五、第五章——面向对象的基础、创建与使用

1 面向对象引入

1.1 面向过程和面向对象的区别

- 面向过程：主要关注点是：实现的具体过程，因果关系 【集成显卡的开发思路】
    * 优点：对于业务逻辑比较简单的程序，可以达到快速开发，前期投入成本较低。
    * 缺点：采用面向过程的方式开发很难解决非常复杂的业务逻辑，另外面向过程的方式导致软件元素之间的“耦合度”非常高，只要其中一环出问题，整个系统受到影响，导致最终的软件扩展力差。另外，由于没有独立体的概要，所以无法达到组件复用性的功能
        
- 面向对象：主要关注点是：主要关注对象 【独立体】 能完成哪些功能。【独立显卡的开发思路】
    * 优点：耦合度低，扩展力强。更容易解决现实世界当中更复杂的业务逻辑。组件复用性强。
    * 缺点：前期投入成本较高，需要进行独立体的抽取，大量的系统分析与设计。
        
- c语言是纯面向过程的、c++半面向对象、Java纯面向对象
    
- 现在出现的一些新的编程语言多数都是面向对象的。人在认识现实世界的时候以面向对象的方式。
    
- 面向对象更符合人的思维方式

 

1.2 面向对象的三大特征

- 封装
- 继承
- 多态
​
所有面向对象编程的语言都有这三大特征。
​
采用面向对象的方式开发一个软件，生命周期当中：【整个生命周期中贯穿使用OO面向对象方式】
        * 面向对象的分析: OOA
        * 面向对象的设计: OOD
        * 面向对象的编程: OOP

 

1.3 类和对象的概念

* 什么是类？
    - 类在现实世界当中是不存在的，是一个模板，是一个系统。是人类大脑思考抽象的结果。
    - 类代表了一类事物
    - 在现实世界当中，对象A与对象B之间具有共同特征，进行抽象总结出一个模板，这个模板被称为类。
        
* 什么是对象？
    - 对象是实际存在的个体。现实世界当中实际存在。
        
* 描述一下整个软件开发的过程：
    - 程序员先观察现实世界，从现实世界当中寻找对象
    - 寻找了N多个对象之后，发现所有的对象都有共同的特征
    - 程序员在大脑中形成了一个模板 【类】
    - Java程序员可以通过java代码来表述一个类
    - Java程序中有了类的定义
    - 然后通过类就可以创建对象
    - 有了对象之后，可以让对象直接协作起来形成一个系统。
        
* 类--【 实例化 】->对象
    
* 对象又被称为实例/instance
    
* 对象--【 抽象 】-->类
    
* 重点：
    类描述的是对象的共同特征。
    共同特征例如：身高特征
    这个身高特征在访问的时候，必须先创建对象，通过对象访问这个特征。
    因为这个特征具体的某个对象上之后，值不同，有的对象身高1.80，有的对象身高2.80。
        
* 一个类主要描述什么信息呢？
    一个类主要描述的是 状态+动作。
    状态信息：名字、身高、性别、年龄
    动作信息：吃、唱歌、跳舞、学习
    状态 --> 一个类的属性
    动作 --> 一个类的方法
        
* 
    类{
        属性;  //描述对象的状态信息
        方法;  //描述对象的动作信息
    }
    注意：状态和动作当具体到某个对象上之后，发现最终的结果可能不一样。
    对象和对象之间有共同特征， 但是具体到对象之后有数据的差异

 

1.4 类的定义

语法结构：
    [修饰符列表] class 类名{
        属性;
        方法;
    }
        
学生类，描述所有学生对象的共同特征：
    学生对象有哪些状态信息：
        * 学号 【int】
        * 名字 【String】
        * 性别 【boolean】
        * 年龄 【年龄是一个属性，年龄是一个数据，是数据就应该有数据属性】
        * 住址 【String】
        ...
            
    学生对象有哪些动作信息：
        * 吃饭
        * 睡觉
        * 学习
        * 玩
        * 唱歌
        * 跳舞
        ...
        
