面向对象编程
面向对象编程
什么是面向对象
面向对象思想
-
物以类聚，分类的思维模式，思考问题首先会解决问题需要哪些分类，然后对这些分类进行单独思考。最后，才对某个分类下的细节进行面向过程的思索。
-
面向对象适合处理复杂的问题，适合处理需要多人协作的问题！
-
对于描述复杂的事物，为了从宏观上把握，从整体上合理分析，我们需要使用面向对象的思路来分析整个系统。但是，具体到微观操作，仍然需要面向过程的思路去处理。
面向对象编程的本质就是
以类的方式组织代码，以对象的形式封装数据
面向对象的核心思想
抽象
三大特性
- 封装
- 继承
- 多态
认识论的角度：现有对象后有类。
代码运行的角度：先有类后有对象。
类和对象的关系
-
类是一种抽象的数据类型，它是对某一类事物的整体描述，但是并不能代表某一个具体的事物。
-
对象是抽象概念的具体实例
创建与初始化对象
-
使用new关键字创建对象
-
使用new关键字创建的时候，除了分配内存空间之外，还会给创建好的对象进行默认的初始化以及对类中构造器的调用。
-
类中的构造器也叫做构造方法，是在进行创建对象的时候必须要调用的。并且构造方法有以下两个特点：
- 必须和类的名字相同
- 必须没有返回类型，也不能写void
Application.java
package com.oop.demo02;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
//类：抽象的，实例化
//类实例化后会返回一个自己的对象！
//student对象就是一个Student类的具体实例！
Student ming = new Student();
Student hong = new Student();
ming.name = "小明";
ming.age = 3;
System.out.println(ming.name);
System.out.println(ming.age);
hong.name = "小红";
hong.age = 3;
System.out.println(hong.name);
System.out.println(hong.age);
}
}
Student.java
package com.oop.demo02;
public class Student {
//属性：字段
String name;
int age;
//方法
public void study(){
System.out.println(this.name+"在学习");
}
}
构造器详解
Application.java
package com.oop.demo02;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
//new 实例化了一个对象
Person person = new Person("xx",21);
System.out.println(person.name);
}
}
Person.java
package com.oop.demo02;
//java-->class
public class Person {
//一个类即使什么都不写，它也会存在一个方法
//显式的定义构造器
String name;
int age;
//实例化初始值
//1.使用new关键字，本质是在调用构造器
public Person(){
this.name = "xx";
}
//有参构造：一旦定义了有参构造，无参就必须显示定义
public Person(String name) {
this.name = name;
}
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
}
快捷键alt + insert
构造方法：
- 和类名相同
- 没有返回值
作用：
- new本质在调用构造方法
- 初始化对象的值
注意点：
- 定义有参构造之后，如果想使用无参构造，显式的定义一个无参的构造。
创建对象内存分析
Application.java
package com.oop.demo02;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Pet dog = new Pet();
dog.name = "旺财";
dog.age = 3;
dog.shout();
System.out.println(dog.name);
System.out.println(dog.age);
Pet cat = new Pet();
}
}
Pet.java
package com.oop.demo02;
public class Pet {
String name;
int age;
public void shout(){
System.out.println("叫了一声");
}
}
内存分析图
小结
-
类与对象
类是一个模板：抽象，对象是一个具体的实例
-
方法
定义、调用
-
对象的引用
引用类型：基本类型（8）
对象是通过引用来操作的：栈-->堆
-
属性：字段Field 成员变量
默认初始化：
数字：0 0.0
char: u0000
boolean: false
引用：null
修饰符 属性类型 属性名 = 属性值
-
对象的创建和使用
- 必须使用new关键字创造对象，构造器 Person xw = new Person();
- 对象的属性 xw.name
- 对象的方法 xw.sleep();
-
类
静态的属性
动态的方法
封装
高内聚，低耦合
- 高内聚：类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉
- 低耦合：仅仅暴露少量的方法给外部使用
封装（数据的隐藏）
- 通常应该禁止直接访问一个对象中数据的实际表示，而应通过操作接口来访问，这叫做信息隐藏
属性私有，get/set
Student.java
package com.oop.Demo04;
public class Student {
//属性私有
private String name;//名字
private int num;//学号
private char sex;//性别
private int age;
//提供一些可以操作这个属性的方法——get/set
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getNum() {
return num;
}
public void setNum(int num) {
this.num = num;
}
public char getSex() {
return sex;
}
public void setSex(char sex) {
this.sex = sex;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
if (age>120||age<0){
this.age = 3;
}else{
this.age = age ;
}
}
}
Application.java
package com.oop;
import com.oop.Demo04.Student;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Student s1 = new Student();
s1.setName("xx");
System.out.println(s1.getName());
s1.setAge(100);
System.out.println(s1.getAge());
}
}
封装的好处
- 提高程序的安全性，保护数据
- 隐藏代码的实现细节
- 统一接口
- 系统可维护增加了
继承
- 继承的本质是对某一批类的抽象，从而实现对显示世界更好的建模
- extends的意思是“扩展”。子类是父类的扩展。
- Java只有单继承，没有多继承！
- 继承是类与类之间的关系，除此之外还有组合,依赖，聚合...
