类与对象、封装、构造方法（成员变量与局部变量的区别）

一、面向对象思想

1、面向对象思想概述

Java语言是一种面向对象的程序设计语言（程序设计语言的发展经历了机器语言、汇编语言、高级语言和非过程化语言4个过程），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-->晾起来

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、继承和多态。

2、类和对象

1）、什么是类？

类 ：是一组相关属性和行为的集合。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。

2）、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。

3）、类与对象的关系

（1）、类是对一类事物的描述，是 抽象的。

（2）、对象是一类事物的实例，是 具体的。

（3）、类是对象的模板，对象是类的实体 。

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：

public class Student {
   //成员变量  
   String name；//姓名  
    int age；//年龄
    //成员方法
    //学习的方法
  publicvoid study() {
    System.out.println("好好学习，天天向上");
  }
  //吃饭的方法
  publicvoid eat() {
    System.out.println("学习饿了要吃饭");
  }
}

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:

public class Test01_Student {
  public static void main(String[] args) {
    //创建对象格式：类名 对象名 = new 类名();
    Student s = new Student();
    System.out.println("s:"+s); //cn.itcast.Student@100363
    //直接输出成员变量值
    System.out.println("姓名："+s.name); //null
    System.out.println("年龄："+s.age); //0
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
    //给成员变量赋值
    s.name = "赵丽颖";
    s.age = 18;
    //再次输出成员变量的值
    System.out.println("姓名："+s.name); //赵丽颖
    System.out.println("年龄："+s.age); //18
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
    //调用成员方法
    s.study(); // "好好学习，天天向上"
    s.eat(); // "学习饿了要吃饭"
  }
}

成员变量的默认值：

6、对象内存图

1）、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p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。

2）、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。

3）、一个引用，作为参数传递到方法中内存图

引用类型作为参数，传递的是地址值。

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。如下图所示：

1）、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)

2）、作用范围不一样 重点

成员变量：类中
局部变量：方法中

3）、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

4）、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

5）、生命周期不同 了解

成员变量：随着对象的创建而存在，随着对象的消失而消失。

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。

二、封装

1、封装概述

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。

2、封装的步骤

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。

3、封装的操作——private关键字

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;
}

2）、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;
  }
}

4、封装优化1——this关键字

我们发现 setXxx 方法中的形参名字并不符合见名知意的规定，那么如果修改与成员变量名一致，是否就见名知意了呢？代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  public void setName(String name) {
    name = name;
  }
  public void setAge(int age) {
    age = age;
  }
}

经过修改和测试，我们发现新的问题，成员变量赋值失败了。也就是说，在修改了 setXxx() 的形参变量名后，方法并没有给成员变量赋值！这是由于形参变量名与成员变量名重名，导致成员变量名被隐藏，方法中的变量名，无法访问到成员变量，从而赋值失败。所以，我们只能使用this关键字，来解决这个重名问题。

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。

this使用格式

this.成员变量名；

使用 this 修饰方法中的变量，解决成员变量被隐藏的问题，代码如下：

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

方法中只有一个变量名时，默认也是使用 this 修饰，可以省略不写。

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。

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：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  // 无参数构造方法
  public Student() {}
  // 有参数构造方法
  public Student(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = 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。

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：

public class Student {
  //成员变量
  private String name;
  private int age;
  //构造方法
  public Student() {}
  public Student(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  //成员方法
  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setAge(int age) {
    this.age = age;
  }
  publicint getAge() {
    return age;
  }
}

简化如下：

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Student {
  //成员变量
  private String name;
  private int age;
}

@Data ： 注在类上，提供类的get、set、equals、hashCode、canEqual、toString方法
@AllArgsConstructor ： 注在类上，提供类的全参构造
@NoArgsConstructor ： 注在类上，提供类的无参构造
@Setter ： 注在属性上，提供 set 方法
@Getter ： 注在属性上，提供 get 方法
@EqualsAndHashCode ： 注在类上，提供对应的 equals 和 hashCode 方法
@Log4j/@Slf4j ： 注在类上，提供对应的 Logger 对象，变量名为 log