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Java基础 06 类与对象、封装、构造方法

Posted on 2020-05-02 08:49  lukewang-bky  阅读(152)  评论(0编辑  收藏  举报

第1章 面向对象思想

1.1 面向对象思想概述

概述

Java语言是一种面向对象的程序设计语言,而面向对象思想是一种程序设计思想,我们在面向对象思想的指引下, 使用Java语言去设计、开发计算机程序。这里的对象泛指现实中一切事物,每种事物都具备自己的属性和行为。面向对象思想就是在计算机程序设计过程中,参照现实中事物,将事物的属性特征、行为特征抽象出来,描述成计算机事件的设计思想。它区别于面向过程思想,强调的是通过调用对象的行为来实现功能,而不是自己一步一步的去操作实现。

举例

洗衣服:
面向过程:把衣服脱下来-->找一个盆-->放点洗衣粉-->加点水-->浸泡10分钟-->揉一揉-->清洗衣服-->拧干-->晾起来
面向对象:把衣服脱下来-->打开全自动洗衣机-->扔衣服-->按钮-->晾起
区别
面向过程:强调步骤
面向对象:强调对象,这里的对象就是洗衣机。

特点

面向对象思想是一种更符合我们思考习惯的思想,它可以将复杂的事情简单化,并将我们从执行者变成了指挥者。 面向对象的语言中,包含了三大基本特征,即封装继承多态

package cn.itcast.day06.demo01;

import java.util.Arrays;

/*
面向过程:当需要实现一个功能的时候,每一个具体的步骤都要亲力亲为,详细处理每一个细节。
面向对象:当需要实现一个功能的时候,不关心具体的步骤,而是找一个已经具有该功能的人,来帮我做事儿。
 */
public class Demo01PrintArray {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = { 10, 20, 30, 40, 50, 60 };
        // 要求打印格式为:[10, 20, 30, 40, 50]
        // 使用面向过程,每一个步骤细节都要亲力亲为。
        System.out.print("[");
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            if (i == array.length - 1) { // 如果是最后一个元素
                System.out.println(array[i] + "]");
            } else { // 如果不是最后一个元素
                System.out.print(array[i] + ", ");
            }
        }
        System.out.println("==============");
        // 使用面向对象
        // 找一个JDK给我们提供好的Arrays类,
        // 其中有一个toString方法,直接就能把数组变成想要的格式的字符串
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

1.2 类和对象

环顾周围,你会发现很多对象,比如桌子,椅子,同学,老师等。桌椅属于办公用品,师生都是人类。那么什么是类呢?什么是对象呢?

什么是类

  • :是一组相关属性行为集合。可以看成是一类事物的模板,使用事物的属性特征和行为特征来描述该类事物。
  • 现实中,描述一类事物:
    • 属性:就是该事物的状态信息。
    • 行为:就是该事物能够做什么。
  • 举例:小猫。
    • 属性:名字、体重、年龄、颜色。
    • 行为:走、跑、叫。

什么是对象

  • 对象是一类事物的具体体现。对象是类的一个实例(对象并不是找个女朋友),必然具备该类事物的属性和行为。
  • 现实中,一类事物的一个实例:一只小猫。
  • 举例:一只小猫。
    • 属性:tom、5kg、2 years、yellow。
    • 行为:溜墙根走、蹦跶的跑、喵喵叫。

类与对象的关系

类是对一类事物的描述,是抽象的。
对象是一类事物的实例,是具体的。
类是对象的模板,对象是类的实体

1.3 类的定义

事物与类的对比

现实世界的一类事物:
属性:事物的状态信息。
行为:事物能够做什么。
Java中用class描述事物也是如此:
成员变量:对应事物的属性。
成员方法:对应事物的行为。

类的定义格式

public class ClassName {
//成员变量
//成员方法
}

定义类:就是定义类的成员,包括成员变量和成员方法。
成员变量:和以前定义变量几乎是一样的。只不过位置发生了改变。在类中,方法外。
成员方法:和以前定义方法几乎是一样的。只不过把static去掉,static的作用在面向对象后面课程中再详细讲解。
类的定义格式举例:

/*
定义一个类,用来模拟“学生”事物。其中就有两个组成部分:

属性(是什么):
    姓名
    年龄
行为(能做什么):
    吃饭
    睡觉
    学习

对应到Java的类当中:

成员变量(属性):
    String name; // 姓名
    int age; // 年龄
成员方法(行为):
    public void eat() {} // 吃饭
    public void sleep() {} // 睡觉
    public void study() {} // 学习

