第五天:类与对象、封装、构造方法

一.面向对象思想

（一）面向对象的概念：

Java语言是一种 $\color{red}{面向对象}$ 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 $\color{red}{属性}$ 和 $\color{red}{行为}$ 。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。

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。

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

（二）面向对象的特点：

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。

二.类与对象

(一)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。

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。

(二)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，必然具备该类事物的属性和行为。

举例：小猫。

属性：汤姆、5kg、2、白色。

行为：溜墙根走、蹦跶跑、喵喵叫。

(三)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。

image.png

(四)类的定义

1.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中用类(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。

2.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。

代码:

public class Student {
    // 成员变量
    String name; // 姓名
    int age; // 年龄

    // 成员方法
    public void study() {
        // 学习的方法
        System.out.println("好好学习,天天向上!");
    }

    public void eat() {
        System.out.println("吃饭饭~");
    }
}

(五)对象的使用

1.对象的使用格式

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.cxy.demo04.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:
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)

代码:

public class StudentTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建对象格式：类名 对象名 = new 类名();
        Student student = new Student();
        System.out.println("student:" + student);

        // 直接输出成员变量值
        System.out.println("姓名:" + student.name); // null
        System.out.println("年龄:" + student.age); // 0

        // 给成员变量赋值
        student.name = "赵丽颖";
        student.age = 20;

        // 再次输出成员变量的值
        System.out.println("姓名:" + student.name); // 赵丽颖
        System.out.println("年龄:" + student.age); // 20

        // 调用成员变量方法
        student.study(); // 好好学习,天天向上!
        student.eat();  // 吃饭饭~
    }
}

运行结果:

image.png

2.成员变量的默认值

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。

                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

三.对象内存图

(一)只有一个对象的内存图

代码:
Phone.java

public class Phone {
    // 成员变量
    String brand; // 品牌
    double price; //价格
    String color; // 颜色

    // 成员方法
    public void call(String who) {
        System.out.println("给" + who + "打电话");
    }

    public void sendMessage() {
        System.out.println("群发短信");
    }
}

PhoneTest1.java

public class PhoneTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 根据Phone类,创建一个名为one的对象
        // 格式:类名称 对象名 = new 类名称();

        Phone one = new Phone();
        System.out.println(one.brand); // null
        System.out.println(one.price); // 0.0
        System.out.println(one.color); // null
        System.out.println("==============");

        one.brand = "苹果";
        one.price = 8388.0;
        one.color = "黑色";
        System.out.println(one.brand); // 苹果
        System.out.println(one.price); // 8388.0
        System.out.println(one.color); // 黑色
        System.out.println("==============");

        one.call("乔布斯"); // 给乔布斯打电话
        one.sendMessage(); // 群发短信
    }
}

运行结果:

image.png

内存图

只有一个对象的内存图.png

(二)两个对象使用同一个方法的内存图

代码:
PhoneTest2.java

public class PhoneTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 根据Phone类,创建一个名为one的对象
        // 格式:类名称 对象名 = new 类名称();

        Phone one = new Phone();
        System.out.println(one.brand); // null
        System.out.println(one.price); // 0.0
        System.out.println(one.color); // null
        System.out.println("==============");

        one.brand = "苹果";
        one.price = 8388.0;
        one.color = "黑色";
        System.out.println(one.brand); // 苹果
        System.out.println(one.price); // 8388.0
        System.out.println(one.color); // 黑色
        System.out.println("==============");

        one.call("乔布斯"); // 给乔布斯打电话
        one.sendMessage(); // 群发短信

        System.out.println("============================");

