Dart 中的封装 继承 多态

VUE2024-11-24 18:00

1. 封装

1.1 概念

封装是面向对象编程中的一个基本概念，它的主要目的是将对象的状态（数据）和行为（方法）组合 在一起，并隐藏对象的内部实现细节，只暴露必要的接口给外部使用。

1.2 封装的特点

  1. 隐藏实现细节 ：封装允许类的内部属性和方法隐藏起来，外部代码无法直接访问这些私有数据。
  2. 控制访问：通过公共方法（通常称为 getter 和 setter），外部代码可以安全地访问或修改内部数据。
  3. 提高安全性：封装防止外部代码随意修改对象的状态，从而保护数据的完整性和安全性。

1.3 实现

1.3.1 使用私有变量

在 Dart 中，私有变量通过在变量名前加下划线（_）来定义。这样，只有定义该变量的类内部可以访问它。

dart 复制代码 
class BankAccount {
  String _accountNumber; // 私有变量
  double _balance;       // 私有变量

  BankAccount(this._accountNumber, this._balance);

  // 公共方法，用于存款
  void deposit(double amount) {
    if (amount > 0) {
      _balance += amount;
    }
  }

  // 公共方法，用于取款
  bool withdraw(double amount) {
    if (amount > 0 && amount <= _balance) {
      _balance -= amount;
      return true;
    }
    return false;
  }

  // 公共方法，用于查询余额
  double get balance => _balance; // 只读属性
}

1.3.2. 使用 Getter 和 Setter

Dart 提供了 getter 和 setter 方法，以便访问和修改私有属性。

dart 复制代码 
class Person {
  String _name; // 私有变量

  Person(this._name);

  // Getter 方法
  String get name => _name;

  // Setter 方法
  set name(String newName) {
    if (newName.isNotEmpty) {
      _name = newName;
    }
  }
}

1.4 总结

封装是 Dart 和其他面向对象语言中的一个重要特性，它通过隐藏类的内部实现，控制外部对数据的访问，增强了代码的安全性和可维护性。通过使用私有变量和公共方法，我们可以有效地管理对象的状态和行为，使代码更加整洁和易于理解。

2. 继承

2.1 继承的概念

继承 是面向对象编程（OOP）中的一个重要特性，允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。

通过继承，子类可以复用父类的代码，同时可以根据需要对父类的行为进行扩展或修改。

在 Dart 中，继承是通过 extends 关键字来实现的。子类继承父类后，能够访问父类的公共成员（字段和方法）。

同时，Dart 支持单继承 ，即一个类只能继承一个父类，但可以通过 混入（mixins）来实现多个类的特性。

2.2 单继承

单继承:这种类型的继承中，一个类只能从一个类继承。在 Dart 中，我们一次只能扩展一个类。

dart 复制代码 
class Car {
  String? color;
  String? name;
}

// 特斯拉 继承 car 父类
class Tesla extends Car {
  void show() {
    print('颜色:$color, 品牌:$name');
  }
}

void main(List<String> args) {
  Tesla tesla = Tesla();
  tesla.color = '白色';
  tesla.name = '特斯拉';
  tesla.show(); // 颜色:白色, 品牌:特斯拉
}

2.3 多继承

多继承: 在这种类型的继承中，一个类可以从另一个类继承，而该类也可以从另一个类继承。在 Dart 中，我们可以从另一个类扩展一个类，而该类已经从另一个类扩展。

dart 复制代码 
class Car {
  String? color;
  String? name;
}

// 特斯拉 继承 car 父类
class Tesla extends Car {
  String? price;
  void show() {
    print('颜色:$color, 品牌:$name');
  }
}

// model3 继承 特斯拉 父类
class Model3 extends Tesla {
  void show() {
    // 调用父类中的方法
    super.show();
    print('价格:$price');
  }
}

void main(List<String> args) {
  Tesla tesla = Tesla();
  tesla.color = '白色';
  tesla.name = '特斯拉';
  tesla.show(); // 颜色:白色, 品牌:特斯拉

  Model3 model3 = Model3();
  model3.color = '红色';
  model3.name = 'model3';
  model3.price = '10000';
  model3.show(); // 颜色:红色, 品牌:特斯拉, 价格:10000
}

