——“面向對象的三大特性是什麼？”
——“封裝、繼承、多態。”
這大概是最容易回答的面試題了。但是，封裝、繼承、多態到底是什麼？它們在面向對象中起到了什麼樣的作用呢？
封裝
“封裝”這個詞是從Encapsulate翻譯過來的，我覺得這個翻譯簡直太妙了：“封裝”，一“封”一“裝”。“封”就是信息隱藏，不想公開的數據、方法都隱藏在對象內部。“裝”就是把數據和方法都放到一個對象中。
↑ 琥珀就是一種非常美的“封裝”。
例如我們最簡單的一個Bean：
public class Data{
private String idNo;
public Data(String idNo){
this.idNo = idNo;
}
public String getIdNo(){
return this.idNo;
}
private Date parseBirthday(String idNumber){
if(idNumber.length() == 15){
String birthdayStr = idNumber.substring(5,8);
return DatUtils.parse(birthdayStr,"yyMMdd");
}else if(idNumber.length() == 18){
String birthdayStr = idNumber.substring(5,13);
return DatUtils.parse(birthdayStr,"yyyyMMdd");
}
return null;
}
public Date getBirthday(){
if(this.idNo != null){
return parseBirthday(idNo);
}
return null;
}
}在這個Bean中，idNo和getBirthay()/parseBirtdhay(String)就是“裝”在Data這個對象中的數據和方法。而且，idNo和parseBirthday(String)被“封”了在Data對象中，也就是除了它自己之外，其它對象都訪問不到。這也就是“封裝”的最基本的含義：把數據和方法“裝”在一起，並且給其中私密的部分貼上“封”條，不容他人染指。
↑ 還記得這個嗎？裝進去之後要及時貼上封條，不然大魔王就要逃出來了。圖源網。
封裝與面向對象
有了封裝之後，數據和方法才能夠組合在一起。這二者組合在了一起，才能構建出“對象”和“類”來——類是指“一組具有相同屬性和行爲的對象的抽象”，類中的“屬性”就是它的數據，而“行爲”則是指它的方法。類和對象是面向對象的最基本的磚瓦、螺釘。沒有它們，面向對象根本無從談起。就像上面那個Data類：沒有數據idNo，它只能算是一堆函數——也許可以叫做頭文件；沒有那些方法，它只能算是一個全局變量——或者可以叫做結構體。
如果仍用職位與員工的關係來理解面向對象的話，“裝”就是一名員工學習職業技能、準備辦公用品，以完成職位要求的工作。例如，一名員工需要掌握數據結構、算法、編程語言、系統設計等技能，還需要有一臺安裝了編程環境並能訪問StatckOverflow的電腦，才能滿足“開發工程師”的職位要求。
而“封”呢？我相信大多數人在接到工作任務時，都不願意對方來干涉自己要怎麼完成這項工作——開發不會願意讓產品來告訴自己系統怎麼設計、代碼怎麼寫的。在工作對接和彙報時，也一定是“結果導向”，而不會把“我前前後後提交了12次代碼，第一次提交了接口A的功能代碼，第二次提交了接口A的自測代碼……”這種細節都彙報上去。這些做法，其實就是“封”：保證完成工作職責，但是具體怎麼完成的，就交由員工自己靈活處理。
如果不這樣“封裝”，恐怕什麼工作都做不了。腦子裏沒有“裝”上足夠的職業技能，工位上沒有“裝”上必要的工作設備，誰能幹活兒？工作的時候老有人來打擾你，要麼說你的代碼不夠優雅你的顯示器不夠清晰、要麼找你修個打印機修個飲水機，誰能幹活兒？
↑ 近期在家辦公的各位，相信都體會到工作時沒人打擾的重要性了吧！圖源網。
可見，封裝是面向對象的基礎。沒有封裝，就沒有對象，更沒有面向對象。
封裝與抽象
如果只要組成對象，只要能“裝”就可以了，不一定非要把數據和方法“封”起來。但是，要構建一個良好的抽象，光有“裝”就不夠了。抽象要把底層細節隱藏起來，就必須要有“封”。否則，誰都能操作對象的任何數據或者方法，談何“隱藏細節”？如果說“裝”是面向對象的基礎，那麼“封”就是抽象的基礎。
↑ 就像插線板一樣：能“裝”下各種線路、元件，還要能“封”成簡單的三腳插座、兩腳插座。圖源網。
以我們最常見的接口-實現類的爲例：接口定義的就是“抽象”，而實現類就是“細節”。只要嚴格面向接口編程，我們就可以只使用接口，而不用關注接口下到底是哪個實現類：實際上這就是最基本的的一種“封”。
曾有一位同事這樣評價接口-實現類的編程方式：根本找不到使用了哪個實現類。雖然這種方式在寫代碼時會有一點不便，但正是“找不到實現類”的接口隱藏了底層實現“細節”，從而爲業務提供了一個良好的抽象、爲系統留下了充分的可擴展性。
但是，如果不能把實現細節“封”起來，那麼即使使用了接口，也不能算是一個好的“抽象”。例如，我們系統中有這樣一個接口：
public interface PayService{
