封裝與繼承

/** * 銀行帳戶：封裝的完整示範。 * 欄位全部 private，外界只能透過公開方法存取， * 每一次修改都經過驗證，守住「餘額永不為負」這條不變條件。 */ public class BankAccount

private String owner; // 戶名：private，外界無法直接竄改 private int balance; // 餘額（元）：不變條件是 balance >= 0

/** 建構子：物件誕生的第一刻就必須是合法狀態 */ public BankAccount(String owner, int initialBalance) setOwner(owner); // 重複利用 setter 裡的驗證邏輯 deposit(initialBalance); // 初始金額視為第一筆存款來驗證

/** getter：唯讀出口，外界只能「看」不能「改」 */ public String getOwner() return owner;

/** setter：資料進門前先驗證，不合法就拒收 */ public void setOwner(String owner) // 驗證失敗就拋出例外，讓錯誤在第一時間現形（詳見第 3 章） if (owner == null || owner.isBlank()) throw new IllegalArgumentException("戶名不可為空"); this.owner = owner; // this.owner 是欄位，owner 是參數

/** 注意：刻意不提供 setBalance！餘額只能透過存提款改變 */ public int getBalance() return balance;

/** 存款：金額必須為非負數 */ public void deposit(int amount) if (amount < 0) throw new IllegalArgumentException("存款金額不可為負"); balance += amount; // 通過驗證才允許修改欄位

/** 提款：金額必須為正，且不可超過餘額 */ public void withdraw(int amount) if (amount <= 0) throw new IllegalArgumentException("提款金額必須為正"); if (amount > balance) // 守住不變條件的最後防線 throw new IllegalArgumentException("餘額不足"); balance -= amount;

/** 封裝的效果：非法操作進不了門，物件狀態永遠合法 */ public class BankAccountDemo

public static void main(String[] args)

BankAccount account = new BankAccount("小明", 1000);

account.deposit(500); // 合法：存入 500 元 account.withdraw(300); // 合法：提出 300 元 System.out.println(account.getOwner() + "的餘額：" + account.getBalance() + " 元");

// account.balance = -999; // 編譯錯誤：balance 是 private

try account.withdraw(9999); // 非法：超過餘額 catch (IllegalArgumentException e) // 物件拒絕進入非法狀態，餘額毫髮無傷 System.out.println("提款失敗：" + e.getMessage()); System.out.println("最終餘額：" + account.getBalance() + " 元");

/** * 員工：繼承體系的父類別。 * 把所有員工共同的狀態與行為集中在這裡，讓子類別重複利用。 */ public class Employee

private String name; // 姓名：private，連子類別都不能直接存取 private int salary; // 月薪（元）

/** 建構子：初始化所有員工共同的欄位 */ public Employee(String name, int salary) this.name = name; this.salary = salary;

public String getName() return name;

public int getSalary() return salary;

/** 年薪：預設演算法是月薪乘以 12 */ public int annualPay() return salary * 12;

/** 自我介紹：設計上預期會被子類別覆寫 */ public String describe() return "員工" + name + "，月薪 " + salary + " 元";

/** * 經理：繼承 Employee，額外持有「管理加給」。 * Manager is-a Employee：任何需要員工的地方都能接受經理。 */ public class Manager extends Employee

private int bonus; // 每月管理加給：Manager 特有的欄位

/** 建構子：先請父類別初始化共同欄位，再處理自己的欄位 */ public Manager(String name, int salary, int bonus) super(name, salary); // 必須是第一行：先蓋地基，再蓋樓 this.bonus = bonus;

/** 覆寫年薪：在父類別的計算結果上追加管理加給 */ @Override public int annualPay() // super.annualPay()：重複利用父類別的公式，避免複製貼上 return super.annualPay() + bonus * 12;

/** 覆寫自我介紹：沿用父類別的描述再補充自己的資訊 */ @Override public String describe() return super.describe() + "，加給 " + bonus + " 元";

/** 子類別自動擁有父類別的公開成員 */ public class InheritanceDemo

public static void main(String[] args)

Employee emp = new Employee("小華", 40000); Manager mgr = new Manager("小美", 60000, 15000);

// getName 定義在 Employee：Manager 一行都沒寫就直接能用 System.out.println(emp.describe()); System.out.println(mgr.describe()); System.out.println(mgr.getName() + "的年薪：" + mgr.annualPay() + " 元");

/** 引擎：一個獨立的元件類別 */ class Engine /** 發動引擎 */ public void start() System.out.println("引擎發動");

/** 汽車「擁有」引擎（has-a）：用組合，不用繼承 */ public class Car

// 把引擎當成欄位持有：Car 的能力建立在 Engine 之上 private final Engine engine = new Engine();

/** 開車：把「發動」這件事委派給引擎物件 */ public void drive() engine.start(); System.out.println("汽車出發");

