3-面向对象

Posted 2022-02-20 ccve

一、类与对象

1.面向对象学习的三条主线

1. Java类及类的成员：属性、方法、构造器；代码块、内部类

2. 面向对象的大特征：封装性、继承性、多态性、(抽象性)

3. 其它关键字：this、super、static、final、abstract、interface、package、import等。“大处着眼，小处着手”。

2.面向对象与面向过程

1. 面向过程：强调的是功能行为，以函数为最小单位，考虑怎么做。

2. 面向对象：强调具备了功能的对象，以类/对象为最小单位，考虑谁来做。

举例对比：人把大象装进冰箱。

3.完成一个项目（或功能）的思路

1. 根据问题需要，选择问题所针对的现实世界中的实体。
2. 从实体中寻找解决问题相关的属性和功能，这些属性和功能就形成了概念世界中的类。
3. 把抽象的实体用计算机语言进行述，形成计算机世界中类的定义。即借助某种程序 语言，把类构造成计算机能够识别和处理的数据结构。
4. 将类实例化成计算机世界中的对象。对象是计算机世界中解决问题的最终工具。

4.面向对象中两个重要的概念

类：对一类事物的描述，是抽象的、概念上的定义

对象：是实际存在的该类事物的每个个体，因而也称为实例(instance)

• 面向对象程序设计的重点是类的设计

• 设计类，就是设计类的成员。

二者的关系：对象，是由类new出来的，派生出来的。

5.面向对象思想落地实现的规则一

1. 创建类，设计类的成员

2. 创建类的对象

3. 通过“对象.属性”或“对象.方法”调用对象的结构

属性 = 成员变量 = field = 域、字段

方法 = 成员方法 = 函数 = method

创建类的对象 = 类的实例化 = 实例化类

6.对象创建与内存解析

public static void main(String args[])
    Person p1 = new Person();
    Person p2 = new Person();
    Person p3 = p1;//没有新创建一个对象，共用一个堆空间中的对象实体。

    Persion p1 =new Persion();
    p1.name="Gogo";
    p1.isMale=true;
    Persion p2=new Persion();
    System.out.println(p2.name);//null
    Persion p3 = p1;
    p3.age = 9;

class Persion
    String name;
    int age;
    boolean isMale;

【内存解析】

public static void main(String[] args) 
    Student[] stus = new Student[3];
    stus[0] = new Student();
    System.out.println(stus[0].state);//1
    System.out.println(stus[1]);//null
    System.out.println(stus[1].number);//异常
    stus[1] = new Student();
    System.out.println(stus[1].number);//0

class Student
    int number;//学号
    int state;//年级
    int score;//成绩

【内存解析】

7.匿名对象

我们创建的对象，没显式的赋给一个变量名。即为匿名对象

特点：匿名对象只能调用一次。

举例：

new Phone().sendEmail();
new Phone().playGame();
new Phone().price = 1999;
new Phone().showPrice();//0.0

应用场景：

PhoneMall mall = new PhoneMall();
//匿名对象的使用
mall.show(new Phone());
//其中，
class PhoneMall
	public void show(Phone phone)
		phone.sendEmail();
		phone.playGame();
	

8.理解"万事万物皆对象"

