Java基础:面向对象

1. 面向对象思想

1.1 面向对象思想引入

前面我们讲过数组,当有多个数组都需要遍历时,我们可以将遍历的代码封装到方法中,需要遍历时,就调用相应的方法即可,提高代码的复用性。在对数组遍历的基础上继续增加需求,比如获取最值,数值逆序等,同样需要将这些功能封装到相应的方法中。这样继续封装会发现方法越来越多,于是就想能不能将这些方法继续进行封装呢?通过前面的讲解我们知道类是可以存放方法的,所以,我们就考虑使用类封装来这多个方法,将来再做数组的操作时,不用去找具体的方法,先找到这个类,然后使用这个类中的方法。这就是面向对象思想的编程方式。

1.2 面向过程思想概述

我们来回想一下,这几天我们完成一个需求的步骤:首先是搞清楚我们要做什么,然后在分析怎么做,最后我们再代码体现。一步一步去实现,而具体的每一步都需要我们去实现和操作。这些步骤相互调用和协作,完成我们的需求。

在上面的每一个具体步骤中我们都是参与者,并且需要面对具体的每一个步骤和过程,这就是面向过程最直接的体现。

那么什么是面向过程开发呢? 面向过程开发,其实就是面向着具体的每一个步骤和过程,把每一个步骤和过程完成,然后由这些功能方法相互调用,完成需求。

面向过程的代表语言:C语言,强调的是每一个功能的步骤

1.3 面向对象思想概述

当需求单一,或者简单时,我们一步一步去操作没问题,并且效率也挺高。可随着需求的更改,功能的增多,发现需要面对每一个步骤很麻烦了,这时就开始思索,能不能把这些步骤和功能在进行封装,封装时根据不同的功能,进行不同的封装,功能类似的封装在一起。这样结构就清晰了很多。用的时候,找到对应的类就可以了。这就是面向对象的思想。接下来我们看看面向对象到底是什么?

面向对象思想概述:面向对象是基于面向过程的编程思想,强调的是对象,然后由对象去调用功能。

面向对象思想特点

  • 是一种更符合我们思想习惯的思想
  • 可以将复杂的事情简单化
  • 将我们从执行者变成了指挥者,角色发生了转换

举例:

(1) 买电脑:

面向过程:我的了解电脑--了解我自己的需求--找对应的参数信息--去中关村买电脑--讨价还价--买回电脑

面向对象:我知道我要买电脑 -- 班长去给我买 -- 班长就买回来了

(2) 洗衣服:

面向过程:把衣服脱下--找一个盆--放点洗衣粉--加点水--把衣服扔进去--搓一搓--清洗衣服--拧干--晾起来

面向对象:把衣服脱下--打开全自动洗衣机--扔进去--一键即可--晾起来

(3) 吃饭:

面向过程:去超市买菜--摘菜--洗菜--切菜--炒菜--盛起来--吃

面向对象:上饭店吃饭,你--服务员(点菜)--厨师(做菜)--服务员(端菜)--吃

1.4 面向对象开发,设计,特征

面向对象开发:就是不断的创建对象,使用对象,指挥对象做事情。
面向对象设计:其实就是在管理和维护对象之间的关系。

面向对象特征

  • 封装(encapsulation)
  • 继承(inheritance)
  • 多态(polymorphism)

2. 类与对象及其使用

2.1 类与对象的关系

我们学习编程语言,就是为了模拟现实世界的事物,实现信息化。比如:去超市买东西的计费系统,去银行办业务的系统。

我们如何表示一个现实世界事物呢:

  • 属性 就是该事物的描述信息
  • 行为 就是该事物能够做什么
  • 举例:学生事物

我们学习的Java语言最基本单位是类,所以,我们就应该把事物用一个类来体现。

类:是一组相关的属性和行为的集合
对象:是该类事物的具体体现
举例:类 学生,对象班长就是一个对象

PS
类:可以理解为构造对象的一个蓝图或者模版,是抽象的概念
对象:是以类为模型创建的具体实例,是对类的一种具体化。

2.2 类的定义

现实世界的事物有属性(人的身高,体重等)和行为(人可以学习,吃饭等)