        Phone two = new Phone();
        System.out.println(two.brand); // null
        System.out.println(two.price); // 0.0
        System.out.println(two.color); // null
        System.out.println("==============");

        two.brand = "三星";
        two.price = 5999.0;
        two.color = "蓝色";
        System.out.println(two.brand); // 三星
        System.out.println(two.price); // 5999.0
        System.out.println(two.color); // 蓝色
        System.out.println("==============");

        two.call("欧巴"); // 给欧巴打电话
        two.sendMessage(); // 群发短信
    }
}

运行结果:

image.png

内存图

02-两个对象使用同一个方法的内存图.png

(三)两个引用指向同一个对象的内存图

代码:
PhoneSame.java

public class PhoneSame {
    public static void main(String[] args) {
        // 根据Phone类,创建一个名为one的对象
        // 格式:类名称 对象名 = new 类名称();

        Phone one = new Phone();
        System.out.println(one.brand); // null
        System.out.println(one.price); // 0.0
        System.out.println(one.color); // null
        System.out.println("==============");

        one.brand = "苹果";
        one.price = 8388.0;
        one.color = "黑色";
        System.out.println(one.brand); // 苹果
        System.out.println(one.price); // 8388.0
        System.out.println(one.color); // 黑色
        System.out.println("==============");

        one.call("乔布斯"); // 给乔布斯打电话
        one.sendMessage(); // 群发短信

        System.out.println("============================");

        Phone two = new Phone();
        System.out.println(two.brand); // null
        System.out.println(two.price); // 0.0
        System.out.println(two.color); // null
        System.out.println("==============");

        two.brand = "三星";
        two.price = 5999.0;
        two.color = "蓝色";
        System.out.println(two.brand); // 三星
        System.out.println(two.price); // 5999.0
        System.out.println(two.color); // 蓝色
        System.out.println("==============");

        two.call("欧巴"); // 给欧巴打电话
        two.sendMessage(); // 群发短信
    }
}

运行结果:

image.png

内存图:

两个引用指向同一个对象的内存图.png

(四)使用对象类型作为方法的参数的内存图

当一个对象作为参数,传递到方法当中时,实际上传递进去的是对象的地址值。

PhoneParam.java
代码:

public class PhoneParam {
    public static void main(String[] args) {
        Phone one = new Phone();
        one.brand = "苹果";
        one.price = 8388.0;
        one.color = "土豪金";

        method(one); // 传递进去的参数其实就是地址值
    }

    public static void method(Phone param) {
        System.out.println(param.brand); // 苹果
        System.out.println(param.price); // 8388.0
        System.out.println(param.color); // 土豪金
    }
}

运行结果:

image.png

内存图

使用对象类型作为方法的参数.png

(五)使用对象类型作为方法的返回值的内存图

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。

PhoneReturn.java
代码:

public class PhoneReturn {
    public static void main(String[] args) {
        Phone two = getPhone();
        System.out.println(two.brand); // 苹果
        System.out.println(two.price); // 8388.0
        System.out.println(two.color); // 玫瑰金
    }

    public static Phone getPhone() {
        Phone one = new Phone();
        one.brand = "苹果";
        one.price = 8388.0;
        one.color = "玫瑰金";
        return one;
    }
}

运行结果:

image.png

内存图

使用对象类型作为方法的返回值.png

四.成员变量和局部变量区别

(一)什么是成员变量和局部变量

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：

image.png

(二)成员变量和局部变量区别

1.在类中的位置不同 $\color{red}{重点}$

成员变量：在方法的外部，直接写在类当中。
局部变量：在方法的内部或者在方法的声明上(形式参数)。

2.作用范围不一样 $\color{red}{重点}$

成员变量：整个类全都可以通用。
局部变量：只有方法当中才可以使用，出了方法就不能再用。

3.初始化值的不同 $\color{red}{重点}$

成员变量：有默认值。
局部变量：没有默认值，如果要想使用，必须手动进行赋值。

4.在内存中的位置不同 $\color{red}{了解}$

成员变量：位于堆内存。
局部变量：位于栈内存。

5.生命周期不同 $\color{red}{了解}$

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。
局部变量：随着方法进栈而诞生，随着方法出栈而消失。

五.封装

(一)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 $\color{red}{成员变量}$ 都是隐藏在对象内部的，外界无法 $\color{red}{直接操作}$ 和 $\color{red}{修改}$ 。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 $\color{red}{随意访问}$ 。要访问该类的数据，必须通过 $\color{red}{指定的方式}$ 。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。

