Java面向对象
初识面向对象
面向过程&面向对象
- 面向过程思想
- 步骤清晰简单
- 面向过程适合处理一些较为简单的问题
- 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，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，具体到围观操作，仍然需要面向过程的思路去处理
什么是面向对象
- 面向对象编程（Object-Oriented Programming,OOP）
- 面向对象编程的本质就是：以类的方式组织代码，以对象的形式组织（封装）数据
- 抽象
- 三大特性：
- 封装
- 继承
- 多态
- 从认识论角度考虑是先有对象后有类。对象，是具体的事物。类，是抽象的，是对对象的抽象
- 从代码运行角度考虑是先有类后有对象。类是对象的模板
方法回顾和加深
方法的定义
- 修饰符
- 返回类型
- break和continue的区别
- 方法名
- 参数列表
- 异常抛出
public class Demo01 {
/*
修饰符 返回值类型 方法名（...）{
//方法体
return 返回值；
}
*/
//return 结束方法，返回一个结果
public String sayHello(){
return "Hello";
}
public void hello(){
return;//返回值类型为void，返回值为空
}
public int max(int a,int b){
return a>b ? a:b;//三元运算符
}
public void readFile(String file) throws IOException{
}
}
方法的调用
- 静态方法
//静态方法 static
public static void main(String[] args) {
//实例化这个类 new
//对象类型 对象名= 对象值
Student student=new Student();
student.say();
}
- 非静态方法
public void a(){
}
- 形参和实参
public class Demo03 {
public static void main(String[] args) {
//形式参数和实际参数的类型要对应
int add=Demo03.add(23,46);//实参
System.out.println(add);
}
public static int add(int a,int b){//形参
return a+b;
}
}
- 值传递和引用传递
//值传递
public class Demo04 {
public static void main(String[] args) {
int a =1;
System.out.println(a);//1
Demo04.change(a);
System.out.println(a);//1
}
//返回值为空
public static void change(int a){
a=10;
}
}
//引用传递：对象 本质还是值传递
public class Demo05 {
public static void main(String[] args) {
Person person=new Person();
System.out.println(person.name);//null
Demo05.change(person);
System.out.println(person.name);//祝
}
public static void change(Person person){
//person是一个对象：指向--->Person person=new Person();这是一个具体的人，可以改变属性
person.name="祝";
}
}
//定义了一个Person类，有一个属性
class Person{
String name;
}
- this关键字
对象的创建分析
类与对象的关系
- 类是一种抽象的数据类型，它是对某一类事物整体描述/定义，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
- 张三就是人的一个具体实例，张三家里的旺财就是狗的一个具体实例
- 能够体现出特点，展现出功能的是具体的实例，而不是一个抽象的概念
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
- 类中的构造器也称为构造方法，是在进行创建对象的时候必须要调用的，并且构造器有以下俩个特点：
- 必须和类的名字相同
- 必须没有返回值，也不能写void
- 构造器必须要掌握
public class Person {
//一个类即使什么都不写，也会存在一个方法
//显示的定义构造器
String name;
//实例化初始值
//1.使用new关键字本质是在调用构造器
//2.用来初始化值
public Person(){
}
//有参构造:一旦定义了有参构造，无参构造就必须显式定义
public Person(String name){
this.name=name;
}
}
/*
public static void main(String[] args) {
//实例化了一个对象
Person person=new Person("zhuqq");
System.out.println(person.name);//zhuqq
}
构造器：
1.和类名相同
2.没有返回值
作用：
1.new本质在构造方法
2.初始化对象的值
注意点：
1.定义有参构造之后，如果想使用无参构造，显示的定义一个无参构造
alt+insert:生成构造函数快捷键
*/
创建对象内存分析
public class Pet {
public String name;
public int age;
//无参构造
public void shout(){
System.out.println("叫了一声");
}
}
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.age);
System.out.println(dog.name);
Pet cat=new Pet();
}
}
面向对象三大特性
封装
- 该露的露，该藏的藏。我们程序设计要追求“高内聚，低耦合”。高内聚就是类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；低耦合：仅暴露少量的方法给外部使用
- 封装（数据的隐藏），通常应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，这称为信息隐藏
- 记住这句话就够了：属性私有，get/set
- 封装的意义：
- 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
- 系统可维护性提高
public class Student {
//属性私有
private String name;//名字
private int age;//年龄
private int id; //学号
private char sex; //性别
//提供一些可以操作这个属性的方法
//提供一些public的get,set方法
//get 获得这个数据
public String getName(){
return this.name;
}
//set 给这个数据设置值
public void setName(String name){
this.name=name;
}
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Student s1=new Student();
s1.setName("zhu");
System.out.println(s1.getName());//zhu
}
}
继承
-
