《JAVA程序设计与实例》记录与归纳--类与对象
类与对象
概念贴士：
1. 类必须先定义了才能使用。类是创建对象的模板，创建对象也叫类的实例化。
2. 在Java中，使用new关键字来创建对象，一般有一下3个步骤：
1）声 明：声明一个对象，包括对象名称和对象类型。
2）实例化：使用关键字new创建一个对象。
3）初始化：使用new创建对象时，会调用构造方法初始化对象。
3. 在类实例化的过程中自动执行的方法叫做构造方法，它不需要手动调用。构造方法可以在类实例化的过程中完成一些初始化的工作。构造方法的名称必须与类的名称相同，并且没有返回值。每个类都有构造方法，如果没有显式地为类定义构造方法，Java编译器将会为该类提供一个默认的构造方法。
4. Java通过修饰符来控制类、属性和方法的访问权限和其他功能，通常放在语句的最前端。
5. Java的修饰符很多，分为访问修饰符和非访问修饰符。其中访问修饰符也叫访问控制符，是指能够控制类、成员变量、方法的使用权限的关键字。 在面向对象编程中，访问控制符是一个很重要的概念，可以使用它来保护对类、变量、方法和控制方法的访问。
6. Java支持4种不同的访问权限：
1）public 共有的，对所有类可见
2）protected 受保护的，对同一包内的类和所有子类可见
3）private 私有的，在同一类内可见
4）默认的 在同一包内可见，默认不使用任何修饰符
6.1 public：公有的
被声明为public的类、方法、构造方法行业接口能够被任何其他类访问。如果几个相互访问的public类分布在不同的包中，则需要导入相应public类所在的包。由于类的继承性，类所有的公有方法和变量都能被子类继承。
例子：public static void main(String[] arguments){}
PS：Java程序main()方法必须是设置成公有的。
6.2 protected：受保护的
被声明为protected的变量、方法和构造方法能够被同一包中的任意其他类访问，也能够被不同包中的子类访问。protected访问修饰符不能修饰类和接口，方法和成员变量能够声明为protected，但是接口的成员变量和成员方法不能声明为protected。子类能访问protected修饰符声明的方法和变量，这样就能保护不相关的类使用这些方法和变量。
例子：
1 public class Dog{
2 protected void bark(){
3 System.out.println("汪汪，不要过来！");
4 }
5 }
6
7 class Teddy extends Dog{ //泰迪
8 protected void bark(){
9 System.out.println("汪汪，我好怕，不要跟着我！");
10 }
11 }
PS:如果把bark()方法声明为private，那么除了Dog之外的类将不能访问该方法。如果把bark()方法声明为public，那么所有的类都能够访问该方法。如果只想让该方法对其所在类的子类可见，则将该方法声明为protected即可。
6.3 private：私有的
私有访问修饰符是最严格的访问控制级别，所以被声明为private的方法、变量和构造方法只能被所属类访问，并且类和接口不能声明为private。 声明为私有访问类型的变量只能通过类中公共的getter/setter方法被外部类访问。private访问修饰符的使用主要用来隐藏类的实现细节和保护类的数据。
例子：
1 public class Dog{
2 private String name;
3 private int age;
4 public String getName(){
5 return name;
6 }
7 public void setName(String name){
8 this.name=name;
9 }
10 public int getAge(){
11 return age;
12 }
13 public void setAge(int age){
14 this.age=age;
15 }
16 }
PS:程序中，Dog类中的name、age变量为私有变量，所以其他类不能直接得到和设置该变量的值。为了使其他类能够操作该变量，程序中定义了两对public方法，getName()/setName()和getAge()/setAge()，用来获取和设置私有变量的值。
PS:this是Java中的一个关键字，在类中定义访问私有变量的方法，习惯上是这样命名的：在变量名称前面添加get或者set，并将变量的首字母大写。上述两对方法由于经常使用，也有特定的称呼，称为getter和setter方法。
6.4 默认的：不使用任何关键字
不适用任何修饰符声明的属性和方法，对同一个包内的类是常见的。接口的变量都隐式声明为public static final（final为非访问修饰符之一），而接口里的方法默认情况下访问权限为public。
6.5 访问控制符使用小总结：
- 访问控制符可以令我们便于控制代码的权限。
1）当需要让自己编写的类被所有的其他类访问时，就可以将类的访问控制符声明为public。
2）当需要让自己的类只能被自己的包中的类访问时，就可以省略访问控制符。
3）当需要控制一个类中的成员数据时，可以将这个类中的成员数据访问控制符设置为public、protected或者省略。
2. 方法继承的规则。
