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Java 面向對象實戰：從重複代碼到繼承多態的打印機重構之路

編輯：Java 綜合教學

Java 面向對象實戰：從重複代碼到繼承多態的打印機重構之路

面向對象設計的核心價值在於「應對變化」。本文透過打印機案例，展示如何從「複製貼上修修補補」演進至「繼承多態優雅擴展」，體現 OOP 核心思想。

階段一：單一打印機，硬編碼邏輯

class HPPrinter {
    void open() { System.out.println("Open"); }
    void print(String s) { System.out.println("print-->" + s); }
    void close() { System.out.println("Close"); }
}

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        HPPrinter hp = new HPPrinter();
        hp.open(); hp.print("abc"); hp.close();
    }
}

問題：新增品牌需複製整個類別、修改主程式邏輯，違反開閉原則。

階段二：新增 Canon，條件判斷泛濫

class CanonPrinter {
    void open() { System.out.println("Open"); }
    void print(String s) { System.out.println("print-->" + s); }
    void close() { this.clean(); System.out.println("Close"); } // 差異點
    void clean() { System.out.println("Clean"); }
}

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int brand = 0; // 0=Canon, 1=HP
        HPPrinter hp = new HPPrinter();
        CanonPrinter canon = new CanonPrinter();
        
        if (brand == 1) { hp.open(); hp.print("abc"); hp.close(); }
        else { canon.open(); canon.print("123"); canon.close(); }
    }
}

問題：每新增品牌，主程式就要新增 if-else 分支，維護災難。

階段三：提取父類別，實現繼承複用

// 父類別：封裝共同行為
class Printer {
    void open() { System.out.println("Open"); }
    void print(String s) { System.out.println("Print-->" + s); }
    void close() { System.out.println("Close"); }
}

// 子類別：繼承共同行為，覆寫差異行為
class HPPrinter extends Printer {
    // 完全復用父類別，無需任何代碼
}

class CanonPrinter extends Printer {
    @Override
    void close() {
        this.clean();      // 子類別特有邏輯
        super.close();     // 呼叫父類別通用邏輯
    }
    void clean() { System.out.println("Clean"); }
}

階段四：主程式面向父類別程式設計（多態）

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int brand = 0;
        Printer printer; // 宣告父類別型別
        
        if (brand == 1) printer = new HPPrinter();
        else printer = new CanonPrinter();
        
        // 統一介面呼叫，具體行為由實際物件決定
        printer.open();
        printer.print(brand == 1 ? "abc" : "123");
        printer.close();
    }
}

核心設計模式對比

階段	設計	新增品牌成本	主程式耦合度	核心原則
一	單一類別	複製整類	強耦合具體類	—
二	多類別+if-else	新類+改主程式	強耦合具體類	—
三	繼承體系	新子類別	依賴父類別	開閉原則
四	多態調用	新子類別	面向介面/父類	里氏替換/依賴倒置

關鍵技術點解析

方法覆寫 (@Override)：子類別重新定義父類別方法，實現差異化行為
super 關鍵字：呼叫父類別被覆寫的方法，保留通用邏輯（Canon close → clean + super.close）
多態：父類別引用指向子類別物件，編譯期看父類別，執行期跑子類別
向上轉型：Printer p = new CanonPrinter(); 隱藏具體型別，暴露統一介面

進一步優化：工廠模式消除殘留 if-else

class PrinterFactory {
    public static Printer createPrinter(int brand) {
        switch (brand) {
            case 1: return new HPPrinter();
            case 0: return new CanonPrinter();
            default: throw new IllegalArgumentException("Unknown brand");
        }
    }
}

// 主程式完全無條件判斷
Printer printer = PrinterFactory.createPrinter(brand);
printer.open(); printer.print(...); printer.close();