注意事项:
1. 成员变量是直接定义在类当中的,在方法外边。
2. 成员方法不要写static关键字。
 */
public class Student {
    // 成员变量
    String name; // 姓名
    int age; // 姓名
    // 成员方法
    public void eat() {
        System.out.println("吃饭饭!");
    }
    public void sleep() {
        System.out.println("睡觉觉!");
    }
    public void study() {
        System.out.println("学习!");
    }
}

1.4 对象的使用

对象的使用格式

创建对象:

类名 对象名 = new 类名();

使用对象访问类中的成员:

对象名.成员变量;
对象名.成员方法();

对象的使用格式举例:

package cn.itcast.day06.demo01;

/*
通常情况下,一个类并不能直接使用,需要根据类创建一个对象,才能使用。

1. 导包:也就是指出需要使用的类,在什么位置。
import 包名称.类名称;
import cn.itcast.day06.demo01.Student;
对于和当前类属于同一个包的情况,可以省略导包语句不写。

2. 创建,格式:
类名称 对象名 = new 类名称();
Student stu = new Student();

3. 使用,分为两种情况:
使用成员变量:对象名.成员变量名
使用成员方法:对象名.成员方法名(参数)
(也就是,想用谁,就用对象名点儿谁。)

注意事项:
如果成员变量没有进行赋值,那么将会有一个默认值,规则和数组一样。
 */
public class Demo02Student {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 导包。
        // 我需要使用的Student类,和我自己Demo02Student位于同一个包下,所以省略导包语句不写
        // 2. 创建,格式:
        // 类名称 对象名 = new 类名称();
        // 根据Student类,创建了一个名为stu的对象
        Student stu = new Student();
        // 3. 使用其中的成员变量,格式:
        // 对象名.成员变量名
        System.out.println(stu.name); // null
        System.out.println(stu.age); // 0
        System.out.println("=============");
        // 改变对象当中的成员变量数值内容
        // 将右侧的字符串,赋值交给stu对象当中的name成员变量
        // 定义的成员变量默认是不是 private
        stu.name = "某某某";
        stu.age = 18;
        System.out.println(stu.name); // 某某某
        System.out.println(stu.age); // 18
        System.out.println("=============");
        // 4. 使用对象的成员方法,格式:
        // 对象名.成员方法名()
        stu.eat();
        stu.sleep();
        stu.study();
    }
}

成员变量的默认值

  数据类型 默认值
基本类型 整数(byte,short,int,long) 0
  浮点数(float,double) 0.0
  字符(char) '\u0000'
  布尔(boolean) false
引用类型 数组,类,接口 null

1.5 类与对象的练习

定义手机类:

public class Phone {
    // 成员变量
    String brand; //品牌
    int price; //价格
    String color; //颜色
    // 成员方法
    //打电话
    public void call(String name) {
        System.out.println("给"+name+"打电话");
    } /
    /发短信
    public void sendMessage() {
        System.out.println("群发短信");
    }
}

定义测试类:

public class Test02Phone {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象
        Phone p = new Phone();
        //输出成员变量值
        System.out.println("品牌:"+p.brand);//null
        System.out.println("价格:"+p.price);//0
        System.out.println("颜色:"+p.color);//null
        System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
        //给成员变量赋值
        p.brand = "锤子";
        p.price = 2999;
        p.color = "棕色";
        //再次输出成员变量值
        System.out.println("品牌:"+p.brand);//锤子
        System.out.println("价格:"+p.price);//2999
        System.out.println("颜色:"+p.color);//棕色
        System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
        //调用成员方法
        p.call("紫霞");
        p.sendMessage();
    }
}

1.6 对象内存图

一个对象,调用一个方法内存图

通过上图,我们可以理解,在栈内存中运行的方法,遵循"先进后出,后进先出"的原则。变量指向堆内存中的空间,寻找方法信息,去执行该方法。但是,这里依然有问题存在。创建多个对象时,如果每个对象内部都保存一份方法信息,这就非常浪费内存了,因为所有对象的方法信息都是一样的。那么如何解决这个问题呢?请看如下图解。

