Java物件導向程式設計完整指南

# Java物件導向程式設計完整指南

物件導向程式設計（Object-Oriented Programming, OOP）是現代軟體開發的核心概念之一。Java作為純物件導向語言，完美地體現了OOP的各種特性。

## 1. 什麼是物件導向？

物件導向是一種程式設計思維，它將現實世界中的事物抽象為物件，每個物件都有自己的屬性（資料）和方法（行為）。

### 核心概念：
- **類別（Class）**：物件的藍圖或模板
- **物件（Object）**：類別的實例
- **屬性（Attribute）**：物件的資料
- **方法（Method）**：物件的行為

## 2. 封裝（Encapsulation）

封裝是將資料和操作資料的方法綁定在一起，並隱藏內部實作細節的原則。

java
public class Student {
    private String name;
    private int age;
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    
    public void setName(String name) {
        if (name != null && !name.trim().isEmpty()) {
            this.name = name;
        }
    }
    
    public int getAge() {
        return age;
    }
    
    public void setAge(int age) {
        if (age > 0 && age < 150) {
            this.age = age;
        }
    }
}

## 3. 繼承（Inheritance）

繼承允許新類別基於現有類別建立，子類別可以繼承父類別的屬性和方法。

java
public class Person {
    protected String name;
    protected int age;
    
    public void introduce() {
        System.out.println("我是 " + name + "，今年 " + age + " 歲");
    }
}

public class Student extends Person {
    private String studentId;
    private String major;
    
    @Override
    public void introduce() {
        System.out.println("我是學生 " + name + "，學號：" + studentId);
    }
    
    public void study() {
        System.out.println(name + " 正在學習 " + major);
    }
}

## 4. 多型（Polymorphism）

多型允許同一個介面表示不同的底層資料型態，提供了程式的靈活性。

java
public abstract class Animal {
    public abstract void makeSound();
}

public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("汪汪！");
    }
}

public class Cat extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("喵喵！");
    }
}

// 使用多型
Animal[] animals = {new Dog(), new Cat()};
for (Animal animal : animals) {
    animal.makeSound(); // 根據實際型態調用對應方法
}

## 5. 抽象（Abstraction）

抽象是隱藏複雜實作細節，只暴露必要功能的過程。

java
public interface Drawable {
    void draw();
    void setColor(String color);
}

public class Circle implements Drawable {
    private String color;
    private int radius;
    
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("繪製一個" + color + "的圓形，半徑：" + radius);
    }
    
    @Override
    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }
}

## 6. 實際應用範例

讓我們建立一個簡單的銀行帳戶系統來展示所有OOP概念：

java
public abstract class BankAccount {
    protected String accountNumber;
    protected double balance;
    protected String ownerName;
    
    public BankAccount(String accountNumber, String ownerName) {
        this.accountNumber = accountNumber;
        this.ownerName = ownerName;
        this.balance = 0.0;
    }
    
    public abstract void withdraw(double amount);
    
    public void deposit(double amount) {
        if (amount > 0) {
            balance += amount;
            System.out.println("存款成功，餘額：" + balance);
        }
    }
    
    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}

public class SavingsAccount extends BankAccount {
    private double interestRate;
    
    public SavingsAccount(String accountNumber, String ownerName, double interestRate) {
        super(accountNumber, ownerName);
        this.interestRate = interestRate;
    }
    
    @Override
    public void withdraw(double amount) {
        if (amount > 0 && amount <= balance) {
            balance -= amount;
            System.out.println("提款成功，餘額：" + balance);
        } else {
            System.out.println("餘額不足或金額無效");
        }
    }
    
    public void addInterest() {
        balance += balance * interestRate;
        System.out.println("利息已添加，新餘額：" + balance);
    }
}

## 總結

物件導向程式設計提供了：

1. **程式碼重用性**：透過繼承和組合
2. **維護性**：封裝使程式碼更容易維護
3. **擴展性**：多型和抽象提供靈活的設計
4. **可讀性**：模擬現實世界的概念

掌握這些概念對於成為優秀的Java程式設計師至關重要。建議多寫程式碼實作，深化理解。