面向对象思维导图

# 《面向对象思维导图》

## 一、核心概念

### 1.1 对象 (Object)

*   **定义:** 封装了数据 (属性) 和操作这些数据的代码 (方法) 的实体。
*   **组成:**
    *   **属性 (Attributes/Fields):** 描述对象特征的数据。例如：颜色、大小、名称。
    *   **方法 (Methods):** 对象可以执行的操作或行为。例如：移动、绘制、计算。
*   **特点:**
    *   **唯一性:** 每个对象都是独一无二的，即使属性值相同，它们也是不同的对象。
    *   **状态:** 对象的状态由其属性的当前值决定。
    *   **行为:** 对象根据接收到的消息 (方法调用) 做出反应。
*   **示例:** 一辆汽车 (对象)
    *   **属性:** 颜色 = 红色, 品牌 = 奔驰, 型号 = C200
    *   **方法:** 加速(), 刹车(), 转弯()

### 1.2 类 (Class)

*   **定义:**  对象的蓝图或模板，定义了对象所具有的属性和方法。
*   **作用:**  描述一类对象的共同特征和行为。
*   **关系:**  对象是类的实例 (instance)。
*   **示例:** `Car` 类定义了所有汽车的通用属性和方法。
*   **组成:**
    *   **成员变量 (Member Variables):**  类的属性的声明，定义了对象的存储空间。
    *   **成员方法 (Member Methods):**  类的行为的声明，定义了对象能够执行的操作。
*   **访问修饰符:**
    *   **Public:** 所有类均可访问。
    *   **Private:** 只有当前类可以访问。
    *   **Protected:** 当前类及其子类可以访问。
    *   **(默认/Package-private):** 同一个包内的类可以访问。

### 1.3 封装 (Encapsulation)

*   **定义:** 将数据 (属性) 和操作数据的代码 (方法) 捆绑在一起，形成一个独立的单元 (对象)。
*   **目的:**
    *   **信息隐藏:**  隐藏对象的内部实现细节，只暴露必要的接口给外部使用。
    *   **数据保护:**  防止外部直接访问和修改对象的内部数据，从而保证数据的完整性和一致性。
*   **实现方式:**
    *   使用访问修饰符 (public, private, protected) 控制对属性和方法的访问权限。
    *   提供 getter 和 setter 方法来间接访问和修改私有属性。
*   **优点:**
    *   提高代码的模块化和可维护性。
    *   增强代码的安全性和可靠性。
    *   降低代码的耦合度。

### 1.4 继承 (Inheritance)

*   **定义:**  允许一个类 (子类/派生类) 继承另一个类 (父类/基类) 的属性和方法。
*   **目的:**
    *   **代码重用:**  避免重复编写相同的代码。
    *   **扩展性:**  可以在子类中添加新的属性和方法，或者修改父类的方法，从而扩展类的功能。
    *   **层次结构:**  建立类之间的层次关系，更好地组织和管理代码。
*   **类型:**
    *   **单继承:**  一个类只能继承一个父类。
    *   **多继承:**  一个类可以继承多个父类 (某些语言不支持，例如 Java)。
*   **关键字:**  `extends` (Java), `:` (C++)
*   **示例:**  `Car` 类继承自 `Vehicle` 类，拥有 `Vehicle` 类的通用属性和方法，例如 `speed` 和 `move()`，同时可以添加 `Car` 类特有的属性和方法，例如 `numDoors` 和 `openSunroof()`。

### 1.5 多态 (Polymorphism)

*   **定义:**  允许使用父类类型的引用指向子类类型的对象，并根据对象的实际类型调用相应的方法。
*   **目的:**  提高代码的灵活性和可扩展性。
*   **类型:**
    *   **编译时多态 (静态多态):**  在编译时确定要调用的方法，例如方法重载 (Overloading)。
    *   **运行时多态 (动态多态):**  在运行时确定要调用的方法，例如方法重写 (Overriding)。
*   **实现方式:**
    *   **方法重载 (Overloading):**  在同一个类中，定义多个方法名相同但参数列表不同的方法。
    *   **方法重写 (Overriding):**  在子类中，重新定义从父类继承来的方法，方法名、参数列表和返回值类型必须与父类方法相同。
*   **示例:** `Animal` 类有一个 `makeSound()` 方法，`Dog` 类和 `Cat` 类都继承了 `Animal` 类，并重写了 `makeSound()` 方法，分别输出 "Woof!" 和 "Meow!"。当使用 `Animal` 类型的引用指向 `Dog` 对象时，调用 `makeSound()` 方法会输出 "Woof!"。