Java中用class描述事物也是如此,成员变量 就是事物的属性,成员方法 就是事物的行为

定义类其实就是定义类的成员(成员变量和成员方法)

/**
    事物:
        属性  事物的信息描述
        行为  事物的功能
    
    类:
        成员变量    事物的属性
        成员方法    事物的行为
        
    定义一个类,其实就是定义该类的成员变量和成员方法。
    
    案例:我们来完成一个学生类的定义。
    
    学生事物:
        属性:姓名,年龄,地址...
        行为:学习,吃饭,睡觉...
        
    把事物要转换为对应的类:
    
    学生类:
        成员变量:姓名,年龄,地址...
        成员方法:学习,吃饭,睡觉...
        
    成员变量:和以前变量的定义是一样的格式,但是位置不同,在类中方法外。
    成员方法:和以前的方法定义是一样的格式,但是今天把static先去掉。
    
    首先我们应该定义一个类,然后完成类的成员。
*/
//这是我的学生类
class Student {
    //定义变量
    String name;//姓名
    int age;//年龄
    String address;//地址
    
    //定义方法
    //学习的方法
    public void study() {
        System.out.println("学生爱学习");
    }
    
    //吃饭的方法
    public void eat() {
        System.out.println("学习饿了,要吃饭");
    }
    
    //睡觉的方法
    public void sleep() {
        System.out.println("学习累了,要睡觉");
    }
}

2.3 对象内存图

1个对象的内存图:一个对象的基本初始化过程

java对象内存

2个对象的内存图:方法的共用

java对象内存

3个对象的内存图:其中有两个引用指向同一个对象

java对象内存

2.4 成员变量和局部变量的区别

成员变量和局部变量的区别

注意事项:局部变量名称可以和成员变量名称一样,在方法中使用的时候,采用的是就近原则。

class Varialbe {
    //成员变量
    //int num = 10;
    int num; //0
    
    public void show() {
        //int num2 = 20; //局部变量
        //可能尚未初始化变量num2
        //int num2; //没有默认值
        int num2 = 20;
        System.out.println(num2);
        
        //int num = 100;
        System.out.println(num);
    }
}

class VariableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Varialbe v = new Varialbe();
        
        System.out.println(v.num); //访问成员变量
        
        v.show();   
            
    }
}

2.5 形式参数问题

基本类型作为形式参数:形式参数的改变不影响实际参数
引用类型作为形式参数:形式参数的改变直接影响实际参数

/**
    形式参数的问题:
        基本类型:形式参数的改变不影响实际参数
        引用类型:形式参数的改变直接影响实际参数
*/
//形式参数是基本类型
class Demo {
    public int sum(int a,int b) {
        return a + b;
    }
}

//形式参数是引用类型
class Student {
    public void show() {
        System.out.println("我爱学习");
    }
}

class StudentDemo {
    //如果你看到了一个方法的形式参数是一个类类型(引用类型),这里其实需要的是该类的对象。
    public void method(Student s) { //调用的时候,把main方法中的s的地址传递到了这里 Student s = new Student();
        s.show();
    }
}

class ArgsTest {
    public static void main(String[] args) {
        //形式参数是基本类型的调用
        Demo d = new Demo();
        int result = d.sum(10,20);
        System.out.println("result:"+result);
        System.out.println("--------------");
        
        //形式参数是引用类型的调用
        //需求:我要调用StudentDemo类中的method()方法
        StudentDemo sd = new StudentDemo();
        //创建学生对象
        Student s = new Student();
        sd.method(s); //把s的地址给到了这里
    }
}

运行结果:

