第五章.面向对象（上）

类：可被认为是一种自定义的数据类型，可使用类来定义变量，所有使用类定义的变量都是引用变量，所有的类是引用类型。

Java程序使用类的构造器来创建该类的对象。

Java支持面向对象的三大特征：封装、继承、多态：

　　java提供了private、protected、public访问控制修饰符来实现封装，提供extends关键字让子类继承父类，有了继承就有了多态。

构造器用于对类的实例进行初始化操作，构造器支持重载，若多个重载构造器里包含了相同的初始化代码，可以把这些初始化代码放置在普通初始化块里完成，初始化块总是在构造器

执行前被调用。

静态初始化块：用于初始化类，在类的初始化阶段被执行。若继承书里的某个类需要被初始化时，系统将会同时初始化该类的所有父类。

类包含三种常见的成员：

　　1.构造器

　　　　通过new关键字来调用构造器，返回该类的实例。

　　　　一个类没有构造器，该类无法创建实例。所以Java语言默认功能：若程序员没有为一个类编写构造器，则系统会为该类提供一个默认的构造器；一旦提供了构造器，系统将

　　　　不再为该类提供构造器。

　　　　修饰符可以是public、protected、private（三选一），也可以省略

　　　　构造器名必须和类名相同，构造器既不能定义返回值类型，也不能使用void声明构造器没有返回值。若构造器有了返回值类型或void，编译不会出错，但Java会把这个

　　　　所谓的构造器当成方法来处理——它就不是构造器了

　　　　不要在构造器中显示使用return返回当前类的对象，因为构造器中的返回值是隐式的。

　　　　系统默认构造器是没有参数的。

　　2.成员变量

　　　　定义该类或该类的实例所包含的状态数据

　　　　修饰符可以是public、protected、private（三选一），static、final，也可以省略

　　3.方法

　　　　定义该类或该类的实例的行为特征或功能实现

　　　　修饰符可以是public、protected、private（三选一），final、abstract（二选一），static，也可以省略

　　static修饰的成员不能访问没有static修饰的成员。static是一个特殊关键字，它修饰的成员表明成员属于这个类本身，不属于该类的单个实例。通常把static修饰的成员变量

　　和方法称为类变量、类方法。

　　static真正作用是用于区分成员变量、方法、内部类、初始化块这四种成员是属于类本身还是属于实例。

Java类的作用：以Person类为例

　　1.定义变量

　　　　Person p;

　　2.创建对象

　　　　p = new Person();

　　3.调用类的类方法或访问类的类变量

　　　　p.name = "lanshanxiao";

　　　　p.say("Java 学习很简单，很容易！");

对象的this引用：

　　this关键字总是指向调用该方法的对象。根据this出现的位置不同，this作为对象的默认引用有两种情形：

　　　　1.构造器中引用 该构造器正在初始化的对象

　　　　2.在方法中引用 调用该方法的对象

　　this关键字最大的作用就是让类中一个方法，可以访问该类中的另一个方法或实例变量

　　this可以代表任何对象，当this出现在某个方法体中时，它所代表的对象是不确定的，但它的类型是确定的：它所代表的只能是当前类的实例；只有当这个方法被调用时，它所

　　代表的对象才能被确定下来：谁在调用这个方法，this就代表谁。

class Dog{
    //定义一个jump()方法
    public void jump(){
        System.out.println("正在执行jump方法");
    }
    
    //定义一个run()方法，run()方法需要借助jump()方法
    public void run(){
        //使用this引用run()方法的对象
        this.jump();
        System.out.println("正在执行run方法");
    }
}

public class DogTest{
    public static void main(String[] args){
        //创建一个Dog对象
        Dog dog = new Dog();
        //调用dog对象的run方法
        dog.run();
    }
}

class Dog{
    //定义一个jump()方法
    public void jump(){
        System.out.println("正在执行jump方法");
    }
    
    //定义一个run()方法，run()方法需要借助jump()方法
    public void run(){
        //调用自身jump()方法
        jump();
        System.out.println("正在执行run方法");
    }
}

public class DogTest{
    public static void main(String[] args){
        //创建一个Dog对象
        Dog dog = new Dog();
        //调用dog对象的run方法
        dog.run();
    }
}

