Что такое инкапсуляция/наследование/полиморфизм/абстракция? Примеры на Java.

1️⃣ Как кратко ответить

Инкапсуляция — это механизм ограничения доступа к данным и методам класса, обеспечивающий их защиту и скрытие внутренней реализации. Наследование позволяет создавать новый класс на основе существующего, унаследовав его свойства и методы. Полиморфизм — это способность объектов принимать множество форм, позволяя одному интерфейсу использоваться для разных типов данных. Абстракция — это процесс выделения общих характеристик объектов, скрывая детали реализации.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Инкапсуляция, наследование, полиморфизм и абстракция — это четыре основных принципа объектно-ориентированного программирования (ООП), которые помогают создавать гибкие и поддерживаемые программные системы.

Инкапсуляция

Инкапсуляция заключается в объединении данных и методов, работающих с этими данными, в один модуль или класс. Это позволяет скрыть внутреннюю реализацию класса от внешнего мира и защитить данные от некорректного использования.

Пример на Java:

public class Account {
    private double balance; // Приватное поле, доступное только внутри класса
​
    public Account(double initialBalance) {
        if (initialBalance > 0.0) {
            balance = initialBalance; // Инициализация баланса
        }
    }
​
    public void deposit(double amount) {
        if (amount > 0.0) {
            balance += amount; // Увеличение баланса
        }
    }
​
    public double getBalance() {
        return balance; // Возврат текущего баланса
    }
}

• private double balance; — поле balance скрыто от внешнего доступа.
• public void deposit(double amount) — метод для изменения баланса, контролирующий корректность операции.
• public double getBalance() — метод для получения значения баланса.

Наследование

Наследование позволяет создавать новый класс на основе существующего, унаследовав его свойства и методы. Это способствует повторному использованию кода и упрощает его поддержку.

Пример на Java:

public class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("This animal eats.");
    }
}
​
public class Dog extends Animal {
    public void bark() {
        System.out.println("The dog barks.");
    }
}

• public class Dog extends Animal — класс Dog наследует класс Animal.
• Dog может использовать метод eat() из Animal и добавляет свой метод bark().

Полиморфизм

Полиморфизм позволяет объектам разных классов обрабатывать вызовы методов через один интерфейс. Это упрощает работу с объектами и делает код более гибким.

Пример на Java:

public class Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Some sound");
    }
}
​
public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Bark");
    }
}
​
public class Cat extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Meow");
    }
}
​
public class TestPolymorphism {
    public static void main(String[] args) {
        Animal myDog = new Dog();
        Animal myCat = new Cat();
​
        myDog.makeSound(); // Вывод: Bark
        myCat.makeSound(); // Вывод: Meow
    }
}

• public void makeSound() — метод, который переопределяется в классах Dog и Cat.
• Animal myDog = new Dog(); — объект myDog типа Animal может вызывать метод makeSound() класса Dog.

Абстракция

Абстракция — это процесс выделения общих характеристик объектов, скрывая детали реализации. В Java это достигается с помощью абстрактных классов и интерфейсов.

Пример на Java:

public abstract class Vehicle {
    public abstract void move(); // Абстрактный метод без реализации
}
​
public class Car extends Vehicle {
    @Override
    public void move() {
        System.out.println("The car moves on roads.");
    }
}
​
public class Boat extends Vehicle {
    @Override
    public void move() {
        System.out.println("The boat sails on water.");
    }
}

• public abstract class Vehicle — абстрактный класс, который не может быть инстанцирован.
• public abstract void move(); — абстрактный метод, который должен быть реализован в подклассах.
• Car и Boat реализуют метод move(), предоставляя свою реализацию.