2.4 层级继承

层次继承: 在这种类型的继承中，父类被多个子类继承。例如，Car类可以被Toyota类和Honda类继承。

dart 复制代码 
class Person {
   String? name;
   int? age;
   String? sex;
}

class Student extends Person {
  String? school;
  void show() {
    print('姓名:$name, 年龄:$age, 性别:$sex, 学校:$school');
  }
}

class Teacher extends Student {
  String? subject;
  double? salary;
  void show() {
    print('姓名:$name, 年龄:$age, 性别:$sex, 学校:$school, 科目:$subject, 薪水:$salary');
  }
}

void main(List<String> args) {
  Teacher teacher = Teacher();
  teacher.name = '张三';
  teacher.age = 20;
  teacher.sex = '男';
  teacher.school = '清华大学';
  teacher.subject = '数学';
  teacher.salary = 5000.0;
  teacher.show(); // 姓名:张三, 年龄:20, 性别:男, 学校:清华大学, 科目:数学, 薪水:5000.0

  Student student = Student();
  student.name = '李四';
  student.age = 21;
  student.sex = '女';
  student.school = '北京大学';
  student.show(); // 姓名:李四, 年龄:21, 性别:女, 学校:北京大学
}

2.5 总结

  • 继承用于重用代码。
  • 继承是一个通过使用extends关键字实现的概念。
  • 子类可以访问超类的属性和方法。
  • Class Dog extends class Animal {} 表示 Dog 是子类，而 Animal 是超类。
  • 子类可以有自己的属性和方法。

3. 多态

多态性是指对象具有多种形式的能力。作为人类，我们有能力呈现多种形式。我们可以是学生、老师、父母、朋友等等。同样，在面向对象编程中，多态性是指对象具有多种形式的能力。

3.1 Dart 中的多态实现方式

  1. 方法重写（Method Overriding）：子类重写父类的方法。
  2. 接口和实现（Interfaces & Implementation）：类实现接口（Dart 中的每个类都隐式地实现了接口）。

3.2 方法重写（Method Overriding）

通过 extends 关键字继承父类后，子类可以使用 override 关键字 重写父类的方法。

dart 复制代码 
class Animal {
  void speakc(){}
}

class Dog extends Animal {
  @override
  void speakc() {
    print('小狗汪汪叫');
  }
}

class Cat extends Animal {
  @override
  void speakc() {
    print('小猫喵喵叫');
  }
}

void main(List<String> args) {
  Animal dog = Dog();
  dog.speakc(); // 输出 "小狗汪汪叫"
  Animal cat = Cat();
  cat.speakc(); // 输出 "小猫喵喵叫"
}

解释:

父类提供了一个通用的方法 speak()，而子类通过方法重写提供了不同的实现。 即使通过父类类型的引用来调用 speak()，具体执行的仍然是子类中重写的方法，这就是多态的表现。

注意

  1. 如果不写@override，程序仍会运行。但是，写@override是一种很好的做法。

3.3 接口与实现（Interfaces & Implementation）

实现接口时，必须实现接口中定义的所有属性和方法。关键字implements用于实现接口。

dart 复制代码 
class Animal {
  void speak();
}

class Dog implements Animal {
  @override
  void speak() {
    print("小狗汪汪叫");
  }
}

class Cat implements Animal {
  @override
  void speak() {
    print("小猫喵喵叫");
  }
}

void main(List<String> args) {
  Animal dog = Dog();
  dog.speak(); // 输出 "小狗汪汪叫"

  Animal cat = Cat();
  cat.speak(); // 输出 "小猫喵喵叫"
}

与继承不同，implements 并不会从接口类继承任何实现，只会强制子类实现接口中的方法。

4. 总结

  1. 封装：通过私有属性和公共方法提供数据访问接口，确保数据的安全性。
  2. 继承：通过继承父类，避免重复代码，且可以扩展新的功能。
  3. 多态：通过方法重写和接口实现，使得不同的对象可以在运行时表现出不同的行为，提高系统的灵活性和可扩展性。
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