　　这说明从自身方法调用本身的另一个方法时，this是可以省略的。但这只是假象，这个程序省略的this依然存在。

　　对于static修饰的方法而言，可以使用类名直接调用该方法，如果在static修饰的方法中使用this关键字，则this就无法指向合适的对象。所以static修饰的方法中不能使用this引用

　　由于static修饰的方法不能使用this引用，所以static修饰的方法不能访问不使用static修饰的普通成员，因此，Java语法规定：静态成员不能直接访问非静态成员。

下面是一个静态方法调用了非静态方法的例子：

public class StaticAccessNonStatic{
    public void info(){
        System.out.println("简单的info方法");
    }
    
    public static void main(String[] args){
        //因为main()方法时静态方法，而info()非静态方法
        //调用main()方法的是该类本身，而不是该类的实例
        //因此省略的this无法指向有效的对象
        info();
    }
}

 

这里要提醒一句：

　　Java编程中不要使用对象去调用static修饰的成员变量、方法。虽然可以使用对象调用static修饰的成员变量、方法，但是最好不要使用，当我们遇到了对象调用static修饰的

　　成员变量、方法时，我们去修改成用类名调用static修饰的成员变量、方法。因为static修饰的成员变量、方法属于类本身，不属于任何实例。

若确实需要在静态方法中访问另一个普通方法，则只能重新创建一个对象：

public class StaticAccessNonStatic{
    public void info(){
        System.out.println("简单的info方法");
    }
    
    public static void main(String[] args){
        //创建一个对象作为调用者来调用info()方法
        new StaticAccessNonStatic().info();
    }
}

 this也可以作为普通方法的返回值：

public class ReturnThis{
    public int age;
    public ReturnThis grow(){
        age++;
        //return this返回调用该方法的对象
        return this;
    }
    
    public static void main(String[] args){
        ReturnThis rt = new ReturnThis();
        //可以连续调用同一个方法
        rt.grow()
          .grow()
          .grow();
        System.out.println("rt的age成员变量值是：" + rt.age);
    }
}

使用this作为方法的返回值可以让代码更加简洁，但可能造成实际意义的模糊。

方法：

　　Java语言中，方法不能独立存在，方法必须属于类或对象。

　　一旦将一个方法定义在某个类的体内，若方法使用了static修饰，则方法属于类，否则方法属于类的实例。

　　执行方法时必须使用类名或对象作为调用者。

　　同一个类的一个方法调用另一个方法时，若被调方法是普通方法，则默认使用this作为调用者；若被调方法是静态方法，则默认使用类名作为调用者。

　　使用static修饰的方法属于类本身，因此使用该类任何对象来调用这个方法时，将会得到相同的执行结果；没有static修饰的方法则属于该类的对象，不属于类本身，因此

　　使用不同对象作为调用者来调用同一个普通方法，可能得到不同的结果。

形参个数可变的方法：

　　若在定义方法时，在最后一个形参的类型后增加三点（...），则表明该形参可以接受多个参数值，多个参数值被当成数组传入：

public class Varargs{
    //定义了一个参数个数可变的方法
    //和public static void test(int a, String[] books)等价
    public static void test(int a, String ... books){
        //books被当成数组处理
        for(String tmp : books){
            System.out.println(tmp);
        }
        //输出整数变量a的值
        System.out.println(a);
    }
    
    public static void main(String[] args){
        //调用test方法
        test(5, "疯狂Java讲义", "轻量级Java EE企业应用实战");
        test(5, new String[] {"疯狂Android讲义", "经典Java EE企业应用实战"});
    }
}

