectDemo  
//  
//  Created by jiangwei on 14-10-11.  
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.  
//  
  
#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,这个和Java中是相同的  
@public  
    float _capcity; //油量属性  
}  
  
- (void)run:(float)t;  
  
@end

这里我们可以看到,OC中也是有四种访问权限修饰符:

@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,这个和Java有很大的区别,一般都是公开访问的,即public的,但是我们怎么做到让OC中的一个方法不能被外界访问呢?

OC中是这么做的,如果想让一个方法不被外界访问的话,只需要在.m文件中实现这个方法,不要在头文件中进行定义,说白了就是:该方法有实现,没定义,这样外界在导入头文件的时候,是没有这个方法的,但是这个方法我们可以在自己的.m文件中进行使用。

为什么要介绍这点知识呢?因为在后面我们会说到单利模式,到时候就会用到这个知识点了。

二、继承

继承是类中的一个重要的特性,他的出现使得我们没必要别写重复的代码,可重用性很高。当然OC中的继承和Java中是一样的,没多大区别,这里在看一个例子吧:

首先来看一下父类:Car

Car.h

//  
//  Car.h  
//  06_ExtendDemo  
//  
//  Created by jiangwei on 14-10-11.  
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.  
//  
  
#import   
  
@interface Car : NSObject{  
    NSString *_brand;  
    NSString *_color;  
}  
  
- (void)setBrand:(NSString *)brand;  
- (void)setColor:(NSString *)color;  
- (void)brake;  
- (void)quicken;  
  
@end

在Car类中定义了两个属性,以及一些方法

Car.m

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//  Car.m  
//  06_ExtendDemo  
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//  Created by jiangwei on 14-10-11.  
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.  
//  
  
#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

方法的实现

在来看一下子类:

Taxi.h

//  
//  Taxi.h  
//  06_ExtendDemo  
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//  Created by jiangwei on 14-10-11.  
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.  
//  
  
#import "Car.h"  
  
@interface Taxi : Car{  
    NSString *_company;//所属公司  
}  
  
//打印发票  
- (void)printTick;  
  
@end

看到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

Taxi.m

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//  Taxi.m  
//  06_ExtendDemo  
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//  Created by jiangwei on 14-10-11.  
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.  
//  
  
#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.h

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//  Truck.h  
//  06_ExtendDemo  
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//  Created by jiangwei on 14-10-11.  
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.  
//  
  
#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。

Truck.m

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//  Truck.m  
//  06_ExtendDemo  
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//  Created by jiangwei on 14-10-11.  
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.  
//  
  
#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。

好了,继承就说这么多了,其实封装和继承两个特性没什么难度的,很容易理解的,下面在来看一下最后一个特性:多态

三、多态

多态对于面向对象思想来说,个人感觉是真的很重要,他对以后的编写代码的优雅方式也是起到很重要的作用,其实现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,不多说了,直接看例子吧:

打印机的例子

抽象的打印机类Printer

Printer.h

//  
//  Printer.h  
//  07_DynamicDemo  
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//  Created by jiangwei on 14-10-11.  
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.  
//  
  
#import   
  
@interface Printer : NSObject  
  
- (void) print;  
  
@end

就是一个简单的方法print

Printer.m

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//  Printer.m  
//  07_DynamicDemo  
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//  Created by jiangwei on 14-10-11.  
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.  
//  
  
#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.h

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//  ColorPrinter.h  
//  07_DynamicDemo  
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//  Created by jiangwei on 14-10-11.  
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.  
//  
  
#import "Printer.h"  
  
//修改父类的打印行为  
@interface ColorPrinter : Printer  
- (void)print;  
@end

ColorPrinter.m

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//  ColorPrinter.m  
//  07_DynamicDemo  
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//  Created by jiangwei on 14-10-11.  
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.  
//  
  
#import "ColorPrinter.h"  
  
@implementation ColorPrinter  
  
- (void)print{  
    NSLog(@"彩色打印机");  
}  
  
@end

在看一下另外一个子类

BlackPrinter.h

BlackPrinter.m
//  
//  BlackPrinter.m  
//  07_DynamicDemo  
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//  Created by jiangwei on 14-10-11.  
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.  
//  
  
#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.h 

Person.m
//  
//  Person.m  
//  07_DynamicDemo  
//  
//  Created by jiangwei on 14-10-11.  
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.  
//  
  
#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:

main.m

//  
//  main.m  
//  07_DynamicDemo  
//  
//  Created by jiangwei on 14-10-11.  
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.  
//  
  
#import   
  
#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;  
}

下面就来详细讲解一下多态的好处

上面的例子是一个彩色打印机和黑白打印机这两种打印机,然后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(代码中注释的部分)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

这种设计就不好了,为什么呢?假如现在又有一种打印机,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,那么后续如果在添加新的打印机呢?还在添加方法吗?那么Person.h文件就会变得很臃肿。所以这时候多态就体现到好处了,使用父类类型,在Person.h中定义一个方法就可以了:

- (void) doPrint:(Printer *)printer;

这里看到了,这个方法的参数类型就是父类的类型,这就是多态,定义类型为父类类型,实际类型为子类类型

- (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,但是实际类型是子类类型,所以会调用他们自己对应的print方法。

从上面的例子中我们就可以看到多态的特新很是重要,当然也是三大特性中比较难理解的,但是在coding的过程中,用多了就自然理解了,没必要去刻意的理解。

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