Java学习笔记之面向对象
0x00 概述
本文主要涉及Java的面向对象知识点有类和对象，对象内存，成员变量和局部变量，封装，构造方法。
0x01 类和对象
1.1 类和对象的理解
客观存的食物皆为对象，所以我们也常常说万物皆对象。
- 类
- 类的理解
- 类是对现实生活中一类具有共同属性和行为的事物的抽象
- 类是对象的数据类型，类是具有相同属性和行为的一组对象的集合
- 简单理解：类就是对现实事物的一种描述
- 类的理解
-
- 类的组成
- 属性：只事物的特征，例如：手机事物（品牌，价格，尺寸）
- 行为：只事物能执行的操作，例如：手机事物（打电话，发短信）
- 类的组成
- 类和对象的关系
- 类：类是对现实生活中一类具有共同属性和行为的事物的抽象，例如手机
- 对象：是能够看得到摸得着的真实存在的实体，例如oppo牌手机S21pro
- 简单理解：类是对事物的一种描述，对象则为具体存在的事物，对象是类的具体化
1.2 类的定义
类是由属性和行为两部分组成
- 属性：在类中通过成员变量来体现（类中方法外的变量）
- 行为：在类中通过成员方法来体现（和前面的方法相比去掉static关键字即可）
类的定义步骤：
- 定义类
- 编写类的成员变量
- 编写类的成员方法
public class 类名 { // 成员变量 变量1的数据类型 变量1； 变量2的数据类型 变量2； ... // 成员方法 方法1； 方法2； ... }
示例
public class phone { // 成员变量 String brand; int price; // 成员方法 public void call() { System.out.println("打电话"); } public void sendMessage() { System.out.println("发短信"); } }
1.3 对象的使用
- 创建对象的格式
类名 对象名 = new 类名();
- 调用成员的格式：
对象名.成员变量
对象名.成员方法();
示例
public class phoneDemo { public static void main(String[] args) { // 创建对象 phone p = new phone(); // 使用成员变量 System.out.println(p.brand); System.out.println(p.brand); p.brand = "HuaWei"; p.price = 4999; System.out.println(p.brand); System.out.println(p.price); // 使用成员方法 p.call(); p.sendMessage(); } }
1.4 学生对象-练习
需求：首先定义一个学生类，然后定义一个学生测试类，在学生测试类中通过对象完成成员变量和成员方法的使用
分析：
- 成员变量：姓名，年龄...
- 成员方法：学习，做作业...
示例
class Student { // 成员变量 String name; int age; // 成员方法 public void study() { System.out.println("好好学习，天天向上"); } public void doHomework() { System.out.println("键盘敲烂，月薪过万"); } }
/* 学生测试类 */ public class StudentDemo { public static void main(String[] args) { // 创建对象 Student s = new Student(); // 使用对象 System.out.println(s.name + ", " + s.age); s.name = "林青霞"; s.age = 30; System.out.println(s.name + ", " + s.age); s.study(); s.doHomework(); } }
0x02 对象内存图
2.1 单个对象内存图
- 成员变量使用过程
- 成员方法调用过程
2.2 多个对象内存图
成员变量使用过程
- 成员方法调用过程
- 总结：
多个对象在堆内存中，都有不同的内存划分，成员变量存储在各自的内存区域中，成员方法多个对象公用一份成员变量
2.3 多个对象指向相同的内存
- 总结：
当多个对象的引用指向同一个内存空间（变量所记录的地址值是一样的）
只要有任何一个对象修改了内存中的数据，随后，无论使用哪一个对象进行数据获取，都是修改后的数据。
0x03 成员变量和局部变量
3.1 成员变量和局部变量的区别
- 类中位置不同： 成员变量在类中方法外，局部变量在方法内部或者方法说明上
- 内存中位置不同： 成员变量在堆内存，局部变量在栈内存
- 生命周期不同： 成员变量随着对象的存在而存在，随着对象的消失而消失，绑定在对象上；局部变量随着方法的调用而存在，随着方法的调用完毕而消失，绑定在方法上
- 初始化值不同：成员变量有默认初始化值，局部变量没有默认初始化值，必须先定义，赋值才能使用
0x04 封装
4.1 private关键字
private是一个修饰符，可以用来修饰成员变量，成员方法
被private修饰的成员，只能在本类进行访问，针对private修饰的成员变量，如果需要被其他类使用，则需提供相应的操作
- 提供get变量名()方法，用户获取成员变量的值，方法用public修饰
- 提供set变量名()方法，用于设置成员变量的值，方法用public修饰
示例
class Student1 { // 成员变量 String name; private int age; // 提供get/set方法 public void setAge(int a) { if (a < 0 || a > 120) { System.out.println("输入的年龄有误"); } else { age = a; } } public int getAge() { return age; } // 成员方法 public void show() { System.out.println(name + ", " + age); } }
public class StudentDemo1 { public static void main(String[] args) { // 创建对象 Student1 s = new Student1(); // 给成员变量赋值 s.name = "林青霞"; s.setAge(30); // 调用show方法 s.show(); } }
4.2 private的使用
需求：定义标准的学生类，要求name和age使用private修饰，并提供set和get方法以及便于现实数据的show方法，测试类中创建对象并使用，最终在控制台输出林青霞 30
示例
class Student2 { // 成员变量 private String name; private int age; // get set方法 public void setName(String n) { name = n; } public String getName() { return name; } public void setAge(int a) { age = a; } public int getAge() { return age; } public void show() { System.out.println(name + "," + age); } }
public class StudentDemo2 { public static void main(String[] args) { // 创建对象 Student2 s2 = new Student2(); // 使用set方法给成员变量赋值 s2.setName("林青霞"); s2.setAge(30); s2.show(); // 使用get方法获取成员变量的值 System.out.println(s2.getName() + ", " + s2.getAge()); } }