1）父类中声明为public的方法在子类中也必须为public。
2）父类中声明为protected的方法在子类中要么声明为protected，要么声明为public，不能声明为private。
3）父类中默认修饰符声明的方法，能够在子类中声明为private。
4）父类中声明为private的方法，不能被继承。
7. 在Java中，变量的作用域分为4个级别，即类级、对象实例级、方法级和块级。（详见实例3-4）
1）类级变量又称为全局级变量或者静态变量，需要使用static关键字修饰，类级变量在类定义后就已经存在，占用内存空间，可以通过类名来访问，不需要实例化。
2）对象实例级变量就是成员变量，实例化后才会分配内存空间，才能访问。
3）方法级变量是在方法内部定义的变量，是局部变量。
4）块级变量是定义在一个块内部的变量，变量的生存周期就是这个块，出了这个块则变量消失，如if、for语句的块。块是指由大括号（花括号）包围的代码。
8. 在Java中，this可以在类里引用这个类的属性和方法。this关键字用来表示当前对象本身，或当前类的一个实例，通过this关键字可以调用本对象的所有方法和属性。（详见实例3-5）
9. 成员变量与方法内部的变量重名时，希望在方法内部调用成员变量，可以通过使用this关键字区分同名变量。（详见实例3-6）
10. 在构造函数中通过this引用来调用另一个构造函数，也就是相当于调用本类的其他构造方法，它必须作为构造方法的第一句（即作为方法名初始化对象）。（详见实例3-7）
11. 需要在某些完全分离的类中调用一个方法，并将当前对象的一个引用作为参数传递时，可以使用this关键字，作为参数传递。（详见实例3-8）
12. 在Java中
，同一个类中的多个方法可以有相同的名字，但参数列表不同，这被称为方法重载（method overloading）。重载是面向对象的一个基本特性。 参数列表又叫参数签名，包括参数的类型，参数的个数与参数的顺序，只要有一个不同就叫做参数列表不同。（详见实例3-9）
13. 1.重载说明：
1）参数列表不同包括：个数不同、类型不同和顺序不同。
2）仅参数变量名称不同是不可以的（毕竟那只是形参）。
3）与成员方法一样，构造方法也可以重载。
4）声明为final的方法不能被重载（感兴趣可以查询final这个非访问修饰符）。
5）声明为static的方法不能被重载，但是能够被再次声明。
2.方法的重载规则：
1）方法名称必须相同。
2）参数列表必须不同。
3）方法的返回类型可以不同，也可以相同。
4）仅仅返回类型不同不足以成为方法的重载。
3.方法重载的实现：方法名称相同时，编译器会根据调用方法的参数个数、参数类型等逐个去匹配，以选择对应的方法，如果匹配失败，则编译器报错，这叫重载分辨。
14. Java为每种基本数据类型分别设计了对应的类，实现数据间类型转化，这些类被称之为包装类（Wrapper Classes）。
15. 封装就是将属性私有化，提供公有的方法访问私有的属性。其实现步骤如下：
1）修改属性的可见性限制对属性的访问。
2）为每个属性创建一对赋值方法和取值方法，用于对这些属性的访问。
3）在赋值和取值方法中，加入对属性的存取限制。
16. 为了实现良好的封装性，通常将类的成员变量声明为private，再通过public的方法对这个变量进行访问。对一个变量的操作，一般是读取和赋值操作，下面分别定义两个方法来实现这两种操作，一个是getXxx()方法（Xxx表示要访问的成员变量的名字），用来读取这个成员变量操作；另外一个是setXxx()方法，用来对这个成员变量赋值。（详见实例3-10）
代码解释：
实例3-1
1 package duke.example.ch3;
2
3 public class Dog{
4 String name; //名字
5 int age; //年龄
6
7 void bark(){ //汪汪叫
8 System.out println("汪汪，不要过来");
9 }
10
11 void hungry(){ //饥饿
12 System.out.println("主任，我饿了");
13 }
14 }
代码说明： 代码行.3中 public是类的修饰符，表明该类是公共类，可以被其他类访问。class是定义类的关键字，Dog是类名称。
代码行.4-5中 name、age是类的成员变量，也叫属性。
代码行.7-9中 bark()是类中的函数，也叫方法，即定义犬吠这个方法。
代码行.11-13中 hungry()是类中的函数，也叫方法。
PS：一个类的变量可以包含以下类型变量。
- 局部变量：在方法或者语句块中定义的变量被称为局部变量。变量声明和初始化都是在这个方法中，方法结束后，变量就会自动销毁。
- 成员变量：在类中、方法体之外定义的变量。这种变量在创建变量的时候实例化（分配内存）。成员变量可以被类中的方法和特定类的语句访问。
- 类 变 量 ：也是在类中、方法体之外定义的变量，但必须声明为static类型。static也是修饰符的一种。
实例3-2
1 package duke.example.ch3;
2
3 public class Dog{
4 String name; //名字
5 int age; //年龄
6
7 Dog(String name,int age){ //构造方法，没有返回值
8 this.name=name;
9 this.age=age;