　　个数可变的形参只能处于形参列表的最后，也就是说，一个方法中最多只能有一个个数可变的形参。

　　个数可变的形参本质就是一个数组类型的形参，因此调用包含个数可变形参的方法时，该个数可变的形参既可以传入多个参数，也可以传入一个数组。

方法重载：

　　方法重载要求两同一不同：同一个类中方法名相同，参数列表不同。至于方法的其他部分，如方法的返回值类型、修饰符等，与方法重载没有任何关系。

成员变量和局部变量：　

　　成员变量：

              A：在类方法外

              B:在堆内存中

              C:有默认的初始化值

　　局部变量：

             A:在方法定义中

             B:在栈内存中

             C:随着方法的调用而存在，随着方法的调用完毕而销毁

             D:除了形参之外的局部变量没有初始化的值，使用前必须定义和赋值

　　　   E:定义局部变量后，系统并没有为这个变量分配内存空间，知道程序为这个变量赋初始值，才会为局部变量分配内存空间。

　　Java允许局部变量和成员变量同名，若方法中的局部变量和成员变量同名，局部变量会覆盖成员变量，若需要在这个方法中引用被覆盖的成员变量，可以使用this（对于

       实例变量）或类名（对于类变量）作为调用者来限定访问成员变量：

　　　　public void variable(String name){

　　　　　　this.name = name;//成员变量this.name，局部变量name

　　　　}

 隐藏和封装：

　　封装是面向对象的三大特征之一，它指的是将对象的状态信息隐藏在对象内部，不允许外部程序直接访问对象内部信息，而是通过该类所提供的方法来实现对内部信息的操作

　　和访问。

　　访问控制级别：

　　　　private：（当前类可以访问）

　　　　default：（包访问权限）default访问控制的成员或外部类可以被相同包下的其他类访问

　　　　protected：（子类访问权限）可被不同包下的子类访问，通常使用protected修饰一个方法，通常是希望其子类来重写这个方法

　　　　public：（公共访问权限）

　　若一个Java源文件中定义的所有类都没有使用public修饰，则这个Java源文件的文件名可以是一切合法的文件名；但若一个Java源文件中定义了一个public修饰的类，

　　则这个源文件的文件名必须与public修饰的类的类名相同。

package、import和 import static：

　　package：提供了类的多层命名空间，用于解决类的命名冲突、类文件管理等问题。

　　java允许将一组功能相关的类放在同一个package下，从而组成逻辑上的类库单元。

package lanshanxiao;

public class Hello{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

自动产生一个lanshanxiao文件夹：

　　一个Java源文件只能有一个package语句，但是可以有多个import语句。

　　　　import com.lanshanxiao.*;//星号代表只导入com.lanshanxiao包下的所有类，但是不能导入com.lanshanxiao包下的子包

　　　　import com.lanshanxiao.first.*;//同样只能导入com.lanshanxiao.first包下的所有类。

　　Java默认为所有源文件导入java.lang包下所有类。

　　静态导入（import static）：

import static java.lang.System.*;
import static java.lang.Math.*;
//import和import static的区别
//import可以省略写包名
//import static 连类名都省略
//import static java.lang.System.*;//导入指定类的全部静态变量成员和静态方法，这里导入了System类下所有静态成员变量和静态方法
//import static java.lang.System.out;//导入指定类的单个静态成员变量和静态方法，这里导入了out静态成员变量

public class StaticImportTest{
    public static void main(String[] args){
        //out是java.lang.System类的静态成员变量，代表标准输出
        //PI是java.lang.Math类的静态成员变量，表示圆周率常量
        out.println(PI);
        //直接调用Math类的sqrt静态方法
        out.println(sqrt(256));
    }
}

构造器：this();

public class Apple{
    public String name;
    public String color;
    public double weight;
    
    public Apple(){}
    //两个参数的构造器
    public Apple(String name, String color){
        this.name = name;
        this.color = color;
    }
    
    //三个参数的构造器
    public Apple(String name, String color, double weight){
        //通过this调用另一个重载的构造器的初始化代码
        this(name, color);
        //下面this引用该构造器正在初始化的Apple对象
        this.weight = weight;
    }
}

//程序中this(name, color);该语句只能在构造其中使用，而且必须作为构造器执行体的第一条语句。

　　为了防止代码重复一般构造其中调用另一构造器的方法就是 this()；

类的继承：

　　关键在extends;

