OC学习篇之---类的三大特性(封装，继承，多态)

之前的一片文章介绍了OC中类的初始化方法和点语法的使用：http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/41683873，今天来继续学习OC中的类的三大特性，我们在学习Java的时候都知道，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

学习过Java中类的同学可能都知道了，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，访问权限一次递减的，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
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//  Created by jiangwei on 14-10-11.
//  Copyright (c) 2014年 jiangwei. All rights reserved.
//

#import <Foundation/Foundation.h>

@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

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

#import <Foundation/Foundation.h>

@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

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

#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

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

#import <Foundation/Foundation.h>

@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.
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//

#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.
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//

#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

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//  BlackPrinter.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"

@interface BlackPrinter : Printer

- (void)print;

@end

BlackPrinter.m

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//  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

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

#import <Foundation/Foundation.h>

#import "ColorPrinter.h"
#import "BlackPrinter.h"

//扩展性不高，当我们需要添加一个新的打印机的时候还要定义对应的一个方法
//所以这时候就可以使用多态技术了

@interface Person : NSObject{
    NSString *_name;
}

//- (void) printWithColor:(ColorPrinter *)colorPrint;

//- (void) printWithBlack:(BlackPrinter *)blackPrint;

- (void) doPrint:(Printer *)printer;

@end

Person.m

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//  Person.m
//  07_DynamicDemo
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//  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

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

#import <Foundation/Foundation.h>

#import "Person.h"
#import "BlackPrinter.h"
#import "ColorPrinter.h"

int main(int argc, const char * 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。

总结

这篇文章主要介绍了类的三大特性：封装、继承、多态，这三个特性也是后面学习面向对象的重要基础。