PayResult pay(PayReq req);}public class BuyBizImpl implements BuyBiz{
private PayService payService;
public void buy(Order order){
PayReq req = geneartePayReq(order);
PayResult result = payService.pay(req);
// 略
}
}這是一個支付業務的接口，通過調用一個支付服務來實現業務功能。但是由於某些原因，我們要切換到另一套支付系統中。並且，由於另一些原因，這個切換過程有一個過渡期，在過渡期內有一部分用戶仍然要使用原支付服務。於是，這個接口和它的調用方式就變成了這個樣子：
public interface PayService{
PayResult pay(PayReq req);
PayResult newPay(NewPayReq req);
boolean useNewPay(Order order);}public class BuyBizImpl implements BuyBiz{
private PayService payService;
public void buy(Order order){
PayResult result;
if(payService.useNewPay(order)){
PayReq req = geneartePayReq(order);
result = payService.newPay(req);
}else{
NewPayReq req = genearteNewPayReq(order);
result = payService.pay(req);
}
// 略
}
}修改後的代碼仍然使用了一個接口來“裝”下新老支付服務的相關功能；但這個接口絲毫沒有起到“封”的作用：它把接口底層的細節完全暴露在了接口之外。這樣的接口並不能稱之爲合格的“抽象”。
封裝與高內聚低耦合
結合高內聚低耦合來理解的話，顯然，“裝”是實現高內聚的手段，而“封”是低耦合的保證。
"高內聚"與"低耦合"是軟件設計和開發中經常出現的一對概念。它們既是做好設計的途徑，也是評價設計好壞的標準。"高內聚"是說，一個業務應當儘量把它所涉及的功能和代碼放到一個模塊中。"低耦合"則是說，一個業務應當儘量減少對其它業務或功能模塊的依賴。
高內聚與低耦合
如果編程語言不支持“裝”，那麼它就很難把“涉及的功能和代碼放到一個模塊中”。而如果編程語言不做好“封”，那麼它也無法阻止不同的業務模塊相互耦合。
↑ 就像麪包板互聯一樣：既不能把相關元件組裝在一起、又不能把無關元件隔離開，最後就只能亂成一團。
例如，Java開發規範禁止把對象屬性的可見性設置爲public，就是通過“封”住對象屬性來降低代碼間的耦合度。我們可以看看一個簡單、但是真實的例子：
public class User{
public int age;
public String idNo;
// 其它，略}public class InsuranceService{
public Insurance apply(User user){
if(user.age <= 18 or user.age >= 80){
throw new BizException();
}
// 其它，略
}
}這是我剛參加工作時寫的一段代碼。在上面的代碼中，User類直接把自己內部的數據age暴露在外；而外部服務也毫不客氣地直接使用了這個字段——並且這樣的地方還有很多處。
一切看起來都很好。直到有一天，我們發現用戶會爲了繞過業務上對年齡的限制而謊報年齡。爲了解決這個問題，我們需要修改用戶年齡的取值方式：由用戶自己填寫年齡改爲用戶只填寫身份證號、系統根據身份證號計算出他的年齡。這個需求本來不大，何況系統中本來就採集並且校驗了用戶的身份證號。
但是這個小小的需求卻帶來了系統代碼上的巨大變化，並導致了開發和測試的工作量暴漲，還由於代碼的改動和測試不到位引發了若干個線上bug……這一切的罪魁禍首，就是User中的public int age與外部功能模塊之間的高度耦合。如果當初能夠把這個字段“封”起來、把操作age的方法“封”起來，這個需求只要不到十行代碼就能搞定、半個小時就能開發完、可以100%測試覆蓋、更不可能出什麼線上bug：
public class User{
private int age;
private String idNo;
public int getAge(){
// 這是原先的取值方法
// return this.age;
// 這是修改後的取值方法，“不到十行”=。=
return IdCardUtils.parseAge(this.idNo);
}}public class InsuranceService{
public Insurance apply(User user){
if(user.getAge() <= 18 or user.getAge() >= 80){
throw new BizException();
}
// 其它，略
}
}