4.3 this关键字
this修饰的变量用于指代成员变量，其主要作用是区分局部变量和成员变量重名问题
- 方法的形参如果于成员变量同名，不带this修饰的变量指的是形参，而不是成员变量
- 方法的形参没有与成员变量同名，不带this修饰的变量指的是成员变量
public class Student3 { private String name; private int age; public void setName(String name) { this.name = name; } public String getName() { return name; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public int getAge() { return age; } public void show() { System.out.println(name + ", " + age); } }
4.4 this内存原理
this代表当前调用方法的引用，哪个对象调用的方法，this就代表哪一个对象
示例：
public class StudentDemo { public static void main(String[] args) { Student s1 = new Student(); s1.setname("林青霞"); Student s2 = new Student(); s2.setname("张曼玉"); } }
图解
4.5 封装思想
- 封装概述, 封装是面向对象三大特征之一，（封装，继承，多态），是面向对象编程语言对客观世界的模拟，客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的，外界是无法直接操作的
- 封装原则, 封装是将类的某些信息隐藏在类内部，不允许外部程序直接访问，而是通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问，成员变量是private，提供对应的get() / set()方法
- 封装好处, 通过方法来控制成员变量的操作，提高了代码的安全性，把代码用方法进行封装，提供了代码的复用性
0x05 构造方法
5.1 构造方法概述
构造方法是一种特殊的方法
作用：创建对象Student stu = new Student();
格式：
public class 类名 { 修饰符 类名(参数) { } }
功能：主要是完成对象数据的初始化
示例：
class Student4 { private String name; private int age; // 构造方法 public Student4() { System.out.println("无参构造方法"); } public void show() { System.out.println(name + ", " + age); } }
public class StudentDemo4 { public static void main(String[] args) { // 创建对象 Student4 s4 = new Student4(); s4.show(); } }
5.2 构造方法的注意事项
- 构造方法的创建
如果没有定义构造方法，系统将给出一个默认的无参数构造方法；如果定义了构造方法，系统将不再提供默认的构造方法
- 构造方法的重载
如果定义了带参构造方法，还要使用无参数构造方法，就必须在写一个无参数构造方法
- 推荐的使用方式
无论是否使用，都手工书写无参数构造方法
- 重要功能
可以使用带参构造，为成员变量进行初始化
示例
class Student5 { private String name; private int age; // 自己定义无参构造方法 public Student5() { } public Student5(String name) { this.name = name; } public Student5(int age) { this.age = age; } public Student5(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public void show() { System.out.println(name + ", " + age); } }
public class StudentDemo5 { public static void main(String[] args) { // 创建对象 Student5 s51 = new Student5(); s51.show(); System.out.println("-------------------"); // public Student5(String name) Student5 s52 = new Student5("林青霞"); s52.show(); System.out.println("-------------------"); // public Student5(int age) Student5 s53 = new Student5(30); s53.show(); System.out.println("-------------------"); // public Student5(String name, int age) Student5 s54 = new Student5("林青霞", 30); s54.show(); System.out.println("-------------------"); } }
5.3 标准类制作
需求：定义标准学生类，要求分别使用空参和有参构造方法创建对象，空参创建的对象通过set()方法复制，有参创建的对象直接赋值，并通过show()方法在控制台打印数据
示例：
class Student6 { // 成员变量 private String name; private int age; // 构造方法 public Student6() { } public Student6(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } // 成员方法 public void setName(String name) { this.name = name; } public String getName() { return name; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public int getAge() { return age; } public void show() { System.out.println(name + ", " + age); } }
/* 创建对象并为其成员变量赋值的两种方式 1. 无参构造方法创建对象后使用set()方法赋值 2. 使用带参构造方法直接创建带有属性值的对象 */ public class StudentDemo6 { // 无参构造方法创建对象后使用set()方法赋值 public static void main(String[] args) { Student6 s61 = new Student6(); s61.setName("林青霞"); s61.setAge(30); s61.show(); System.out.println("----------------------"); // 使用带参构造方法直接创建带有属性值的对象 Student6 s62 = new Student6("林青霞", 30); s62.show(); } }