10 System.out.println(name+“感谢主人天天带我玩耍！”);
11 }
12
13 void bark(){ //汪汪叫
14 System.out println("汪汪，不要过来");
15 }
16
17 void hungry(){ //饥饿
18 System.out.println("主任，我饿了");
19 }
20
21 public static void main(String[] args){
22 //创建对象时传递的参数要与构造方法参数列表对应
23 Dog myDog=new Dog("卡拉",3);
24 System.out.println("我是一只小狗，我的名字叫"+name+"，我"+age+"岁了！");
25 }
26 }
输出结果：
卡拉感谢主人天天带我玩耍！
我是一只小狗，我的名字叫卡拉，我3岁了！
代码说明： 代码行.7-9中 定义包含两个参数name和age的构造函数，构造方法的名称必须与类的名称Dog相同。构造方法不能有返回值，因为没有变量来接收返回值。
代码行.23中 构造方法不能被显示调用，在类Dog实例化的过程中自动执行了。
代码执行顺序：
1）先运行到代码行.21。这是程序的入口。
2）然后运行代码行.23。这里要创建一个Dog，就要调用Dog的构造方法。
3）运行到代码行.7。注意接下来并不是运行代码行.8，初始化一个类，必须先初始化他的属性。
4）因此运行到代码行.4。然后是代码行.5。
5）属性初始化后，才回到构造方法，执行里面的代码，也就是代码行.8-10。
6）然后是代码行.11。表示创建一个Dog实例完成。
7）然后回到main()方法中执行代码行.23-24。
8）最后是代码行.25。main()方法执行完毕。
书上说作为程序员，应该知道程序的基本运行过程，否则不利于编写代码与进步，其实这是有道理的。在一个程序中，你看到的深度决定了你编程水平的上限。
实例3-3
1 package duke.example.ch3;
2
3 public class Dog{
4 String name; //名字
5 int age; //年龄
6
7 Dog(String name,int age){ //构造方法，没有返回值
8 this.name=name;
9 this.age=age;
10 System.out.println(name+“感谢主人天天带我玩耍！”);
11 }
12
13 void bark(){ //汪汪叫
14 System.out println("汪汪，不要过来");
15 }
16
17 void hungry(){ //饥饿
18 System.out.println("主任，我饿了");
19 }
20
21 public static void main(String[] args){
22 //创建对象时传递的参数要与构造方法参数列表对应
23 Dog myDog=new Dog("卡拉",3);
24 //访问成员变量
25 String name=myDog.name;
26 int age=myDog.age;
27 System.out.println("我是一只小狗，我的名字叫"+name+"，我"+age+"岁了！");
28 //访问方法
29 myDog.bark();
30 myDog.hungry();
31 }
32 }
输出结果：
卡拉感谢主人天天带我玩耍！
我是一只小狗，我的名字叫卡拉，我3岁了！
汪汪，不要过来！
主人，我饿了！
代码说明： 代码行.26-27中 通过点号（.）访问变量name和age。
代码行.29-30中 通过点号（.）访问成员方法bark()和hungry()。
实例3-4
1 package duke.example.ch3;
2
3 public class Scope{
4 public static String name="爪哇岛旅游攻略"; //类级变量
5 public int i; //对象实例级变量
6
7 //属性块，在类初始化属性时候运行
8 {
9 int j=2; //块级变量
10 }
11
12 public void test(){
13 int j=3; //方法级变量
14 if(j==3){
15 int k=5;
16 }
17 //这里不能访问块级变量，块级变量只能在块内部访问
18 System.out.println("name="+name+",i="+i+",j="+j);
19 }
20
21 public static void main(String[] args){
22 //不创建对象，直接通过类名访问类级变量
23 System.out.println(Scope.name);
24 //创建对象并访问它的方法
25 Scope.scope=new Scope();
26 scope.test();
27 }
28 }
输出结果：
爪哇岛旅游攻略
name=爪哇岛旅游攻略，i=0，j=3
代码说明： 代码行.4中 使用static关键字定义类级字符串变量name。
代码行.12-19中 定义方法test()，方法内部定义了方法级变量和块级变量。
PS： 1）方法内部除了能访问方法级的变量，还可以访问类级和实例级的变量。
2）块内部能够访问类级、实例级变量，如果块被包含在方法内部，它还可以访问方法级的变量。
3）方法级和块级的变量必须被显式初始化，否则不能访问。