形参

2.6 匿名对象

匿名对象:就是没有名字的对象。是对象的一种简化表示形式
匿名对象的两种使用情况:对象调用方法仅仅一次的时候;作为实际参数传递。

/**
    匿名对象:就是没有名字的对象。
    
    匿名对象的应用场景:
        A:调用方法,仅仅只调用一次的时候。
            注意:调用多次的时候,不适合。
            那么,这种匿名调用有什么好处吗?
                有,匿名对象调用完毕就是垃圾。可以被垃圾回收器回收。
        B:匿名对象可以作为实际参数传递
*/
class Student {
    public void show() {
        System.out.println("我爱学习");
    }
}

class StudentDemo {
    public void method(Student s) {
        s.show();
    }
}

class NoNameDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //带名字的调用
        Student s = new Student();
        s.show();
        s.show();
        System.out.println("--------------");
        
        //匿名对象
        //new Student();
        //匿名对象调用方法
        new Student().show();
        new Student().show(); //这里其实是重新创建了一个新的对象
        System.out.println("--------------");
        
        
        //匿名对象作为实际参数传递
        StudentDemo sd = new StudentDemo();
        //Student ss = new Student();
        //sd.method(ss); //这里的s是一个实际参数
        //匿名对象
        sd.method(new Student());
        
        //在来一个
        new StudentDemo().method(new Student());
    }
}

运行结果:

匿名对象

2.7 封装(private)

封装概述:是指隐藏对象的属性和实现细节,仅对外提供公共访问方式。

封装的好处:

  • 隐藏实现细节,提供公共的访问方式
  • 提高了代码的复用性
  • 提高安全性。

封装原则:

  • 将不需要对外提供的内容都隐藏起来。
  • 把属性隐藏,提供公共方法对其访问。

private关键字:

  • 是一个权限修饰符。
  • 可以修饰成员(成员变量和成员方法)
  • 被private修饰的成员只在本类中才能访问。

private最常见的应用:

  • 把成员变量用private修饰
  • 提供对应的getXxx()/setXxx()方法
  • 一个标准的案例的使用
/**
    封装和private的应用:
        A:把成员变量用private修饰
        B:提高对应的getXxx()和setXxx()方法
*/
//定义学生类
class Student {
    //姓名
    private String name;
    //年龄
    private int age;
    
    //姓名获取值
    public String getName() {
        return name;
    }
    
    //姓名设置值
    public void setName(String n) {
        name = n;
    }
    
    //年龄获取值
    public int getAge() {
        return age;
    }
    
    //年龄赋值
    public void setAge(int a) {
        age = a;
    }
}

//测试类
class StudentTest {
    public static void main(String[] args) {
        //创建学生对象
        Student s = new Student();
        
        //使用成员变量
        //错误:被私有修饰了,外界不能直接访问了
        //System.out.println(s.name+"---"+s.age);
        System.out.println(s.getName()+"---"+s.getAge());
        
        //给成员变量赋值
        //s.name = "林青霞";
        //s.age = 27;
        //通过方法给赋值
        s.setName("林青霞");
        s.setAge(27);
        System.out.println(s.getName()+"---"+s.getAge());
    }
}

运行结果:

private关键字

2.8 this关键字

this:代表所在类的对象引用
记住:方法被哪个对象调用,this就代表那个对象

什么时候使用this呢?

  • 局部变量隐藏成员变量
  • 其他用法后面和super一起讲解
/** 
    我们曾经曰:起名字要做到见名知意。
    
    this:是当前类的对象引用。简单的记,它就代表当前类的一个对象。
    
        注意:谁调用这个方法,在该方法内部的this就代表谁。
        
    this的场景:
        解决局部变量隐藏成员变量
    
    this:哪个对象调用那个方法,this就代表那个对象
*/
class Student {
    private String name;
    private int age;
    
    public String getName() {
        return name; //这里其实是隐含了this
    }
    
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    public int getAge() {
        return age;
    }
    