(二)封装的原则

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。

(三)封装的步骤

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

(四)封装的操作—private关键字

1.private的含义

private是一个权限修饰符，代表最小权限。
可以修饰成员变量和成员方法。
被private修饰后的成员变量和成员方法，只在本类中才能访问。

2.private的使用格式

private 数据类型变量名;
使用 private 修饰成员变量
代码：

public class Student {
    private String name;
    private int age;
}

3.间接访问private成员变量

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。

代码:
Student2.java

package cn.cxy.demo04;

public class Student2 {
    private String name; //姓名
    private int age; //年龄
    private boolean male; //是不是男性

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String str) {
        name = str;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int num) {
        age = num;
    }

    public boolean isMale() {
        return male;
    }

    public void setMale(boolean b) {
        male = b;
    }
}

StudentTest2.java

public class StudentTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Student2 student = new Student2();

        student.setName("鹿晗");
        student.setAge(20);
        student.setMale(true);

        System.out.println("姓名: " + student.getName());
        System.out.println("年龄: " + student.getAge());
        System.out.println("是不是男性: " + student.isMale());

    }
}

运行结果:

image.png

(五)封装的两点优化

1.this关键字

(1) 为什么要使用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：
Person.java

public class Person {
    String name; // 我自己的名字

    // 参数who是对方的名字
    // 成员变量name是自己的名字
    public void sayHello(String name) {
        // 错误写法,成员变量被隐藏
        System.out.println(name + ",你好.我是" + name);
    }
}

PersonTest.java

public class PersonTest {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        person.name = "王健林";
        person.sayHello("王思聪");
    }
}

运行结果:

image.png

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。

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。

(2) 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

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。

(3) 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：
Person.java

public class Person {
    String name; // 我自己的名字

    // 参数who是对方的名字
    // 成员变量name是自己的名字
    public void sayHello(String name) {
        // 错误写法,成员变量被隐藏
        System.out.println(name + ",你好.我是" + this.name);
        System.out.println(this);
    }

PersonTest.java

public class PersonTest {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        person.name = "王健林";
        person.sayHello("王思聪");
        System.out.println(person);
    }
}

运行结果:

image.png

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。

(1) 构造方法的定义格式

修饰符 构造方法名(参数列表){
// 方法体
}

(2) 无参构造方法与有参构造方法
代码:
Student3.java

public class Student3 {
    // 成员变量
    private String name;
    private int age;

    // 无参数的构造方法
    public Student3() {
        System.out.println("无参构造方法执行啦!");
    }

    // 全参数的构造方法
    public Student3(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 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;
    }
}

StudentTest3.java

public class StudentTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        Student3 student1 = new Student3(); // 无参构造
        System.out.println("================");

        Student3 student2 = new Student3("赵丽颖", 20); // 全参构造
        System.out.println("姓名: " + student2.getName() + ",年龄: " + student2.getAge());
    }
}

运行结果:

image.png

注意事项:

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。

构造方法不要写返回值类型，连void都不写。

构造方法不能return一个具体的返回值。

如果你不提供构造方法，系统会给出无参数构造方法。

如果你提供了构造方法，系统将不再提供无参数构造方法。

构造方法也是可以进行重载的。

六.标准类(JavaBean)

(一)什么是标准类

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。

(二)标准类的组成

一个标准的类通常要拥有下面四个组成部分:

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

代码:
StudentStandardClass.java

public class StudentStandardClass {
    private String name; // 姓名
    private int age; // 年龄

    // 无参构造方法
    public StudentStandardClass() {
    }

    // 全参构造方法
    public StudentStandardClass(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 姓名的访问器
    public String getName() {
        return name;
    }

    // 姓名的修改器
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    // 年龄的访问器
    public int getAge() {
        return age;
    }