/** 定存帳戶：示範 super 與「繼承欄位但不能直接存取」 */ public class SavingsAccount extends BankAccount

private final int ratePercent; // 年利率（整數百分比）

public SavingsAccount(String owner, int balance, int ratePercent) // 父類別沒有無參數建構子，這裡必須明確呼叫 super(...)， // 而且它必須是建構子的第一行敘述 super(owner, balance); this.ratePercent = ratePercent;

/** 一年後的預估餘額（本金加單利） */ public int projectedBalance() // 不能直接寫 balance：它是父類別的 private 欄位， // 子類別「擁有」它但「碰不到」，必須走公開的 getter return getBalance() + getBalance() * ratePercent / 100;

public static void main(String[] args) SavingsAccount savings = new SavingsAccount("小美", 10000, 2); System.out.println("戶名：" + savings.getOwner()); System.out.println("一年後預估：" + savings.projectedBalance() + " 元");

/** 動物父類別 */ class Animal /** 發出叫聲：設計上預期被子類別覆寫 */ public void makeSound() System.out.println("（某種動物的聲音）");

/** 貓：本想覆寫 makeSound，卻把方法名拼錯了 */ class Cat extends Animal /** 少了大寫 S！這不是覆寫，而是「新增」了一個方法 */ public void makesound() System.out.println("喵！");

/** 觀察拼錯方法名的後果 */ public class OverrideTrap public static void main(String[] args) Cat cat = new Cat(); cat.makeSound(); // 執行繼承來的父類別版本：覆寫根本沒發生 cat.makesound(); // 拼錯字的那個「新方法」還健在

class Cat extends Animal @Override // 明確宣告：我就是要覆寫 public void makesound() // 編譯器立刻抓到拼字錯誤 System.out.println("喵！");

/** 父類別：每個初始化階段都印一行，讓執行順序現形 */ class Parent

// 靜態初始化區塊：類別第一次被載入時執行，而且只執行一次 static System.out.println("1. Parent 靜態初始化區塊");

// 實體初始化區塊：每次 new 都會在建構子本體之前執行 System.out.println("3. Parent 實體初始化區塊");

/** 父類別建構子 */ Parent() System.out.println("4. Parent 建構子");

/** 子類別 */ class Child extends Parent

static System.out.println("2. Child 靜態初始化區塊");

System.out.println("5. Child 實體初始化區塊");

/** 子類別建構子：第一行隱含 super() */ Child() // 編譯器自動插入 super()：先完成父類別的初始化 System.out.println("6. Child 建構子");

/** 驗證完整的初始化順序 */ public class InitOrder public static void main(String[] args) System.out.println("=== 第一次 new Child() ==="); new Child(); System.out.println("=== 第二次 new Child() ==="); new Child(); // 靜態區塊不會再執行

import java.util.Objects;

/** * 書籍：示範 toString、equals 與 hashCode 的正確覆寫。 * 以 ISBN 作為「邏輯身分」：ISBN 相同就視為同一本書。 */ public class Book

private final String isbn; // 國際標準書號：身分依據 private final String title; // 書名：只是描述性資料

public Book(String isbn, String title) this.isbn = isbn; this.title = title;

/** 覆寫 toString：println 會自動呼叫，回傳有意義的描述 */ @Override public String toString() return "Bookisbn=" + isbn + ", title=" + title + "";

/** * 覆寫 equals：定義「邏輯相等」。 * 標準流程：同一物件快速通過；null 或型別不符直接否定； * 最後才比較身分欄位。 */ @Override public boolean equals(Object obj) if (this == obj) // 1. 自己跟自己一定相等 return true; if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false; // 2. null 與不同類別都不相等 Book other = (Book) obj; // 3. 檢查過了，安全向下轉型 return isbn.equals(other.isbn); // 4. 只以 ISBN 判斷身分

/** 覆寫 hashCode：equals 相等的物件必須有相同的雜湊碼 */ @Override public int hashCode() return Objects.hash(isbn); // 與 equals 使用同一組欄位

/** 驗證 toString 與 equals、hashCode 契約 */ public class BookDemo

public static void main(String[] args)

Book a = new Book("978-0134685991", "Effective Java"); Book b = new Book("978-0134685991", "Effective Java");

// println 自動呼叫 toString() System.out.println(a);

// == 比較「參考」：a 與 b 是兩個不同的物件 System.out.println("a == b：" + (a == b));

// equals 比較「邏輯身分」：ISBN 相同即視為同一本書 System.out.println("a.equals(b)：" + a.equals(b));

// 契約檢查：equals 相等，hashCode 也必須相等 System.out.println("雜湊碼相同：" + (a.hashCode() == b.hashCode()));

/** final 類別：禁止被繼承，確保行為不會被子類別竄改 */ public final class AuthToken

private final String value; // final 欄位：一旦設定即不可變

public AuthToken(String value) this.value = value;

public String getValue() return value;

/** 允許繼承，但封印關鍵方法 */ class PaymentBase /** final 方法：稽核邏輯攸關安全，不准子類別改寫 */ public final void audit() System.out.println("寫入稽核紀錄");