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

class StudentTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个对象
        Student s1 = new Student();
        s1.setName("林青霞");
        s1.setAge(27);
        System.out.println(s1.getName()+"---"+s1.getAge());
        
        //创建第二个对象
        Student s2 = new Student();
        s2.setName("刘意");
        s2.setAge(30);
        System.out.println(s2.getName()+"---"+s2.getAge());
    }
}

运行结果:

this关键字

this关键字的内存图解:

this关键字

2.9 构造方法

构造方法作用概述:给对象的数据进行初始化

构造方法格式

  • 方法名与类名相同
  • 没有返回值类型,连void都没有
  • 没有具体的返回值

构造方法注意事项

  • 如果你不提供构造方法,系统会给出默认构造方法
  • 如果你提供了构造方法,系统将不再提供
  • 构造方法也是可以重载的

给成员变量赋值有两种方式:

  • setXxx()
  • 构造方法

PS:
1、一般函数和构造函数什么区别呢?

构造函数:对象创建时,就会调用与之对应的构造函数,对对象进行初始化。
一般函数:对象创建后,需要函数功能时才调用。

构造函数:对象创建时,会调用并且只调用一次。
一般函数:对象创建后,可以被调用多次。

2、创建对象都必须要通过构造函数初始化。

一个类中如果没有定义过构造函数,那么该类中会有一个默认的空参数构造函数。

如果在类中定义了指定的构造函数,那么类中的默认构造函数就没有了。

3、多个构造函数是以重载的形式存在的。

/**
    我们一直在使用构造方法,但是,我们确没有定义构造方法,用的是哪里来的呢?
    
    构造方法的注意事项:
        A:如果我们没有给出构造方法,系统将自动提供一个无参构造方法。
        B:如果我们给出了构造方法,系统将不再提供默认的无参构造方法。
            注意:这个时候,如果我们还想使用无参构造方法,就必须自己给出。建议永远自己给出无参构造方法
        
    给成员变量赋值有两种方式:
        A:setXxx()
        B:构造方法
*/

class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
        //System.out.println("我给了,你还给不");
        System.out.println("这是无参构造方法");
    }
    
    //构造方法的重载格式
    public Student(String name) {
        System.out.println("这是带一个String类型的构造方法");
        this.name = name;
    }
    
    public Student(int age) {
        System.out.println("这是带一个int类型的构造方法");
        this.age = age;
    }
    
    public Student(String name,int age) {
        System.out.println("这是一个带多个参数的构造方法");
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public void show() {
        System.out.println(name+"---"+age);
    }
}

class ConstructDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象
        Student s = new Student();
        s.show();
        System.out.println("-------------");
        
        //创建对象2
        Student s2 = new Student("林青霞");
        s2.show();
        System.out.println("-------------");
        
        //创建对象3
        Student s3 = new Student(27);
        s3.show();
        System.out.println("-------------");
        
        //创建对象4
        Student s4 = new Student("林青霞",27);
        s4.show();
    }
}

2.10 类的成员方法

成员方法其实就是我们前面讲过的方法

方法具体划分:

  • 根据返回值:有明确返回值方法;返回void类型的方法
  • 根据形式参数:无参方法;带参方法

一个基本类的标准代码写法

/**
    一个标准代码的最终版。
    
    学生类:
        成员变量:
            name,age
        构造方法:
            无参,带两个参
        成员方法:
            getXxx()/setXxx()
            show():输出该类的所有成员变量值
            
    给成员变量赋值:
        A:setXxx()方法
        B:构造方法
        
    输出成员变量值的方式:
        A:通过getXxx()分别获取然后拼接
        B:通过调用show()方法搞定
*/
class Student {
    //姓名
    private String name;
    //年龄
    private int age;
    
    //构造方法
    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;
    }
    
    //输出所有的成员变量值
    public void show() {
        System.out.println(name+"---"+age);
    }
}

