Java 面向對象核心機制（一）：封裝優勢、繼承與組合關係、方法重載重寫規則、變量遮蔽與動態分派原理

封裝的三大優勢

• 隱藏數據，僅通過公共接口訪問
• 接口與實現分離，修改內部代碼不破壞調用者
• 與繼承、多態並列為 OOP 三大特性

關係實現

• is-a (繼承)：extends 關鍵字
• has-a (組合)：成員變量持有引用

重載 vs 重寫 對比

變量遮蔽 (Shadowing/Hiding)

• 成員變量可被子類同名變量遮蔽
• 變量引用編譯期靜態綁定：父類引用指向子類對象，訪問變量仍取父類值
• 方法調用運行期動態綁定：同樣情況調用方法執行子類實現

class S1 { String s = "S1"; String getS() { return s; } }
class S2 extends S1 { String s = "S2"; String getS() { return s; } }

S1 s1 = new S2();
System.out.println(s1.s);     // "S1" (變量靜態綁定)
System.out.println(s1.getS()); // "S2" (方法動態分派)

動態方法查找與 super 限制

• JVM 根據對象實際類型分派方法 (虛方法調用/晚綁定)
• 對象內部標記真實類型，支持 instanceof
• super.method() 僅能訪問直接父類實現，super.super 非法
• 通過 ((GrandParent)this).method() 強制轉型也無法訪問祖父類方法 (仍按實際類型分派)
• 但變量可通過強制轉型訪問祖先層級：((GrandParent)this).field

私有方法與多態

• 私有方法不被繼承，子類同簽名方法是獨立新方法
• 私有方法調用編譯期靜態綁定，不參與動態分派

class A { private int f() { return 0; } public int g() { return 3; } }
class B extends A { private int f() { return 1; } public int g() { return f(); } }
class C extends B { public int f() { return 2; } }

A ref = new C();
System.out.println(((B)ref).g()); // 輸出 1 (B.g() 調用 B.f()，私有方法靜態綁定)
// 若 B.f() 非 private，輸出 2 (C.f() 覆蓋)

抽象類與構造器

• 包含抽象方法的類必須聲明 abstract，不可實例化
• 非抽象父類的方法可在子類中聲明為 abstract (使子類成為抽象類)
• 子類可聲明 abstract 無論父類是否抽象

掌握這些核心機制，是設計健壯、可擴展 Java 系統的基石。

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