- 子父类之间，从意义上讲应该具有“is a”的关系。
Person.java
package com.oop.Demo05;
public class Person {
private int money = 1_9999;
public void say(){
System.out.println("说了一句话");
}
public void setMoney(int money){
this.money = money;
}
public int getMoney() {
return this.money;
}
}
Application.java
package com.oop;
import com.oop.Demo05.Student;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Student student = new Student();
student.say();
student.setMoney(10009999);
System.out.println(student.getMoney());
}
}
Student.java
package com.oop.Demo05;
import java.util.Scanner;
public class Student extends Person{
}
super详解
Student.java
package com.oop.Demo05;
public class Student extends Person{
public Student() {
//默认调用了父类的无参构造
super();//调用父类的构造器，必须要在子类构造器的第一行
System.out.println("Student无参执行了");
}
private String name = "xx";
public void print(){
System.out.println("Student");
}
public void test1(){
print();
this.print();
super.print();
}
public void test(String name){
System.out.println(name);
System.out.println(this.name);
System.out.println(super.name);
}
}
Person.java
package com.oop.Demo05;
public class Person {
public Person() {
System.out.println("Person无参执行了");
}
public Person(String name) {
this.name = name;
}
protected String name = "kiku";
public void print(){
System.out.println("Person");
}
}
Application.java
package com.oop;
import com.oop.Demo05.Person;
import com.oop.Demo05.Student;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Student student = new Student();
// student.test("xw");
// System.out.println("==================");
// student.test1();
}
}
super注意点
- super调用父类的构造方法，必须在构造方法的第一个
- super必须只能出现在子类的方法或者构造方法中
- super和this不能同时调用构造方法
super vs this：
代表的对象不同：
this：本身调用者这个对象
super：代表父类对象的引用
前提
this：没继承也可以使用
super：只能在继承条件才可以使用
构造方法
this()：本类的构造
super()：父类的构造
方法重写
B.java
package com.oop.Demo06;
public class B {
public void test(){
System.out.println("B=>test()");
}
}
A.java
package com.oop.Demo06;
public class A extends B {
//@Override 重写
@Override//注释：有功能的注释！
public void test() {
System.out.println("=>test()");
}
}
Application.java
package com.oop;
import com.oop.Demo06.A;
import com.oop.Demo06.B;
public class Application {
//静态方法和非静态方法区别很大
//非静态；重写
public static void main(String[] args) {
//方法的调用只和左边，定义的数据类型有关
A a = new A();
a.test();
//父类的引用指向了子类
B b = new A();//子类重写了父类的方法
b.test();
}
}
重写：
需要有继承关系，子类重写父类的方法！
-
方法名必须相同
-
参数列表必须相同
-
修饰符：范围可以扩大：
public > protected > default > private
-
抛出的异常：范围可以被缩小，但不能扩大。
ClassNotFoundException
子类的方法和父类必要一致，方法体不同！
为什么要重写：
- 父类的功能，子类不一定需要，或者不一定满足。
IDEA快捷键：alt + insert: @Override;
多态
动态编译，类型：可扩展
即同一方法可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。
一个对象的实际类型是确定的，但可以指向对象的引用的类型有很多
多态存在的条件
- 有继承关系
- 子类重写父类的方法
- 父类引用指向子类对象
多态是方法的多态，属性没有多态性
Person.java
package com.oop.Demo07;
public class Person {
public void run(){
System.out.println("run");
}
}
Student.java
package com.oop.Demo07;
public class Student extends Person{
@Override
public void run() {
System.out.println("son run");
}
public void eat(){
System.out.println("eat");
}
}
Application.java
package com.oop;
import com.oop.Demo07.Person;
import com.oop.Demo07.Student;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
//一个对象的实际类型是确定的
//new Student();