重点：属性通常是采用一个变量的形式来完成定义的。
    
​
* java语言中包括两种数据类型：
    - 基本数据类型
        byte
        short
        int
        long
        float
        double
        boolean
        char
    - 引用数据类型
        String.class
        System.class
        Student.class       
        User.class
        Product.class
        Customer.class
        ...
    - java语言中所有的class都属于引用数据类型
        
        
//定义一个类，类名Student
//Student是一个类，代表了所有的学生对象。是一个学生模板
public class Student
{
    //属性 【描述的是对象的状态信息】
    //属性通常采用变量的方式来定义
    //在类体当中，方法体之外定义的变量被称为“成员变量”
    //成员变量没有赋值，系统默认值：一切向0看齐。
    //学号
    int no;
​
    //姓名
    String name;
​
    //性别
    boolean sex;
​
    //年龄
    int age;
​
    //住址
    Sting address;
​
    //方法
    //方法描述的是对象的动作信息
    //当前例子就只描述属性了，不描述方法了
​
}

 

2 对象的创建和使用

2.1

Student.java中代码如下

//学生类
//学生类是一个模板
//描述了所有学生的共同特征 【状态+行为】
//当前类只描述学生的状态信息 【属性】
//Student是类，属于引用数据类型，这个类型名就是：Student
​
public class Student
{
    //类体 = 属性 + 方法
    //属性 【存储数据采用变量的形式】
    //由于变量定义在类体当中，方法体之后，这种变量称为成员变量
    //所有学生都有学号信息
    //但是每一个学生的学号都是不同的
    //所以要访问这个学号必须先创建对象，通过对象去访问学号
    //学号信息不能直接通过“类”去访问，所以这种成员变量又被叫做：实例变量
    //对象又被称为实例，实例变量又被称为对象变量。 【对象级别的对象】
    //不创建对象，这个no变量的内存空间是不存在的，只有创建对象，这个no变量内存空间才会创建。
    int no;
​
    //姓名
    String name;
​
    //年龄
    int age;
​
    //性别
    boolean sex;
​
    //住址
    String addr;
​
}
​
//成员变更没有手动赋值的话，系统赋默认值
//默认值
/*
    数据类型                默认值
    -----------------------------------
    byte,short,int,long     0
    float,double            0.0
    char                    \u0000
    引用数据类型              null
*/
​

OOTest01中代码如下

![day08-对象的创建和使用内存分析](day08-对象的创建和使用内存分析.jpg//学生类
//学生类是一个模板
//描述了所有学生的共同特征 【状态+行为】
//当前类只描述学生的状态信息 【属性】
//Student是类，属于引用数据类型，这个类型名就是：Student
​
public class Student
{
    //类体 = 属性 + 方法
    //属性 【存储数据采用变量的形式】
    //由于变量定义在类体当中，方法体之后，这种变量称为成员变量
    //所有学生都有学号信息
    //但是每一个学生的学号都是不同的
    //所以要访问这个学号必须先创建对象，通过对象去访问学号
    //学号信息不能直接通过“类”去访问，所以这种成员变量又被叫做：实例变量
    //对象又被称为实例，实例变量又被称为对象变量。 【对象级别的对象】
    //不创建对象，这个no变量的内存空间是不存在的，只有创建对象，这个no变量内存空间才会创建。
    int no;
​
    //姓名
    String name;
​
    //年龄
    int age;
​
    //性别
    boolean sex;
​
    //住址
    String addr;
​
}
​
//成员变更没有手动赋值的话，系统赋默认值
//默认值
/*
    数据类型                默认值
    -----------------------------------
    byte,short,int,long     0
    float,double            0.0
    char                    \u0000
    引用数据类型              null
*/

 

2.2

Address.java中代码如下

​
//家庭住址类
​
public class Address
{
    //属性 【成员变量之实例变量】
    //城市
    //String是一种引用数据类型，city是一个变量名，属于实例变量
    //city是一个引用：保存内存地址的一个变量，该变量保存内存地址指向一个堆内存地址当中的一种对象
    String city;
​
    //街道
    String street;
​
    //邮编
    String zipcode;
}
​