    // 年龄的修改器
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

StudentStandardTest.java

public class StudentStandardTest {
    public static void main(String[] args) {
        StudentStandardClass student1 = new StudentStandardClass();
        student1.setName("迪丽热巴");
        student1.setAge(20);
        System.out.println("姓名: " + student1.getName() + ", 年龄: " + student1.getAge());
        System.out.println("======================");

        StudentStandardClass student2 = new StudentStandardClass("古力娜扎",21);
        System.out.println("姓名: " + student2.getName() + ", 年龄: " + student2.getAge());
    }
}

运行结果:

image.png

七.匿名对象

(一)概念

创建对象时，只有创建对象的语句，却没有把对象地址值赋值给某个变量。虽然是创建对象的简化写法，但是应用场景非常有限。

匿名对象：没有变量名的对象。

注意事项，匿名对象只能使用唯一的一次，下次再用不得不再创建一个新对象。

使用建议:如果确定有一个对象只需要使用唯一的一次，就可以用匿名对象。

格式：new 类名(参数列表);
举例：new Scanner(System.in);

(二)应用场景

1. 匿名对象直接调用方法

创建匿名对象直接调用方法，没有变量名。
例:new Scanner(System.in).nextInt();
代码:

public class Anoymous {
    public static void main(String[] args) {
        // 匿名对象
        System.out.println(new Scanner(System.in).nextInt());
    }
}

运行结果:

输入10:

image.png

一旦调用两次方法，就是创建了两个对象，造成浪费。

new Scanner(System.in).nextInt();
new Scanner(System.in).nextInt();

2.作为方法的参数和返回值

(1) 作为参数：

代码:

    public static void main(String[] args) {
        // 普通方式
        // Scanner sc = new Scanner(System.in);
        // input(sc);

        //匿名对象作为方法接收的参数
        input(new Scanner(System.in));
    }

    public static void input(Scanner sc) {
        System.out.println(sc.nextInt());
    }
}

运行结果:

输入10:

image.png

(2) 作为返回值：
代码:

public class AnonymousTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = getScanner();
        System.out.println(sc.nextInt());
    }

    public static Scanner getScanner() {
        //普通方式
        //Scanner sc = new Scanner(System.in);
        //return sc;

        //匿名对象作为方法返回值
        return new Scanner(System.in);
    }

}

运行结果:

输入10:

image.png

最后编辑于：2021.03.06 21:51:35

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道士缉凶录：失踪的卖姜人
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第五天:类与对象、封装、构造方法

一.面向对象思想

（一）面向对象的概念：

（二）面向对象的特点：

二.类与对象

(一)什么是类

(二)什么是对象

(三)类与对象的关系

(四)类的定义

1.事物与类的对比

2.类的定义格式:

(五)对象的使用

1.对象的使用格式

2.成员变量的默认值

三.对象内存图

(一)只有一个对象的内存图

内存图

(二)两个对象使用同一个方法的内存图

内存图

(三)两个引用指向同一个对象的内存图

内存图:

(四)使用对象类型作为方法的参数的内存图

内存图

(五)使用对象类型作为方法的返回值的内存图

内存图

四.成员变量和局部变量区别

(一)什么是成员变量和局部变量

(二)成员变量和局部变量区别

1.在类中的位置不同

2.作用范围不一样

3.初始化值的不同

4.在内存中的位置不同

5.生命周期不同

五.封装

(一)封装概述

(二)封装的原则

(三)封装的步骤

(四)封装的操作—private关键字

1.private的含义

2.private的使用格式

3.间接访问private成员变量

(五)封装的两点优化

1.this关键字

2.构造方法

六.标准类(JavaBean)

(一)什么是标准类

(二)标准类的组成

七.匿名对象

(一)概念

(二)应用场景

1. 匿名对象直接调用方法

2.作为方法的参数和返回值

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1.在类中的位置不同 $\color{red}{重点}$

2.作用范围不一样 $\color{red}{重点}$

3.初始化值的不同 $\color{red}{重点}$

4.在内存中的位置不同 $\color{red}{了解}$

5.生命周期不同 $\color{red}{了解}$