一脚踩进java之基础篇12——面向对象

Posted 2021-02-20 smile,你

一、面向过程和面向对象

1.1 面向过程与面向对象都是我们编程中，编写程序的一种思维方式。

　　1） 面向过程的程序设计方式，是遇到一件事时，思考“我该怎么做”，然后一步步实现的过程。

　　例如：公司打扫卫生（擦玻璃、扫地、拖地、倒垃圾等），按照面向过程的程序设计方式会思考“打扫卫生我该怎么做，然后一件件的完成”，最后把公司卫生打扫干净了。

　　2）  面向对象的程序设计方式，是遇到一件事时，思考“我该让谁来做”，然后那个“谁”就是对象，他要怎么做这件事是他自己的事，反正最后一群对象合力能把事就好就行了。

　　例如，公司打扫卫生（擦玻璃、扫地、拖地、倒垃圾等），按照面向对象的程序设计方式会思考“我该让谁来做，如小明擦玻璃、让小丽扫地、让小郭拖地、让小强倒垃圾等”,这里的“小明、小丽、小郭、小强”就是对象，他们要打扫卫生，怎么打扫是他们自己的事，反正最后一群对象合力把公司卫生打扫干净了。

1.2 面向对象的好处

　　通过生活中的真实场景使用面向对象分析完之后，我们开始分析面向过程和面向对象的差异做出总结：

　　1） 面向对象思维方式是一种更符合人们思考习惯的思想

　　2） 面向过程思维方式中更多的体现的是执行者（自己做事情），面向对象中更多的体现是指挥者（指挥对象做事情）。

　　3）  面向对象思维方式将复杂的问题简单化。

二、类与对象

2.1 定义类

　　1）定义类的格式

public class 类名 {
    //可编写0至n个属性
    数据类型 变量名1；
    数据类型 变量名2；
    
    //可编写0至n个方法
    修饰符 返回值类型 方法名(参数){
        执行语句;
}
}

　　2） 定义汽车类

public class Car {
    String color;
    int number;

    void run() {
        System.out.println(color + ":" + number);
    }
}

　　通过代码的描述，知道类的真正意义就是在描述事物。属性和功能统称为事物中的成员。

　　事物的成员分为两种：成员属性和成员功能。

　　　　成员属性在代码中的体现就是成员变量

　　　　成员功能在代码中的体现就是成员方法

　　3） 测试类

public class CarDemo {
    public static void main(String[] args) { 
        /*
         *  测试：Car类中的run方法。
         */
        // 1,创建Car的对象。给对象起个名字。
        Car c = new Car();// c是类类型的变量。c指向了一个具体的Car类型的对象。
        // 2,通过已有的对象调用该对象的功能。格式：对象.对象成员;
        // 3,可以该对象的属性赋值。
        c.color = "red";
        c.number = 4;
        c.run();
    }
}

2.2 对象的内存图解

 2.3 类和对象的区别

　　1）类是对某一类事物的抽象描述，而对象用于表示现实中该类事物的个体。接下来通过一个图例来抽象描述类与对象的关系，如下图所示。

 在上图中，可以将玩具模型看作是一个类，将一个个玩具看作对象，从玩具模型和玩具之间的关系便可以看出类与对象之间的关系。类用于描述多个对象的共同特征，它是对象的模板。对象用于描述现实中的个体，它是类的实例。从上图中可以明显看出对象是根据类创建的，并且一个类可以对应多个对象。

2.4 成员变量和局部变量

　　1）区别一：定义的位置不同

　　定义在类中的变量是成员变量

　　定义在方法中或者{}语句里面的变量是局部变量

　　2）区别二：在内存中的位置不同

　　成员变量存储在对内存的对象中

　　局部变量存储在栈内存的方法中

　　3）区别三：声明周期不同

　　成员变量随着对象的出现而出现在堆中，随着对象的消失而从堆中消失

　　局部变量随着方法的运行而出现在栈中，随着方法的弹栈而消失

　　4）区别四：初始化不同

　　成员变量因为在堆内存中，所有默认的初始化值

　　局部变量没有默认的初始化值，必须手动的给其赋值才可以使用。

三、封装

3.1 封装，它也是面向对象思想的特征之一。面向对象共有三个特征：封装，继承，多态。接下来我们具体学习封装。

　　1）  封装表现：

　　　　①方法就是一个最基本封装体。

　　　　②类其实也是一个封装体。

　　2）从以上两点得出结论，封装的好处：

　　　　①提高了代码的复用性。

　　　　②隐藏了实现细节，还要对外提供可以访问的方式。便于调用者的使用。这是核心之一，也可以理解为就是封装的概念。

　　　　③提高了安全性。

3.2 封装举例

机箱：

一台电脑，它是由CPU、主板、显卡、内存、硬盘、电源等部件组长，其实我们将这些部件组装在一起就可以使用电脑了，但是发现这些部件都散落在外面，很容造成不安全因素，于是，使用机箱壳子，把这些部件都装在里面，并在机箱壳上留下一些插口等，若不留插口，大家想想会是什么情况。