1. 在Java语言范畴中，我们都将功能、结构等封装到类中，通过类的实例化，来调用具体的功能结构

• Scanner,String等、文件：File、网络资源：URL

2. 涉及到Java语言与前端Html、后端的数据库交互时，前后端的结构在Java层面交互时，都体现为类、对象。

二、类的结构之一：属性

对比：属性vs局部变量

1.相同点

1. 定义变量的格式：数据类型 变量名 = 变量值

2. 先声明，后使用

3. 变量都其对应的作用域

2.不同点

1. 在类中声明的位置的不同

属性：直接定义在类的一对内

局部变量：声明在方法内、方法形参、代码块内、构造器形参、构造器内部的变量

2. 关于权限修饰符的不同

属性：可以在声明属性时，指明其权限，使用权限修饰符。

常用的权限修饰符：private、public、缺省、protected --->封装性。

目前，大家声明属性时，都使用缺省就可以了。

局部变量：不可以使用权限修饰符。

3. 默认初始化值的情况：

属性：类的属性，根据其类型，都默认初始化值。

整型（byte、short、int、long：0）

浮点型（float、double：0.0）

字符型（char：0 （或\'\\u0000\'））

布尔型（boolean：false）

引用数据类型（类、数组、接口：null）

局部变量：没默认初始化值。

意味着，我们在调用局部变量之前，一定要显式赋值。

特别地：形参在调用时，我们赋值即可。

4. 在内存中加载的位置：

属性：加载到堆空间中 （非static）

局部变量：加载到栈空间

三、类的结构至二：方法

1.方法的声明

权限修饰符 返回值类型 方法名(形参列表)

方法体

方法：描述类应该具有的功能。

比如：Math类：sqrt()\\random() \\...
Scanner类：nextXxx() ...
Arrays类：sort() \\ binarySearch() \\ toString() \\ equals() \\ ...

举例

public void eat()
public void sleep(int hour)
public String getName()
public String getNation(String nation)

关于权限修饰符：默认方法的权限修饰符先都使用public

Java规定的4种权限修饰符：private、public、缺省、protected

返回值类型： 返回值 vs 没返回值

如果方法返回值，则必须在方法声明时，指定返回值的类型。同时，方法中，需要使用

return关键字来返回指定类型的变量或常量：“return 数据”。

如果方法没返回值，则方法声明时，使用void来表示。通常，没返回值的方法中，就不需要

使用return.但是，如果使用的话，只能“return;”表示结束此方法的意思。

我们定义方法该不该返回值？我们定义方法时，该不该定义形参？

1. 题目要求

2. 凭经验：具体问题具体分析

方法名：属于标识符，遵循标识符的规则和规范，“见名知意”

形参列表：方法可以声明0个，1个，或多个形参。

格式：数据类型1 形参1,数据类型2 形参2,…

方法体：方法功能的体现。

2.方法的重载

定义：在同一个类中，允许存在一个以上的同名方法，只要它们的参数个数或者参数类型不同即可。

总结："两同一不同":同一个类、相同方法名

参数列表不同：参数个数不同，参数类型不同

构成重载的举例

举例一：

Arrays类中重载的sort() / binarySearch()；PrintStream中的println()

举例二：

//如下的4个方法构成了重载
public void getSum(int i,int j)
    System.out.println("1");

public void getSum(double d1,double d2)
    System.out.println("2");

public void getSum(String s ,int i)
    System.out.println("3");

public void getSum(int i,String s)
    System.out.println("4");

不构成重载的举例

//如下的3个方法不能与上述4个方法构成重载
//public int getSum(int i,int j)
//    return 0;
//
//public void getSum(int m,int n)
//
//
//private void getSum(int i,int j)
//
//

如何判断是否构成方法的重载？

严格按照定义判断：两同一不同。

跟方法的权限修饰符、返回值类型、形参变量名、方法体都没关系！

如何确定类中某一个方法的调用？

方法名 ---> 参数列表

面试题：方法的重载与重写的区别？

要是这么问，就跟如下的区别一样，说清楚各的作用就行了。

throws\\throw

    String\\StringBuffer\\StringBuilder

    Collection\\Collections

    final\\finally\\finalize

    抽象类、接口

    sleep() / wait()

    ...

3.可变个数形参的方法

这是jdk 5.0新增的内容

可变个数形参的格式：数据类型 ... 变量名

当调用可变个数形参的方法时，传入的参数个数可以是：0个，1个,2个，。。。

• 可变个数形参的方法与本类中方法名相同，形参不同的方法之间构成重载

• 可变个数形参的方法与本类中方法名相同，形参类型也相同的数组之间不构成重载。换句话说，二者不能共存。

• 可变个数形参在方法的形参中，必须声明在末尾

• 可变个数形参在方法的形参中,最多只能声明一个可变形参。

举例

public void show(int i)

public void show(String s)
    System.out.println("show(String)");

public void show(String ... strs)
    System.out.println("show(String ... strs)");
    for(int i = 0;i < strs.length;i++)
        System.out.println(strs[i]);
    