User.java中代码如下

​
//用户类
​
public class User
{
    //属性 【以下都是成员变量之实例变量】
​
    //用户编号
    //int是一种基本数据类型：整数型
    //no是一个实例变量
    int no;
​
    //用户名
    //String是一种引用数据类型：代表字符串
    //name是一个实例变量
    //name是一个引用
    String name;
​
    //用户住址
    //Address是一种引用数据类型：代表家庭住址
    //addr是一个实例变量
    //addr是一个引用
    Address addr;
}

OOTest02.java中代码如下

​
//用户类
​
public class User
{
    //属性 【以下都是成员变量之实例变量】
​
    //用户编号
    //int是一种基本数据类型：整数型
    //no是一个实例变量
    int no;
​
    //用户名
    //String是一种引用数据类型：代表字符串
    //name是一个实例变量
    //name是一个引用
    String name;
​
    //用户住址
    //Address是一种引用数据类型：代表家庭住址
    //addr是一个实例变量
    //addr是一个引用
    Address addr;
}

内存分析图

public class OOTest03
{
    public static void main(String[] args){
​
        //u是引用
        //u是局部变量
        User u = new User();
​
        //上一个版本中编写的
        //u.addr = new Address();
​
        //a是引用
        //a是局部变量
        Address a = new Address();
        u.addr = a;
​
        a.city = "天津";
        System.out.println(u.addr.city);  //天津
    }
}

 

2.3

Husband.java中代码如下

​
//丈夫类
public static Husband
{
    //姓名
    String name;
​
    //丈夫对象当中含有妻子引用
    Wife w;
}

Wife.java中代码如下

​
//妻子类
public class Wife
{
    //姓名
    String name;
​
    //妻子对象当中含有丈夫引用
    Husband h;
}

OOTest04.java

​
public class OOTest04
{
    public static void main(String[] args){
​
        //创建一个丈夫对象
        Husband xiaohong = new Husband();
        xiaohong.name = "小宏";
​
        //创建一个妻子对象
        Wife zhuzhu = new Wife();
        zhuzhu.name = "zhuzhu";
​
        //结婚 【能够通过丈夫摸到妻子，通过妻子也可以摸到丈夫】
        xiaohong.w = zhuzhu;
        zhuzhu.h = xiaohong;
​
        //得到以上“小宏”的妻子的名字
        System.out.println(xiaohong.name + "的妻子名字叫: " + xiaohong.w.name);
        System.out.println(xiaohong.name + "的妻子名字叫: " + zhuzhu.name);
    }   
​
}

 

2.4

Customer.java

​
//顾客类
public class Customer
{
    //id
    int id;
}

OOTest05.java

​
//测试程序
public class OOTest05
{
    public static void main(String[] args){
        Customer c = new Customer();
        System.out.println(c.id);  //0
​
        c = null;
        //以下程序编译可以通过，因为符合语法
        //运行出现空指针异常。
        //空引用访问“实例”相关的数据一定会出现空指针异常
        //java.lang.NullPointerException
        System.out.println(c.id);
    }
}
​
//“实例”相关的数据表示：这个数据访问的时候必须有对象的参与。这种数据就是实例相关的数据。

 

2.5

/*
    java语言是面向对象，要想创建对象必须先定义类
    定义类的语法：
        [修饰符列表] class 类名{
            属性;
            方法;
        }
​
    属性通常采用变量来表示。既然是变量那么变量肯定有数据类型。 【数据类型包括：基本数据类型 + 引用数据类型】
    属性对应的是状态信息。
​
    观察现实世界当中超市中的商品，发现这所有的商品都有一些共同特征，
    例如，每一个商品都有编号，每一个商品都有单价，所以定义以下类，来代表所有的商品。
*/
​
public class Product{
    //编号 【通常是一个数字，而且该数字通常是整数型的】
    //productNo是基本数据类型
    int productNo;
​
    //单价 【通常是一个数字，但是数字可能带有小数，所以采用浮点型数据double表示】
    //price是基本数据类型
    double price;
​
}

car.java

​
/*
    要求定义一个汽车类：
        * 购买的总价：浮点型数据
        * 品牌：字符串
        * 颜色：字符串
        * 号牌：字符串
*/
​
public class Car
{
    //属性 【成员变量之：实例变量】
    