## 二、设计原则

### 2.1 单一职责原则 (SRP)

*   **定义:** 一个类应该只有一个引起它变化的原因。
*   **目的:** 提高类的内聚性，降低类的耦合度。

### 2.2 开闭原则 (OCP)

*   **定义:** 软件实体 (类、模块、函数等) 应该对扩展开放，对修改关闭。
*   **目的:** 提高软件的稳定性和可维护性。

### 2.3 里氏替换原则 (LSP)

*   **定义:** 子类型必须能够替换掉它们的父类型。
*   **目的:** 保证继承关系的正确性。

### 2.4 接口隔离原则 (ISP)

*   **定义:** 客户端不应该依赖它不需要的接口。
*   **目的:** 提高接口的灵活性和可维护性。

### 2.5 依赖倒置原则 (DIP)

*   **定义:**
    *   高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖抽象。
    *   抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象。
*   **目的:** 降低模块之间的耦合度，提高代码的可复用性和可维护性。

## 三、设计模式

### 3.1 创建型模式

*   **目的:** 处理对象的创建机制，使其更灵活、可控。
*   **常见模式:**
    *   单例模式 (Singleton)
    *   工厂模式 (Factory)
    *   抽象工厂模式 (Abstract Factory)
    *   建造者模式 (Builder)
    *   原型模式 (Prototype)

### 3.2 结构型模式

*   **目的:**  处理类和对象的组合方式，形成更大的结构。
*   **常见模式:**
    *   适配器模式 (Adapter)
    *   桥接模式 (Bridge)
    *   组合模式 (Composite)
    *   装饰器模式 (Decorator)
    *   外观模式 (Facade)
    *   享元模式 (Flyweight)
    *   代理模式 (Proxy)

### 3.3 行为型模式

*   **目的:**  处理对象之间的交互和职责分配。
*   **常见模式:**
    *   责任链模式 (Chain of Responsibility)
    *   命令模式 (Command)
    *   解释器模式 (Interpreter)
    *   迭代器模式 (Iterator)
    *   中介者模式 (Mediator)
    *   备忘录模式 (Memento)
    *   观察者模式 (Observer)
    *   状态模式 (State)
    *   策略模式 (Strategy)
    *   模板方法模式 (Template Method)
    *   访问者模式 (Visitor)

《面向对象思维导图》

一、核心概念

1.1 对象 (Object)

定义: 封装了数据 (属性) 和操作这些数据的代码 (方法) 的实体。
组成:
- 属性 (Attributes/Fields): 描述对象特征的数据。例如：颜色、大小、名称。
- 方法 (Methods): 对象可以执行的操作或行为。例如：移动、绘制、计算。
特点:
- 唯一性: 每个对象都是独一无二的，即使属性值相同，它们也是不同的对象。
- 状态: 对象的状态由其属性的当前值决定。
- 行为: 对象根据接收到的消息 (方法调用) 做出反应。
示例: 一辆汽车 (对象)
- 属性: 颜色 = 红色, 品牌 = 奔驰, 型号 = C200
- 方法: 加速(), 刹车(), 转弯()

1.2 类 (Class)

定义: 对象的蓝图或模板，定义了对象所具有的属性和方法。
作用: 描述一类对象的共同特征和行为。
关系: 对象是类的实例 (instance)。
示例: Car 类定义了所有汽车的通用属性和方法。
组成:
- 成员变量 (Member Variables): 类的属性的声明，定义了对象的存储空间。
- 成员方法 (Member Methods): 类的行为的声明，定义了对象能够执行的操作。
访问修饰符:
- Public: 所有类均可访问。
- Private: 只有当前类可以访问。
- Protected: 当前类及其子类可以访问。
- (默认/Package-private): 同一个包内的类可以访问。

1.3 封装 (Encapsulation)