//new Person();
//可以指向的引用类型就不确定了
//Student能调用的方法都是自己的或者继承父类的
Student s1 = new Student();
//Person父类型，可以指向子类，但是不能调用子类独有的方法
Person s2 = new Student();// 父类的引用指向子类
Object s3 = new Student();
//对象能执行哪些方法，主要看对象左边的类型，和右边的关系不大。
s2.run();//子类重写了父类的方法，执行子类的方法
s1.run();
s1.eat();
((Student) s2).eat();//强制类型转换
}
}
多态注意事项：
- 多态是方法的多态，属性没有多态
- 父类和子类，有联系，类型转换异常！ClassCastException！
- 存在条件：继承关系，方法需要重写，父类引用指向子类对象！ Father f1 = new son();
- 不可重写方法：
- static方法： 属于类，它不属于实例
- final方法：常量
- private方法：私有
instanceof
判断两个类之间是否存在父子关系
Person.java
package com.oop.Demo07;
public class Person {
public void run(){
System.out.println("run");
}
}
Teacher.java
package com.oop.Demo07;
public class Teacher extends Person{
}
Student.java
package com.oop.Demo07;
public class Student extends Person{
}
Application.java
package com.oop;
import com.oop.Demo07.Person;
import com.oop.Demo07.Student;
import com.oop.Demo07.Teacher;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
//Object > Person >Student
Object object = new Student();
System.out.println(object instanceof Student);//true
System.out.println(object instanceof Person);//true
System.out.println(object instanceof Object);//true
System.out.println(object instanceof Teacher);//false
System.out.println(object instanceof String);//false
System.out.println("=========================");
Person person = new Student();
System.out.println(person instanceof Student);//true
System.out.println(person instanceof Person);//true
System.out.println(person instanceof Object);//true
System.out.println(person instanceof Teacher);//false
//System.out.println(person instanceof String);//编译错误
System.out.println("=========================");
Student student = new Student();
System.out.println(student instanceof Student);//true
System.out.println(student instanceof Person);//true
System.out.println(student instanceof Object);//true
//System.out.println(student instanceof Teacher);//编译错误
//System.out.println(student instanceof String);//编译错误
}
}
类型转化
package com.oop;
import com.oop.Demo07.Person;
import com.oop.Demo07.Student;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
//类型之间的转化
//子类转换为父类，可能会丢失自己的本来的一些方法
Student student = new Student();
Person person = new Student();
//父转子，向下转型；强制转换
((Student)person).go();
student.run();
}
}
- 父类的引用指向子类的对象
- 把子类转换为父类，向上转型
- 把父类转换为子类，向下转型。强制转换
static关键字详解
Student.java
package com.oop.Demo07;
public class Student{
//属性
private static int age;
private double score;
//方法
public void run(){
go();
}
//静态方法和类一起加载
public static void go(){
}
public static void main(String[] args) {
//静态属性(方法)可以直接通过类名来调用,非静态属性(方法)需要new一个对象然后通过对象来调用
Student s1 = new Student();
System.out.println(s1.score);
System.out.println(Student.age);
System.out.println(age);//静态属性可以直接调用
Student.go();
go();//静态方法可以直接调用
//Student.run(); 非静态的方法不能直接用类名来调用
s1.run();
}
}
Person.java
package com.oop.Demo07;
public class Person {
{//赋初始值
System.out.println("匿名代码块");//代码块(匿名代码块)
}
static {//只执行一次
System.out.println("静态代码块");//静态代码块
}
public Person(){
System.out.println("构造方法");
}
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
//静态代码块-->匿名代码块-->构造方法
System.out.println("==================");
Person person1 = new Person();
}
}
Test.java
package com.oop.Demo07;