继承的本质是对某一批类的抽象，从而实现对现实世界更好的建模
-
extends的意思是“扩展”。子类是父类的扩展
-
Java中类只有单继承，没有多继承（可以通俗的理解为：一个儿子只能有一个爸爸，但是一个爸爸可以有多个儿子）
-
继承是类和类之间的一种关系。除此之外，类和类之间的关系还有依赖，组合，聚合等
-
继承关系的两个类，一个为子类（派生类），一个为父类（基类）。子类继承父类，使用关键字extends来表示
-
子类和父类之间，从意义上讲应该具有“is a”的关系
-
object类：在Java中，所有的类都默认直接或间接继承object类
-
super
注意点：
- super是调用父类的构造方法，且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构造方法中
- super和this不能同时调用构造方法
super和this的区别：
- 代表的对象不同：
this：本身调用这个对象
super：代表父类对象的引用
- 前提：
this：没有继承也可以使用
super：只有在继承条件下才可以使用
- 构造方法：
this()：本类的构造
super(): 父类的构造
-
方法重写：
-
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，但不能缩小
public-->protected-->default-->private -
抛出的异常：范围可以被缩小，但不能扩大
-
子类和父类的方法要一致，方法体不同
-
为什么需要重写：
父类的功能，子类不一定需要，或者不一定满足
Alt+Insert 重写快捷键
-
多态
-
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
- 子类重写父类方法
- 父类引用指向子类对象
-
注意：多态是方法的多态，属性没有多态性
//一个对象的实际类型是确定的 //new Student(); //new Person(); //可以指向的类型就不确定了:父类的引用指向子类 //Student 能调用的方法都是自己的或继承父类的 Student s1=new Student(); //Person 父类，可以指向子类，但不能调用子类独有的方法 Person s2=new Student(); Object s3=new Student(); //对象能执行哪些方法，主要看对象左边的类型，和右边关系不大 s2.run();//son s1.run();//子类重写了父类的方法，执行子类的方法,son s1.eat();//eat } public class Student extends Person { @Override public void run() { System.out.println("son"); } public void eat(){ System.out.println("eat"); } } public class Person { public void run(){ System.out.println("跑起来"); } } -
instanceof
//object > String
// object > person >teacher
// object > person > student
Object object=new Student();
//System.out.println(X instanceof Y);能否编译通过，取决于X和Y之间是否存在父子关系
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);编译报错
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);编译报错
// System.out.println(student instanceof String);编译报错
//类型之间的转化：父 子
//高 低
Person obj=new Student();
//student将这个对象转换为Student类型，就可以使用Student类型的方法了
Student student=(Student) obj;//由高到低，需要强转
student.go();
//也可以写成一句话：((Student) obj).go();
//子类转换为父类，可能会丢失自己本来的一些方法
Student student=new Student();
student.go();
Person person=new Student();
// person.go();报错
总结 :
- 父类引用指向子类的对象
- 把子类转换为父类，向上转型
- 把父类转化为子类，向下转型，需要强制转化
- 方便方法的调用，减少重复的代码
多态注意事项
- 多态是方法的多态，属性没有多态
- 父类和子类要有联系，否则会出现类型转换异常：ClassCastxception
- 存在条件：继承关系，方法需要重写，父类引用指向子类对象
- 不能被重写的方法：（不能重写，就不存在多态）
- static 方法：属于类，不属于实例
- final 常量
- private 方法：私有的，不能重写
static关键字详解
public class Student {
private static int age;//静态的变量
private double score;//非静态的变量
//非静态方法能调用静态方法里的所有东西
//静态方法只能调用静态方法里的东西,如果要用非静态方法里的东西，需要new一下
public void run(){
go();
}
public static void go(){
}
public static void main(String[] args) {
go();
Student s1=new Student();
s1.run();
}
}
public class Person {
//第二个执行，赋初始值
{
System.out.println("匿名代码块");
}
//第一个执行,且只执行一次
static {
System.out.println("静态代码块");
}
//第三个执行
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();//匿名代码块 构造方法
}
}
//静态导入包
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);
}
}
抽象类和接口
抽象类
- abstract修饰符可以用来修饰方法也可以修饰类，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
- 抽象类中可以没有抽象方法，但是有抽象方法的一定要声明为抽象类
- 抽象方法，只有方法的声明，没有方法的实现，它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抽象方法，否则该子类也要声明为抽象类
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,自己无法写方法
-
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
-
接口的本质是契约，就像我们人间的法律一样，制定好后大家都遵守
-
OO的精髓，是对对象的抽象，最能体现这一点的就是接口。为什么我们讨论设计模式都只针对具备了抽象能力的语言（比如C++，Java等），就是因为设计模式所研究的，实际上就是如何合理的去抽象
-
声明类的关键字是class，声明接口的关键字是interface