两个对象,调用同一方法内存图

对象调用方法时,根据对象中方法标记(地址值),去类中寻找方法信息。这样哪怕是多个对象,方法信息只保存一份,节约内存空间。

一个引用,作为参数传递到方法中内存图

使用对象类型作为方法的参数

当一个对象作为参数,传递到方法当中是,实际上传递进去的是对象的地址值。

使用对象类型作为方法的返回值

当使用一个对象类型作为方法的返回值时:返回值其实就是对象的地址值。

1.7 成员变量和局部变量区别

变量根据定义位置的不同,我们给变量起了不同的名字。

  • 在类中的位置不同 重点
    成员变量:类中,方法外
    局部变量:方法中或者方法声明上(形式参数)
  • 作用范围不一样 重点
    成员变量:类中
    局部变量:方法中
  • 初始化值的不同 重点
    成员变量:有默认值
    局部变量:没有默认值。必须先定义,赋值,最后使用
  • 在内存中的位置不同 了解
    成员变量:堆内存
    局部变量:栈内存
  • 生命周期不同 了解
    成员变量:随着对象的创建而存在,随着对象被垃圾回收而消失
    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
/*
局部变量和成员变量

1. 定义的位置不一样【重点】
局部变量:在方法的内部
成员变量:在方法的外部,直接写在类当中

2. 作用范围不一样【重点】
局部变量:只有方法当中才可以使用,出了方法就不能再用
成员变量:整个类全都可以通用。

3. 默认值不一样【重点】
局部变量:没有默认值,如果要想使用,必须手动进行赋值
成员变量:如果没有赋值,会有默认值,规则和数组一样

4. 内存的位置不一样(了解)
局部变量:位于栈内存
成员变量:位于堆内存

5. 生命周期不一样(了解)
局部变量:随着方法进栈而诞生,随着方法出栈而消失
成员变量:随着对象创建而诞生,随着对象被垃圾回收而消失
 */
public class Demo01VariableDifference {

    String name; // 成员变量

    public void methodA() {
        int num = 20; // 局部变量
        System.out.println(num);
        System.out.println(name);
    }

    public void methodB(int param) { // 方法的参数就是局部变量
        // 参数在方法调用的时候,必然会被赋值的。
        System.out.println(param);

        int age; // 局部变量
//        System.out.println(age); // 没赋值不能用

//        System.out.println(num); // 错误写法!
        System.out.println(name);
    }

}

第2章 封装

2.1 封装概述

概述

面向对象编程语言是对客观世界的模拟,客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的,外界无法直接操作和修改。封装可以被认为是一个保护屏障,防止该类的代码和数据被其他类随意访问。要访问该类的数据,必须通过指定的方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护,也加强了代码的安全性。

原则

将属性隐藏起来,若需要访问某个属性,提供公共方法对其访问。

封装性在Java当中的体现

  1. 方法就是一种封装
  2. 关键字private也是一种封装

2.2 方法封装的步骤

/*
封装就是将一些细节信息隐藏起来,对于外界不可见。
 */
public class Demo02Method {

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {5, 15, 25, 20, 100};

        int max = getMax(array);
        System.out.println("最大值:" + max);
    }
    // 给我一个数组,我还给你一个最大值
    public static int getMax(int[] array) {
        int max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            if (array[i] > max) {
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}

2.3 private 封装

  1. 使用 private 关键字来修饰成员变量。
  2. 对需要访问的成员变量,提供对应的一对 getXxx 方法 、 setXxx 方法。

private的含义

  1. private是一个权限修饰符,代表最小权限。
  2. 可以修饰成员变量和成员方法。
  3. 被private修饰后的成员变量和成员方法,只在本类中才能访问。
  • private的使用格式
private 数据类型 变量名 ;
  1. 使用 private 修饰成员变量,代码如下:
public class Student {
    private String name;
    private int age;
}
  1. 提供 getXxx 方法 / setXxx 方法,可以访问成员变量,代码如下:
public class Student {
    private String name;
    private int age;
    public void setName(String n) {
        name = n;
    } 
    public String getName() {
        return name;
    } 
    public void setAge(int a) {
        age = a;
    } 
    public int getAge() {
        return age;
    }
}
/*
问题描述:定义Person的年龄时,无法阻止不合理的数值被设置进来。
解决方案:用private关键字将需要保护的成员变量进行修饰。

一旦使用了private进行修饰,那么本类当中仍然可以随意访问。
但是!超出了本类范围之外就不能再直接访问了。

间接访问private成员变量,就是定义一对儿Getter/Setter方法

必须叫setXxx或者是getXxx命名规则。
对于Getter来说,不能有参数,返回值类型和成员变量对应;
对于Setter来说,不能有返回值,参数类型和成员变量对应。
对于基本类型当中的boolean值,Getter方法一定要写成isXxx的形式,而setXxx规则不变。
 */
public class Person {
    String name; // 姓名
    private int age; // 年龄
    public void show() {
        System.out.println("我叫:" + name + ",年龄:" + age);
    }
    // 这个成员方法,专门用于向age设置数据
    public void setAge(int num) {
        if (num < 100 && num >= 9) { // 如果是合理情况
            age = num;
        } else {
            System.out.println("数据不合理!");
        }
    }
    // 这个成员方法,专门私语获取age的数据
    public int getAge() {
        return age;
    }
}