    //总价
    double zongJia;
​
    //品牌
    String pinPai;
​
    //颜色
    String yanSe;
​
    //号牌
    String haoPai;
}

FangWu.java

​
/*
    房屋类：
        * 平米数 double
        * 户主 String
*/
​
public class FangWu{
    //面积
    double mianji;
​
    //这种设计方案，通过FangWu对象只能知道房屋的主人的名字，其它信息不知道。
    //户主
    String huZhu;
}

BieShu.java

/*
    别墅类：
        * 面积
        * 主人
*/
​
public class BieShu
{
    //面积
    double mianJi;
​
    //主人 【人类】
    //变量/引用
    //变量怎么声明：数据类型 变量名
    //关联关系：A has a B 关系 【A对象中含有B对象的引用】
    //BieShu对象含有Ren对象的引用
    Ren zhuRen;
}

Ren.java

​
//人类
public class ren
{
    //身份证号
    String id;
​
    //名字
    String name;
​
    //性别
    boolean sex;
​
    //年龄
    int age;
}

 

2.6

Ren.java

​
//人类
public class ren
{
    String id;
​
    String name;
​
    boolean sex;
​
    int age;
}

BieShu.java

/*
    别墅类：
        * 面积
        * 主人
*/
​
public class BieShu
{
    double mianJi;
    Ren zhuRen;
}

Test.java

public class Test 
{
    public static void main(String[] args){
​
        //思路
        //先创建人对象
        Ren xiaohong = new Ren();
​
        //不采用系统默认值
        //手动赋值
        xiaohong.id = "123456";
        xiaohong.name = "小宏";
        xiaohong.sex = true;
        xiaohohng.age = 18;
​
        //再创建别墅对象
        BieShu fangZi = new BieShu();
​
        //不采用系统默认值
        //手动赋值
        fangZi.mianJi = 500.0;
        fangZi.zhuRen = xiaohong;
​
        //想知道房子的主人名字是什么？
        System.out.println(fangZi.xiaohong.name);
​
        //房子换主人了
        //创建一个新的主人对象
        Ren zhuzhu = new Ren();
        zhuzhu.name = "猪猪";
        fangZi.zhuRen = zhuzhu;
        System.out.println(fangZi.zhuRen.name);
​
​
        //让别墅有主人
    }
}

 

2.7

/*
    需求：
        定义一个计算类 【电脑/笔记本】，计算机类有哪些属性：
            * 品牌
            * 型号
            * 颜色
​
        定义一个学生类，学生类有哪些属性：
            * 学号
            * 姓名
            * 学生有一台笔记本电脑
​
        请编写程序来表示以上的类，然后分别将类创建为对象，对象的数量不限，然后让其中的一个学生去使用其中的一台笔记本电脑。
        然后编译并运行，并且将整个执行过程采用图形的方式描述出来。
​
    所有的代码全部写到当前java源文件当中
*/          
​
//计算机类
class Computer
{
    String brand;
    String style;
    String color;
}
​
//学生类
class Student
{
    int no;
    String name;
    Computer notepad;
}
​
//测试类
public class OOTest06
{
    public static void main(String[] args){
​
        //创建笔记本电脑对象
        Computer biJiBen = new Computer();
        //不采用系统默认值
        //手动赋值
        biJiBen.brand = "HP";
        biJiBen.style = "111";
        biJiBen.color = "red"; 
​
        //创建学生对象
        Student xiaohong = new Student();
        //不采用系统默认值
        //手动赋值
        xiaohong.no = 123;
        xiaohong.name = "小宏";
        xiaohong.notepad = biJiBen;
​
        //让这个学生和笔记本对象产年关系 【通过学生能摸到它的笔记本电脑】
        //想知道小宏的笔记本的品牌
        System.out.println(xiaohong.notepad.style);
​
        //修改品牌
        xiaohong.notepad.style = "macBook";
        System.out.println(xiaohong.notepad.style);
​
        //xiaohong又买了一台新电脑，原先的电脑扔了。 
        xiaohong.notpad = new Computer();
        System.out.println(xiaohong.notepad.brand);
    }
}