　　方法重写@Override

　　　　遵循“两同两小一大”规则，“两同”：方法名相同、形参列表相同；“两小”：子类方法返回值类型应比父类方法返回值类型更小或相等，子类方法声明抛出的异常类应比

　　　　父类方法声明跑出的异常类更小或相等；“一大”：子类方法的访问权限应比父类方法访问权限更大或相等。

　　　　覆盖方法和被覆盖方法要么都是类方法，要么都是实例方法，不能一个是类方法，一个是实例方法。

//错误的方法覆盖
class BaseClass{
    public static void test(){}
}

class SubClass{
    public void test(){}
}

　　子类覆盖了父类同名方法，若想访问父类同名方法可以使用super.方法名()（被覆盖的是实例方法）访问父类同名方法 或 父类名.方法名()（被覆盖的是类方法）访问

　　父类同名方法。

　　若父类方法具有private访问权限，则子类不能继承该方法。也无法重写该方法。若子类中定义了一个与父类private方法同名的方法名、相同的形参列表、相同的返回值类型

　　的方法，依然不是重写，只是在子类中重新定义了一个新方法。

class BaseClass{
    //test()方法是private，子类不能继承
    private void test(){}
}

class SubClass{
    //不是方法重写，所以可以增加static关键字
    public static void test(){}
}

　　super关键字：

　　　　用于限定该对象调用它从父类继承得到的实例变量或方法。

　　　　super也不能和static修饰符一起使用（和this一样）

　　　　在构造器中使用super()，用于限定该构造器初始化的是该对象从父类继承得到的实例变量，而不是该类自己定义的实例变量。

class Parent {
    public String tag = "疯狂Java讲义";
}

class Derived extends Parent{
    //定义一个私有的tag实例变量来隐藏弗雷德tag实例变量
    private String tag = "轻量级Java EE企业应用实战";
}

public class HideTest{
    public static void main(String[] args){
        Derived d = new Derived();
        //程序不可访问d的私有变量tag，所以下面语句将引起编译错误
        System.out.println(d.tag);
        //将d变量显式的向上转型为Parent后，即可访问tag实例变量
        System.out.println(((Parent) d).tag);
    }
}

class Parent {
    public String tag = "疯狂Java讲义";
}

class Derived extends Parent{
    //定义一个私有的tag实例变量来隐藏弗雷德tag实例变量
    private String tag = "轻量级Java EE企业应用实战";
}

public class HideTest{
    public static void main(String[] args){
        Derived d = new Derived();
        //程序不可访问d的私有变量tag，所以下面语句将引起编译错误
        //System.out.println(d.tag);
        //将d变量显式的向上转型为Parent后，即可访问tag实例变量
        System.out.println(((Parent) d).tag);
    }
}

　　　　使用在子类构造器中super()调用父类构造器，必须在子类构造器中的第一句（和this()一样）。

　　　　不管是否显式使用super()，子类构造器总会调用父类构造器一次。

通过一个this()和super()的例子，看一下运行结果，想一想为什么会这样？

class Creature{
    public Creature(){
        System.out.println("Creature无参数的构造器");
    }
}

class Animal extends Creature{
    public Animal(String name){
        System.out.println("Animal 带一个参数的构造器，该动物的name为：" + name);
    }
    
    public Animal(String name, int age){
        //使用this调用同一个重载的构造器
        this(name);
        System.out.println("Animal 带两个参数的构造器，该动物的age为：" + age);
    }
}

public class Wolf extends Animal{
    public Wolf(){
        //显示调用父类有两个参数的构造器
        super("灰太狼", 3);
        System.out.println("Wolf 无参数的构造器");
    }
    
    public static void main(String[] args){
        new Wolf();
    }
}

多态：

　　子类继承父类，并重写父类的方法，这样方法就会有了多态；但是实例成员变量不会有多态，引用类型是谁，则实例变量就是谁的；一旦使用多态（向上转型），那么

　　父类中有的方法，子类才可以调用（编译看左边，运行看右边）：

class BaseClass{
    public int book = 5;
    public void test(){
        System.out.println("父类被覆盖的方法");
    }
}

class SubClass extends BaseClass{
    public String book = "疯狂Java讲义";
    
    public void test(){
        System.out.println("子类覆盖父类方法");
    }
    
    public void sub(){
        System.out.println("子类普通方法");
    }
    public static void main(String[] args){
        BaseClass bc = new SubClass();
        System.out.println(bc.book);
        bc.test();
        