实例3-5
1 package duke.example.ch3
2
3 public class ThisDemo1 {
4 public int x=10;
5 public int y=15;
6
7 public void sum() {
8 int z=this.x+this.y;
9 System.out.println("x+y="+z);
10 }
11
12 public static void main(String[] args) {
13 ThisDemo1 thisdemol=new ThisDemo1();
14 thisdemo1.sum();
15 }
16 }
输出结果：
x+y=25
代码说明： 代码行.4-5中 定义成员变量x和y。
代码行.8中 通过this点取成员变量。
PS：上面程序中，thisdemol时ThisDemol类的一个实例，this和thisdemol等价，执行int z=this.x+this.y;，就相当于执行int z=thisdemol.x+thisdemol.y;。
PS：this只有在类实例化后才有意义。
实例3-6
1 package duke.example.ch3;
2
3 public class ThisDemo2 {
4 public String name;
5 public int age;
6
7 public ThisDemo2(String name,int age) {
8 this.name=name;
9 this.age=age;
10 }
11
12 public void say() {
13 System.out.println("网站的名字是"+name+"，已经成立了"+age+"年");
14 }
15
16 public static void main(String[] args) {
17 ThisDemo2 thisdemo2=new ThisDemo2("www.baidu.com",15);
18 thisdemo2.say();
19 }
20 }
输出结果：
网站的名字是www.baidu.com，已经成立了15年
代码说明： 代码行.7-10中 成员变量与方法内部的变量重名时，通过this引用调用成员变量。 形参的作用域是整个方法体，是局部变量。在ThisDemo2(String name,int age)中，形参与成员变量重名，如果不使用this，访问到的就是局部变量name和age，而不是成员变量。
代码行.12-14中 在say()中没有使用this，因为成员变量的作用域是整个实例，当然也可以加上this。
eg:System.out.println("网站的名字是"+this.name+"，已经成立了"+this.age+"年"):
PS：Java默认将所有成员变量和成员方法与this关联在一起，因此使用this在某些情况下是多余的。
实例3-7
1 package duke.example.ch3;
2
3 public class ThisDemo3 {
4 public String name;
5 public int age;
6
7 public ThisDemo3() {
8 this("www.baidu.com",15);
9 }
10
11 public ThisDemo3(String name,int age) {
12 this.name=name;
13 this.age=age;
14 }
15
16 public void say() {
17 System.out.println("网站的名字是"+name+"，已经成立了"+age+"年");
18 }
19
20 public static void main(String[] args) {
21 ThisDemo3 thisdemo3=new ThisDemo3();
22 thisdemo3.say();
23 }
24 }
输出结果：
网站的名字是www.baidu.com，已经成立了5年
代码说明： 代码行.7-9中 在构造方法中，this调用另一个构造方法，调用动作必须置于最起始的位置。注意，不能在构造方法以外的任何方法内调用构造方法，在一个构造方法内只能调用一个构造方法。
PS：上述代码设计方法重载，即Java允许出现多个同名方法，只要参数不同即可。
实例3-8
1 package duke.example.ch3;
2
3 public class ThisDemo4 {
4
5 public static void main(String[] args) {
6 B b=new B(new A());
7 }
8 }
9
10 class A {
11 public A() {
12 new B(this).print();
13 }
14
15 public void print() {
16 System.out.println("Hello from A!");
17 }
18 }
19
20 class B {
21 A a;
22
23 public B(A a) {
24 this.a=a;
25 }
26
27 public void print() {
28 a.print();
29 System.out.println("Hello from B!");
30 }
31 }
输出结果：
Hello from A!
