引言
面向对象编程（Object-Oriented Programming，OOP）是当今编程领域的主流编程范式之一。它通过将数据和操作数据的方法封装成对象，从而提高代码的可重用性、可维护性和可扩展性。在第三章中，我们了解了面向对象编程的基本概念，包括类、对象、封装、继承和多态。本章将深入探讨面向对象编程的更多高级特性，帮助读者解锁编程新境界。
一、组合与聚合
在面向对象编程中，组合和聚合是两种重要的关联关系。
1. 组合
组合是一种“强”关联关系，表示整体与部分之间的拥有关系。在组合关系中，整体的生命周期通常比部分的生命周期要长，且部分是不可独立存在的。
public class Engine {
// ...
}
public class Car {
private Engine engine;
public Car() {
this.engine = new Engine();
}
// ...
}
在上面的代码中，Car 类与 Engine 类之间存在组合关系。Car 类拥有一个 Engine 对象，且 Engine 对象的生命周期受 Car 对象控制。
2. 聚合
聚合是一种“弱”关联关系，表示整体与部分之间的包含关系。在聚合关系中，整体的生命周期通常比部分的生命周期要长，但部分可以独立存在。
public class Engine {
// ...
}
public class Car {
private Engine engine;
public Car() {
this.engine = new Engine();
}
// ...
}
public class CarFactory {
private List<Car> cars;
public CarFactory() {
this.cars = new ArrayList<>();
}
public void addCar(Car car) {
cars.add(car);
}
// ...
}
在上面的代码中，CarFactory 类与 Car 类之间存在聚合关系。CarFactory 类包含多个 Car 对象，但 Car 对象可以独立存在。
二、接口与抽象类
接口和抽象类是面向对象编程中的两种抽象机制，用于实现代码的复用和扩展。
1. 接口
接口是一种规范，定义了一组方法的签名，但没有实现。实现接口的类必须提供这些方法的实现。
public interface Drivable {
void drive();
}
public class Car implements Drivable {
@Override
public void drive() {
// ...
}
}
在上面的代码中，Car 类实现了 Drivable 接口，并提供了 drive 方法的实现。
2. 抽象类
抽象类是一种包含抽象方法的类，用于为子类提供共同的属性和方法。抽象类不能被实例化，但可以被子类继承。
public abstract class Vehicle {
protected String name;
public Vehicle(String name) {
this.name = name;
}
public abstract void drive();
}
public class Car extends Vehicle {
public Car(String name) {
super(name);
}
@Override
public void drive() {
// ...
}
}
在上面的代码中，Vehicle 类是一个抽象类，包含了一个抽象方法 drive。Car 类继承自 Vehicle 类，并提供了 drive 方法的实现。
三、反射
反射是一种动态获取和操作类信息的技术，允许在运行时分析类的能力。
public class ReflectionExample {
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
Class<?> clazz = Car.class;
Method method = clazz.getMethod("drive");
method.invoke(new Car());
}
}
在上面的代码中，我们通过反射获取了 Car 类的 drive 方法，并调用该方法。
总结
本章深入探讨了面向对象编程的高级特性，包括组合与聚合、接口与抽象类以及反射。通过学习这些特性，读者可以更好地理解和应用面向对象编程，从而提高代码的质量和可维护性。在下一章中，我们将继续探索面向对象编程的其他高级特性。