        //因为bc编译时的类型是BaseClass
        //BaseClass类中没有提供sub()方法，所以下面代码编译时会出错
        bc.sub();
    }
}

class BaseClass{
    public int book = 5;
    public void test(){
        System.out.println("父类被覆盖的方法");
    }
}

class SubClass extends BaseClass{
    public String book = "疯狂Java讲义";
    
    public void test(){
        System.out.println("子类覆盖父类方法");
    }
    
    public void sub(){
        System.out.println("子类普通方法");
    }
    public static void main(String[] args){
        BaseClass bc = new SubClass();
        System.out.println(bc.book);
        bc.test();
        
        //因为bc编译时的类型是BaseClass
        //BaseClass类中没有提供sub()方法，所以下面代码编译时会出错
        //bc.sub();
    }
}

 　　引用变量在编译阶段只能调用其编译时类型所具有的方法，但运行时则执行它运行时类型所具有的方法。

　　通过引用变量来访问其包含的实例变量时，系统总是试图访问它编译时类型所定义的成员变量，而不是它运行时类型所定义的成员变量。

强制类型转换：

　　1.基本类型之间的转换只能在数值类型之间进行，数值类型包括整型、字符型、浮点型。但数值类型和布尔类型之间是不能进行类型转换的

　　2.引用类型之间的转换只能在具有继承关系的两个类型之间进行，否则编译会报错。若试图把一个父类实例转换成子类类型，则这个对象必须实际上是子类实例才可以（即

　　　编译时类型为父类类型，而运行时类型是子类类型），否则将在运行时引发ClassCastException异常。

　　3.考虑到进行强制类型转换可能出现异常，因此进行类型转换之前先通过instanceof运算符来判断是否可以成功转换。

instanceof运算符：

　　前一个操作数通常是一个引用类型变量，后一个操作数通常是一个类（也可以是一个接口）

　　注意：instanceof运算符前面操作数的编译时类型要么与后面的类相同，要么与后面的类具有父子继承关系，否则会引起编译错误。

继承是实现类复用的重要手段，但继承带来了一个最大的坏处就是：破坏封装。

组合：采用组合方式来实现类复用则能提供更好的封装性。

　　父类构造器中调用了被其子类重写的方法，则调用的是被子类重写后的方法：http://www.cnblogs.com/chuliang/p/5813641.html

class Base{
    public Base(){
        test();
    }
    
    public void test(){
        System.out.println("将被子类重写的方法");
    }
}

public class Sub extends Base{
    private String name;
    public void test(){
        System.out.println("子类重写父类的方法，其name字符串长度：" + name.length());
    }
    
    public static void main(String[] args){
        //下面的代码会引发空指针异常
        Sub s = new Sub();
    }
}

 

静态初始化块，普通初始化块，构造器，它们执行的顺序用一个Java程序来看：

class Root{
    static{
        System.out.println("Root的静态初始化块");
    }
    
    {
        System.out.println("Root的普通初始化块");
    }
    
    public Root(){
        System.out.println("Root的无参数构造器");
    }
}

class Mid extends Root{
    static{
        System.out.println("Mid的静态初始化块");
    }
    
    {
        System.out.println("Mid的普通初始化块");
    }
    
    public Mid(){
        System.out.println("Mid的无参数构造器");
    }
    
    public Mid(String msg){
        //通过this调用同一类中重载的构造器
        this();
        System.out.println("Mid的带参数构造器，其参数值：" + msg);
    }
}

class Leaf extends Mid{
    static{
        System.out.println("Root的静态初始化块");
    }
    
    {
        System.out.println("Root的普通初始化块");
    }
    
    public Leaf(){
        //通过super()调用弗雷中有一个字符串参数的构造器
        super("疯狂Java讲义");
        System.out.println("执行Leaf的构造器");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args){
        new Leaf();
        new Leaf();
    }
}

　　第一次new Leaf()和第二次new Leaf()结果是不同的。看上面的结果想一想为什么？

GitHub链接：https://github.com/lanshanxiao/-Java-