2.4 封装优化1——this关键字

this使用格式

this.成员变量名;
/*
当方法的局部变量和类的成员变量重名的时候,根据“就近原则”,优先使用局部变量。
如果需要访问本类当中的成员变量,需要使用格式:
this.成员变量名
“通过谁调用的方法,谁就是this。”
 */
public class Person {
    String name; // 我自己的名字
    // 参数name是对方的名字
    // 成员变量name是自己的名字
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println(name + ",你好。我是" + this.name);
        System.out.println(this); // 调用的方法的对象的地址值。
    }
}

this的含义

this代表所在类的当前对象的引用(地址值),即对象自己的引用。

记住:方法被哪个对象调用,方法中的this就代表那个对象。即谁在调用,this就代表谁。

使用 this 修饰方法中的变量,解决成员变量被隐藏的问题。

2.5 封装优化2——构造方法

当一个对象被创建时候,构造方法用来初始化该对象,给对象的成员变量赋初始值。

小贴士:无论你与否自定义构造方法,所有的类都有构造方法,因为Java自动提供了一个无参数构造方法,一旦自己定义了构造方法,Java自动提供的默认无参数构造方法就会失效。

构造方法的定义格式

修饰符 构造方法名(参数列表){
// 方法体
}

构造方法的写法上,方法名与它所在的类名相同。它没有返回值,所以不需要返回值类型,甚至不需要void。使用构造方法后,代码如下:

/*
构造方法是专门用来创建对象的方法,当我们通过关键字new来创建对象时,其实就是在调用构造方法。
格式:
public 类名称(参数类型 参数名称) {
    方法体
}

注意事项:
1. 构造方法的名称必须和所在的类名称完全一样,就连大小写也要一样
2. 构造方法不要写返回值类型,连void都不写
3. 构造方法不能return一个具体的返回值
4. 如果没有编写任何构造方法,那么编译器将会默认赠送一个构造方法,没有参数、方法体什么事情都不做。
public Student() {}
5. 一旦编写了至少一个构造方法,那么编译器将不再赠送。
6. 构造方法也是可以进行重载的。
重载:方法名称相同,参数列表不同。
 */
public class Student {

    // 成员变量
    private String name;
    private int age;
    // 无参数的构造方法
    public Student() {
        System.out.println("无参构造方法执行啦!");
    }
    // 全参数的构造方法
    public Student(String name, int age) {
        System.out.println("全参构造方法执行啦!");
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    // Getter Setter
    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;
    }
}

注意事项

  1. 如果你不提供构造方法,系统会给出无参数构造方法。
  2. 如果你提供了构造方法,系统将不再提供无参数构造方法。
  3. 构造方法是可以重载的,既可以定义参数,也可以不定义参数。

2.6 标准代码——JavaBean

JavaBean 是 Java语言编写类的一种标准规范。符合 JavaBean 的类,要求类必须是具体的和公共的,并且具有无参数的构造方法,提供用来操作成员变量的 set 和 get 方法。

public class ClassName{
    //成员变量
    //构造方法
    //无参构造方法【必须】
    //有参构造方法【建议】
    //成员方法
    //getXxx()
    //setXxx()
}

编写符合 JavaBean 规范的类,以学生类为例,标准代码如下:

/*
一个标准的类通常要拥有下面四个组成部分:

1. 所有的成员变量都要使用private关键字修饰
2. 为每一个成员变量编写一对儿Getter/Setter方法
3. 编写一个无参数的构造方法
4. 编写一个全参数的构造方法

这样标准的类也叫做Java Bean

code --> generate --> Getter/Setter 可以自动生成 Getter/Setter 代码
code --> generate --> Constructor 可以自动生成构造方法
 */
public class Student {

    private String name; // 姓名
    private int age; // 年龄
    public Student() {
    }
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

测试类,代码如下:

public class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
        //无参构造使用
        Student s= new Student();
        s.setName("柳岩");
        s.setAge(18);
        System.out.println(s.getName()+"‐‐‐"+s.getAge());
        //带参构造使用
        Student s2= new Student("赵丽颖",18);
        System.out.println(s2.getName()+"‐‐‐"+s2.getAge());
    }
}