//测试类
class StudentTest {
    public static void main(String[] args) {
        //方式1给成员变量赋值
        //无参构造+setXxx()
        Student s1 = new Student();
        s1.setName("林青霞");
        s1.setAge(27);
        //输出值
        System.out.println(s1.getName()+"---"+s1.getAge());
        s1.show();
        System.out.println("----------------------------");
        
        //方式2给成员变量赋值
        Student s2 = new Student("刘意",30);
        System.out.println(s2.getName()+"---"+s2.getAge());
        s2.show();
    }
}

运行结果:

类的成员方法

2.11 类的初始化过程

Student s = new Student();在内存中做了哪些事情?

  • 加载Student.class文件进内存
  • 在栈内存为s开辟空间
  • 在堆内存为学生对象开辟空间
  • 对学生对象的成员变量进行默认初始化
  • 对学生对象的成员变量进行显示初始化
  • 通过构造方法对学生对象的成员变量赋值
  • 学生对象初始化完毕,把对象地址赋值给s变量
类的初始化过程

2.12 static关键字

static关键字可以修饰成员变量和成员方法

static关键字特点

  • 随着类的加载而加载
  • 优先于对象存在
  • 被类的所有对象共享
  • 这也是我们判断是否使用静态关键字的条件
  • 可以通过类名调用

static关键字注意事项

  • 在静态方法中是没有this关键字的
  • 静态方法只能访问静态的成员变量和静态的成员方法

静态的内存图

静态的内存图

静态变量和成员变量的区别

静态变量和成员变量的区别

2.13 main方法是静态的

public static void main(String[] args) {}

  • public 被jvm调用,访问权限足够大。
  • static 被jvm调用,不用创建对象,直接类名访问
  • void被jvm调用,不需要给jvm返回值
  • main 一个通用的名称,虽然不是关键字,但是被jvm识别
  • String[] args 以前用于接收键盘录入的
  • 静态什么时候用?

静态变量

当分析对象中所具备的成员变量的值都是相同时,这时这个成员就可以被静态修饰。

只要数据在对象中都是不同的,就是对象的特有数据,必须存储在对象中,是非静态的。

如果是相同的数据,对象不需要做修改,只需要使用即可,不需要存储在对象中,定义成静态的。

静态函数

函数是否用静态修饰,就参考一点,就是该函数功能是否需要访问到对象中的特有数据。

简单点说,从源代码看,该功能是否需要访问非静态的成员变量,如果需要,该功能就是非静态的。

如果不需要,就可以将该功能定义成静态的。当然,也可以定义成非静态,但是非静态需要被对象调用。

如果没有访问特有数据的方法,该对象的创建是没有意义。

/*
    main方法的格式讲解:
        public static void main(String[] args) {...}
        
        public:公共的,访问权限是最大的。由于main方法是被jvm调用,所以权限要够大。
        static:静态的,不需要创建对象,通过类名就可以。方便jvm的调用。
        void:因为我们曾经说过,方法的返回值是返回给调用者,而main方法是被jvm调用。你返回内容给jvm没有意义。
        main:是一个常见的方法入口。我见过的语言都是以main作为入口。
        String[] args:这是一个字符串数组。值去哪里了?
            这个东西到底有什么用啊?怎么给值啊?
                这个东西早期是为了接收键盘录入的数据的。
                格式是:
                    java MainDemo hello world java
*/
class MainDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //System.out.println(args); //[Ljava.lang.String;@175078b
        //System.out.println(args.length); //0
        //System.out.println(args[0]); //ArrayIndexOutOfBoundsException
        
        //接收数据后
        System.out.println(args); 
        System.out.println(args.length); 
        //System.out.println(args[0]); 
        for(int x=0; x<args.length; x++) {
            System.out.println(args[x]);
        }
    }
}

运行结果:

静态函数

3. 修饰符

java修饰符

4. 关键字

java关键字
最后编辑于
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