public interface UserService { //接口中的所有定义都是抽象的 //接口都需要有实现类 void add(String name); void delete(String name); void update(String name); void query(String name); } public interface TimeService { void time(); } 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 time() { } }接口的作用
- 约束
- 定义一些方法，让不同的人实现
- 接口中默认的方法：public abstract
- 常量：public static final
- 接口不能被实例化，因为接口中没有构造方法
- implements可以实现多个接口
- 必须要重写接口中的方法
内部类
-
内部类就是在一个类的内部再定义一个类，比如，A类中定义一个B类，那么B类相对A类来说就称为内部类，而A类相对于B类来说就是外部类
-
成员内部类
public class Outer { private int id; public void out(){ System.out.println("外部类"); } public class Inner{ public void in(){ System.out.println("内部类"); } //获得外部类的私有属性 public void getID(){ System.out.println(id); } } } import com.oop.demo10.Outer; public class Application { public static void main(String[] args) { Outer outer=new Outer(); //通过外部类实例化内部类 Outer.Inner inner=outer.new Inner(); inner.in();//内部类 inner.getID();//0 -
静态内部类：加上static就是静态内部类
-
局部内部类
public class Outer { //局部内部类 public void method(){ class Inner{ public void in(){} } } } -
匿名内部类
public class Test { public static void main(String[] args) { //匿名内部类，没有名字初始化类,不用将实例保存到变量中 new Apple().eat(); UserService userService= new UserService() { @Override public void hello() { } }; } } class Apple{ public void eat(){ System.out.println("1"); } } interface UserService{ void hello(); }
异常机制
什么是异常
- 实际工作中，遇到的情况不可能是非常完美的。比如：你写的某个模块，用户输入不一定符合你的要求，你的程序要打开某个文件，这个文件可能不存在或者格式不对等
- 软件程序在运行过程中，非常可能遇到刚刚提出的这些异常问题，我们叫异常，英文是Exception。
- 异常指程序运行中出现的不期而至的各种情况，如文件找不到，网络连接失败等
- 异常发生在程序运行期间，它影响了正常的程序执行流程
简单分类
- 检查性异常：最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的
- 运行时异常：运行时异常是可能被程序员避免的异常，与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略
- 错误：错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题，错误在代码中通常被忽略
异常体系结构
- Java把异常当作对象来处理，并定义一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类
- 在Java API中已经定义了许多异常类，这些异常类分为两大类，错误Error和异常Exception
Error
- Error类对象由Java虚拟机生成并抛出，大多数错误与代码编写者所执行的操作无关
- Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError）,当JVM不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现OutOfMemoryError.这些异常发生时，Java虚拟机一般会选择线程终止
- 还有发生在虚拟机试图执行应用时，如类定义错误（NoClassDefFoundError）,链接错误（LinkageError）。这些错误是不可查的，因为他们在应用程序的控制和处理能力之外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的情况
Exception
-
在Exception分支中有一个重要的子类RunTimeException(运行时异常)
- ArrayIndexOutOfBoundsException （数组下标越界）
- ClassNotFoundException (指定的类不存在)
- FileNotFoundException (文件未找到异常)
- NullPointerException (空指针异常)
- ArithmeticException (算数异常)
- MissingResourceException(丢失资源)等异常，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理
-
这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生
-
Error和Exception的区别：Error通常是灾难性的致命错误，是程序无法控制和处理的，当出现这些异常时，Java虚拟机一般会选择终止线程；Exception通常情况下是可以被程序处理的，并且在程序中应该尽可能的去处理这些异常
Java异常处理机制
-
抛出异常
-
捕获异常
public class Test { public static void main(String[] args) { int a =1; int b =0; try { //try监控区域 System.out.println(a/b); }catch (ArithmeticException e){//捕获异常 System.out.println("出现异常"); }finally {//处理善后工作，可以不要 System.out.println("finally"); } -
异常处理的五个关键字：try,catch,finally,throw,throws
自定义异常
- 使用Java内置的异常类可以描述在编程时出现的大部分异常情况。除此之外，用户还可以自定义异常，只需继承Exception类即可
- 在程序中使用自定义异常类，大体可以分为以下几个步骤：
- 创建自定义异常类
- 在方法中通过throw关键字抛出异常对象
- 如果在当前抛出异常的方法中处理异常，可以使用try-catch语句捕获并处理；否则在方法的声明处通过throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常，继续执行下一步操作
- 在出现异常方法的调用着中捕获并处理异常
实际应用中的经验总结：
- 处理运行时异常时，采用逻辑去合理规避同时辅助try-catch处理
- 在多重catch块后面，可以加上一个catch（Exception）来处理可能会被遗漏的异常
- 对于不确定的代码，也可以加上try-catch，处理潜在的异常
- 尽量去处理异常，切记只是简单的调用printStackTrace()去打印输出
- 具体如何处理异常，要根据不同的业务需求和异常类型去决定
- 尽量添加finally语句块去释放占用的资源