定义: 将数据 (属性) 和操作数据的代码 (方法) 捆绑在一起，形成一个独立的单元 (对象)。
目的:
- 信息隐藏: 隐藏对象的内部实现细节，只暴露必要的接口给外部使用。
- 数据保护: 防止外部直接访问和修改对象的内部数据，从而保证数据的完整性和一致性。
实现方式:
- 使用访问修饰符 (public, private, protected) 控制对属性和方法的访问权限。
- 提供 getter 和 setter 方法来间接访问和修改私有属性。
优点:
- 提高代码的模块化和可维护性。
- 增强代码的安全性和可靠性。
- 降低代码的耦合度。

1.4 继承 (Inheritance)

定义: 允许一个类 (子类/派生类) 继承另一个类 (父类/基类) 的属性和方法。
目的:
- 代码重用: 避免重复编写相同的代码。
- 扩展性: 可以在子类中添加新的属性和方法，或者修改父类的方法，从而扩展类的功能。
- 层次结构: 建立类之间的层次关系，更好地组织和管理代码。
类型:
- 单继承: 一个类只能继承一个父类。
- 多继承: 一个类可以继承多个父类 (某些语言不支持，例如 Java)。
关键字: extends (Java), : (C++)
示例: Car 类继承自 Vehicle 类，拥有 Vehicle 类的通用属性和方法，例如 speed 和 move()，同时可以添加 Car 类特有的属性和方法，例如 numDoors 和 openSunroof()。

1.5 多态 (Polymorphism)

定义: 允许使用父类类型的引用指向子类类型的对象，并根据对象的实际类型调用相应的方法。
目的: 提高代码的灵活性和可扩展性。
类型:
- 编译时多态 (静态多态): 在编译时确定要调用的方法，例如方法重载 (Overloading)。
- 运行时多态 (动态多态): 在运行时确定要调用的方法，例如方法重写 (Overriding)。
实现方式:
- 方法重载 (Overloading): 在同一个类中，定义多个方法名相同但参数列表不同的方法。
- 方法重写 (Overriding): 在子类中，重新定义从父类继承来的方法，方法名、参数列表和返回值类型必须与父类方法相同。
示例: Animal 类有一个 makeSound() 方法，Dog 类和 Cat 类都继承了 Animal 类，并重写了 makeSound() 方法，分别输出 "Woof!" 和 "Meow!"。当使用 Animal 类型的引用指向 Dog 对象时，调用 makeSound() 方法会输出 "Woof!"。

二、设计原则

2.1 单一职责原则 (SRP)

定义: 一个类应该只有一个引起它变化的原因。
目的: 提高类的内聚性，降低类的耦合度。

2.2 开闭原则 (OCP)

定义: 软件实体 (类、模块、函数等) 应该对扩展开放，对修改关闭。
目的: 提高软件的稳定性和可维护性。

2.3 里氏替换原则 (LSP)

定义: 子类型必须能够替换掉它们的父类型。
目的: 保证继承关系的正确性。

2.4 接口隔离原则 (ISP)

定义: 客户端不应该依赖它不需要的接口。
目的: 提高接口的灵活性和可维护性。

2.5 依赖倒置原则 (DIP)

定义:
- 高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖抽象。
- 抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象。
目的: 降低模块之间的耦合度，提高代码的可复用性和可维护性。

三、设计模式

3.1 创建型模式

目的: 处理对象的创建机制，使其更灵活、可控。
常见模式:
- 单例模式 (Singleton)
- 工厂模式 (Factory)
- 抽象工厂模式 (Abstract Factory)
- 建造者模式 (Builder)
- 原型模式 (Prototype)

3.2 结构型模式

目的: 处理类和对象的组合方式，形成更大的结构。
常见模式:
- 适配器模式 (Adapter)
- 桥接模式 (Bridge)
- 组合模式 (Composite)
- 装饰器模式 (Decorator)
- 外观模式 (Facade)
- 享元模式 (Flyweight)
- 代理模式 (Proxy)

3.3 行为型模式

目的: 处理对象之间的交互和职责分配。
常见模式:
- 责任链模式 (Chain of Responsibility)
- 命令模式 (Command)
- 解释器模式 (Interpreter)
- 迭代器模式 (Iterator)
- 中介者模式 (Mediator)
- 备忘录模式 (Memento)
- 观察者模式 (Observer)
- 状态模式 (State)
- 策略模式 (Strategy)
- 模板方法模式 (Template Method)
- 访问者模式 (Visitor)

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