import static java.lang.Math.random;
import static java.lang.Math.PI;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(random());
System.out.println(PI);
}
}
抽象类
- abstract修饰符可以用来修饰方法也可以用来修饰类，如果修饰方法，那么该方法就是抽象方法；如果修饰类，那么该类就是抽象类。
- 抽象类中可以没有抽象方法，但是有抽象方法的类一定要声明为抽象类。
- 抽象类不能使用new关键字来创建对象，它是用来让子类继承的。
- 抽象方法，只有方法的声明，没有方法的实现，他是用来让子类实现的。
- 子类继承抽象类，那么就必须要实现抽象类没有实现的方法，否则该子类也要声明为抽象类。
Action.java
package com.oop.Demo08;
public abstract class Action {
//抽象类依然有构造器
public Action(){
}
//约束
//abstract,抽象方法，只有方法名字，没有方法的实现
public abstract void doSomething();
/*
1.不能new这个抽象类，只能靠子类去实现它：约束
2.抽象类中可以写普通的方法
3.抽象方法必须在抽象类中
//抽象的抽象：约束
*/
}
A.java
package com.oop.Demo08;
public class A extends Action{
@Override
public void doSomething() {
}
}
接口
- 普通类：只有具体实现
- 抽象类：具体实现和规范（抽象方法）都有
- 接口：只有规范
接口就是规范，定义的是一组规则，体现了现实世界中“如果你是...则必须能...”的思想——如果你是汽车，则必须能跑。
接口本质是契约。
接口是OOP的精髓，是对对象的抽象。
设计模式所研究的，实际上就是如何合理的去抽象。
声明接口的关键字是interface
UserService.java
package com.oop.Demo09;
public interface UserService {
//常量都是public static final的
int age = 99;
//接口中的所有定义的方法其实都是public abstract的
void add(String name);
void delete(String name);
void update(String name);
void query(String name);
}
TimeService.java
package com.oop.Demo09;
public interface TimeService {
void timer();
}
UserServiceImpl.java
package com.oop.Demo09;
public class UserServiceImpl implements UserService,TimeService{
@Override
public void add(String name) {
}
@Override
public void delete(String name) {
}
@Override
public void update(String name) {
}
@Override
public void query(String name) {
}
@Override
public void timer() {
}
}
接口作用：
- 约束
- 定义一些方法，让不同的人实现
- 接口中的所有定义的方法：public abstract
- 常量：public static final
- 接口不能被实例化，接口中没有构造器
- implements可以实现多个接口，必须重写接口中的方法
内部类
内部类即是在一个类的内部在定义一个类
- 成员内部类
- 静态内部类
- 局部内部类
- 匿名内部类
成员内部类
Outer.java
package com.oop.Demo10;
public class Outer {
private int id = 1;
public void out(){
System.out.println("这是外部类的方法");
}
public class Inner{
public void in(){
System.out.println("这是内部类的方法");
}
//获得外部类的私有属性
public void getId(){
System.out.println(id);
}
}
}
Application.java
package com.oop;
import com.oop.Demo10.Outer;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Outer outer = new Outer();
//通过这个外部类来实例化内部类
Outer.Inner inner = outer.new Inner();
inner.in();
inner.getId();
}
}
静态内部类
Outer.java
package com.oop.Demo10;
public class Outer {
private static int id = 1;
public void out(){
System.out.println("这是外部类的方法");
}
public static class Inner{
public void in(){
System.out.println("这是内部类的方法");
}
//获得外部类的私有属性
public void getId(){
System.out.println(id);
}
}
}
Application.java
package com.oop;
import com.oop.Demo10.Outer;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Outer outer = new Outer();
//通过这个外部类来实例化内部类
//没加static之前
// Outer.Inner inner = outer.new Inner();
Outer.Inner inner = new Outer.Inner();
inner.in();
inner.getId();
}
}
局部内部类
Outer.java
package com.oop.Demo10;
public class Outer {
public void method(){
//局部内部类
class Inner{
}
}
}
匿名内部类
Test.java
package com.oop.Demo10;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//没有名字初始化类，不用把实例保存到变量中
new Apple().eat();
new UserService(){
@Override
public void hello() {
}
};
}
}
class Apple{
public void eat(){
}
}
interface UserService{
void hello();
}