Hello from B!
代码说明： 代码行.12中 匿名对象就是没有名字的对象。如果对象只是用一次，就可以作为匿名对象，代码中new B(this).print();等价于(new B(this)).print();，先通过new B (this)创建一个没有名字的对象，再调用它的方法。
实例3-9
1 package duke.example.ch3;
2
3 public class Overload {
4 //一个普通的方法，不带参数的
5 void test() {
6 System.out.println("No parameters");
7 }
8
9 //重载上面的方法，并且带了一个整型参数
10 void test(int a) {
11 System.out.println("a:"+a);
12 }
13
14 //重载上面的方法，并且带了两个整型参数
15 void test(int a,int b) {
16 System.out.println("a and b:"+a+" "+b);
17 }
18
19 //重载上面的方法，并且带了一个双精度参数
20 double test(double a) {
21 System.out.println("double a:"+a);
22 return a*a;
23 }
24
25 public static void main(String[] args) {
26 Overload overload=new Overload();
27 overload.test;
28 overload.test(2);
29 overload.test(2,3);
30 overload.test(2,0);
31 }
32 }
输出结果：
No parameters
a:2
a and b:2 3
double a:2.0
PS：重载就是在一个类中，有相同的函数名称，但形参不同的函数。重载的结果，可以让一个程序段减少代码和方法的种类。
实例3-10
1 package duke.example.ch3;
2
3 public class Person {
4 //封装属性：将属性设置为私有
5 private String name;
6 private int age;
7
8 public String getName() { //外部通过此方法访问name属性
9 return name;
10 }
11
12 public void setName(String name) { //该方法是外部赋值私有属性name
13 this.name=name;
14 }
15
16 public int getAge() { //外部通过此方法访问age属性
17 return age;
18 }
19
20 public void setAge(int age) { //该方法使外部赋值私有属性age
21 shis.age=age;
22 }
23
24 void say() { //此方法可以被外部直接调用使用
25 System.out.println("我叫"+name+"，今年"+age+"岁了！");
26 }
27
28 public static void main(String[] args) {
29 Person person=new Person(); //实例化person类
30 person.setName("小芳"); //通过开放方法给实例化对象的name属性赋值
31 person.setAge(22); //通过开放方法给实例化对象的age属性赋值
32 person.say(); //通过实例化对象的方法
33 }
34 }
输出结果：
我叫小芳，今年22岁了！
代码说明： 代码行.5-6中 private是修饰符表示私有化，这就封装了类的属性，封装后外部不能直接使用该属性。
代码行.7-22中 对外用标准的set/get方法修改/读取属性name和age的值。
代码行.24中 定义方法say()，该方法可以被外部直接调用使用。
PS：封装的优点：
1）隐藏类的实现细节。
2）让使用者只能通过实现制定好的方法访问数据，可以方便地加入控制逻辑，限制对属性的不合理操作。
3）便于修改，增强了代码的可维护性。
总结：这一部分主要谈到了Java的类及其相关基础应用。另外，类的继承和多态是其高阶应用。