总结：机箱其实就是隐藏了办卡设备的细节，对外提供了插口以及开关等访问内部细节的方式。

3.3 私有private

描述人。Person

属性：年龄。

行为：说话：说出自己的年龄。

class Person {
    int age;
    String name;

    public void show() {
        System.out.println("age=" + age + ",name" + name);
    }
}

public class PersonDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Person对象
        Person p = new Person();
        p.age = -20; // 给Person对象赋值
        p.name = "人妖";
        p.show(); // 调用Person的show方法
    }
}

通过上述代码发现，虽然我们用Java代码把Person描述清楚了，但有个严重的问题，就是Person中的属性的行为可以任意访问和使用。这明显不符合实际需求。

可是怎么才能不让访问呢？需要使用一个Java中的关键字也是一个修饰符 private(私有，权限修饰符)。只要将Person的属性和行为私有起来，这样就无法直接访问。

class Person {
    private int age;
    private String name;

    public void show() {
        System.out.println("age=" + age + ",name" + name);
    }
}

年龄已被私有，错误的值无法赋值，可是正确的值也赋值不了，这样还是不行，那肿么办呢？按照之前所学习的封装的原理，隐藏后，还需要提供访问方式。只要对外提供可以访问的方法，让其他程序访问这些方法。同时在方法中可以对数据进行验证。

一般对成员属性的访问动作：赋值(设置 set)，取值(获取 get)，因此对私有的变量访问的方式可以提供对应的 setXxx或者getXxx的方法。

class Person {
    // 私有成员变量
    private int age;
    private String name;

    // 对外提供设置成员变量的方法
    public void setAge(int a) {
        // 由于是设置成员变量的值，这里可以加入数据的验证
        if (a < 0 || a > 130) {
            System.out.println(a + "不符合年龄的数据范围");
            return;
        }
        age = a; 
    }

    // 对外提供访问成员变量的方法
    public void getAge() {
        return age;
    }
}

总结：

类中不需要对外提供的内容都私有化，包括属性和方法。

以后再描述事物，属性都私有化，并提供setXxx getXxx方法对其进行访问。

注意：私有仅仅是封装的体现形式而已。

3.4 this关键字

　　1）成员变量和局部变量同名的问题

当在方法中出现了局部变量和成员变量同名的时候，那么在方法中怎么区别局部变量成员变量呢？可以在成员变量名前面加上this.来区别成员变量和局部变量

class Person {
    private int age;
    private String name;
    
    public void speak() {
        this.name = "小强";
        this.age = 18;
        System.out.println("name=" + this.name + ",age=" + this.age);
    }
}

class PersonDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person();
        p.speak();
    }
}

3.5 对象的内存解释

class Person {
    private int age;
    public int getAge() {
        return this.age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
public class PersonDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person();
        p.setAge(30);
        System.out.println("大家好，今年我" + p.getAge() + "岁");
    }
}

 程序执行流程说明：

1、先执行main方法（压栈），执行其中的 Person p = new Person()；

2、在堆内存中开辟空间，并为其分配内存地址0x1234，紧接着成员变量默认初始化(age = 0)；将内存地址0x1234赋值给栈内中的Person p 变量

3、继续执行p.setAge(30)语句，这时会调用setAge(int age)方法，将30赋值为setAge方法中的“age”变量；执行this.age = age语句，将age变量值30 赋值给成员变量this.age为30；

4、setAge()方法执行完毕后（弹栈），回到main()方法，执行输出语句System.out.println()，控制台打印p对象中的age年龄值。

l  注意：

n  this到底代表什么呢？this代表的是对象，具体代表哪个对象呢？哪个对象调用了this所在的方法，this就代表哪个对象。

n  上述代码中的 p.setAge(30)语句中，setAge(int age)方法中的this代表的就是p对象。

3.6 this的应用

class Person {
    private int age;
    private String name;
    
    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void speak() {
        System.out.println("name=" + this.name + ",age=" + this.age);
    }

    // 判断是否为同龄人
    public boolean equalsAge(Person p) {
        // 使用当前调用该equalsAge方法对象的age和传递进来p的age进行比较
        // 由于无法确定具体是哪一个对象调用equalsAge方法，这里就可以使用this来代替
        /*
         * if(this.age == p.age) { return true; } return false;
         */
        return this.age == p.age;
    }
}