Java 面向物件核心基礎：類、物件與三大特性詳解

Java 面向物件核心基礎：類、物件與三大特性詳解

面向物件程式設計（OOP）是 Java 的靈魂。本文系統梳理類與物件的關係、封裝/繼承/多態三大特性的核心概念、方法與建構子的語法規則、參數傳遞機制、成員與區域變數的區別，並附上程式碼範例，幫助初學者快速建立扎實的 OOP 思維。

1. 類與物件

• 類（Class）：抽象模板，描述一類事物的共同屬性（Attribute）與行為（Method）。例如 Person 類定義姓名、年齡等屬性，以及說話、走路等方法。
• 物件（Object）：類的具體實例，佔有記憶體空間。透過 new Person() 建立物件，每個物件擁有獨立的屬性值。

類的結構：

public class Person {
    // 屬性（成員變數）
    private String name;
    private int age;

    // 方法（行為）
    public void speak() {
        System.out.println("我是 " + name + "，今年 " + age + " 歲。");
    }
}

2. 封裝

將屬性設為 private，對外提供 public 的 getter/setter 方法，控制存取權限，隱藏內部實現細節。

public class Person {
    private String name; // 隱藏屬性

    public String getName() { return name; }
    public void setName(String name) { this.name = name; }
}

3. 繼承

子類透過 extends 關鍵字繼承父類的非私有成員，實現程式碼複用與擴展。

public class Student extends Person {
    private String studentId;

    public void study() { System.out.println(name + " 正在學習。"); }
}

4. 多態

父類引用指向子類物件，執行時動態綁定子類重寫的方法。

Person p = new Student();
p.speak(); // 呼叫 Student 重寫後的 speak()

5. 方法詳解

語法格式

修飾符 回傳類型 方法名(參數列表) {
    // 方法體
    return 回傳值; // void 類型可省略或寫 return;
}

注意事項

1. 方法不能嵌套定義。
2. 回傳值類型必須與宣告一致。
3. 方法必須先宣告後呼叫（類內可互相呼叫）。
4. void 表示無回傳值；return 可提前結束方法。

6. 參數傳遞：形式參數 vs 實際參數

• 形式參數（形參）：方法宣告時括號內的變數，僅在方法執行期間存在。
• 實際參數（實參）：呼叫方法時傳入的實際值或變數。

Java 採用值傳遞：基本類型傳值的副本；引用類型傳引用的副本（指向同一物件）。

7. 成員變數與區域變數

8. 建構子

專門用於初始化物件，名稱與類同，無回傳類型（連 void 也無）。

public class Person {
    private String name;
    // 無參建構子
    public Person() { this("未知", 0); }
    // 有參建構子
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

重點：若類未定義任何建構子，編譯器自動提供無參建構子；一旦自定義建構子，預設無參建構子消失，需手動補齊。

9. 方法多載

同一類中方法名相同、參數列表不同（類型、個數、順序至少一項不同），與修飾符、回傳類型無關。

public class Calculator {
    public int add(int a, int b) { return a + b; }
    public double add(double a, double b) { return a + b; }
    public int add(int a, int b, int c) { return a + b + c; }
}

10. 程式入口 main 方法

public static void main(String[] args) {
    // JVM 啟動時呼叫此方法，作為程式執行起點
    Person p = new Person("小明", 18);
    p.speak();
}

總結

掌握類與物件的關係、封裝/繼承/多態三大特性、方法與建構子語法、參數傳遞機制、變數作用域，即打下 Java OOP 堅實基礎。建議多動手寫代碼，體會「一切皆物件」的設計哲學。