//不能与上一个方法同时存在
//public void show(String[] strs)
//
//

调用时：

test.show("hello");
test.show("hello","world");
test.show();
test.show(new String[]"AA","BB","CC");

4.递归方法

递归方法：一个方法体内调用它自身。

方法递归包含了一种隐式的循环，它会重复执行某段代码，但这种重复执行无须循环控制。

递归一定要向已知方向递归，否则这种递归就变成了无穷递归，类似于死循环。

举例

// 例1：计算1-n之间所自然数的和
public int getSum(int n) // 3

    if (n == 1) 
        return 1;
     else 
        return n + getSum(n - 1);
    

// 例2：计算1-n之间所自然数的乘积:n!
public int getSum1(int n) 

    if (n == 1) 
        return 1;
     else 
        return n * getSum1(n - 1);
    

//例3：已知一个数列：f(0) = 1,f(1) = 4,f(n+2)=2*f(n+1) + f(n),
//其中n是大于0的整数，求f(10)的值。
public int f(int n)
    if(n == 0)
        return 1;
    else if(n == 1)
        return 4;
    else
        //return f(n + 2) - 2 * f(n + 1);
        return 2*f(n - 1) + f(n - 2);
    

//例4：斐波那契数列

//例5：汉诺塔问题

//例6：快排

5+2=2*(5+1)+5

7=17

三、类的结构之三：构造器

构造器（或构造方法）：Constructor

1.构造器的作用

1. 创建对象

2. 初始化对象的信息

2.使用说明

1. 如果没显式的定义类的构造器的话，则系统默认提供一个空参的构造器

2. 定义构造器的格式：权限修饰符 类名(形参列表)

3. 一个类中定义的多个构造器，彼此构成重载

4. 一旦我们显式的定义了类的构造器之后，系统就不再提供默认的空参构造器

5. 一个类中，至少会有一个构造器。

3.举例

//构造器
public Person()
    System.out.println("Person().....");

public Person(String n)
    name = n;

public Person(String n,int a)
    name = n;
    age = a;

4.JavaBean概念

所谓JavaBean，是指符合如下标准的Java类：

1. 类是公共的

2. 一个无参的公共的构造器

3. 属性，且对应的get、set方法

5.属性赋值顺序

① 默认初始化

② 显式初始化

③ 构造器中初始化

④ 通过"对象.方法" 或 "对象.属性"的方式，赋值

以上操作的先后顺序：① - ② - ③ - ④

四、关键字package/import/this/return

1. package的使用

1. 为了更好的实现项目中类的管理，提供包的概念

2. 使用package声明类或接口所属的包，声明在源文件的首行

3. 包，属于标识符，遵循标识符的命名规则、规范(xxxyyyzzz)、“见名知意”

4. 每"."一次，就代表一层文件目录。

举例一

某航运软件系统包括：一组域对象、GUI和 Reports 子系统

举例二：MVC 设计模式

模型层：model 主要处理数据

• 数据对象封装：model.bean/domain
• 数据库操作类：model.dao
• 数据库：model.db

控制层：controller 处理业务逻辑

• 应用界面相关：controller.activity

• 存放 fragment：controller.fragment

• 显示列表的适配器：controller.adapter

• 服务相关的：controller.service

• 抽取的基类：controller.base

视图层：view 显示数据

• 相关工具类：view.utils
• 自定义 view：view.ui

JDK中的主要包介绍：

java.lang：包含一些Java语言的核心类，如String、Math、Interger、System和Thread，提供常用功能

java.net：包含执行与网络相关的操作的类和接口。

java.io：包含能提供多种输入、输出功能的类。

java.util：包含一些实用工具类 ，如定义系统特性、接口的集合框架类、使用与日期日历相关的函数 。

java.text：包含了一些java格式化相关的类

java.sql： 包含了Java进行JCDC数据库编程的相关类、接口

java.awt：包含了构成抽象窗口工具集（abstract window toolkits）的多个类，这些类被用来构建和管理应用程序的图形用户界面（GUI）。B/S C/S

2. import的使用

import:导入

1. 在源文件中显式的使用import结构导入指定包下的类、接口

2. 声明在包的声明和类的声明之间

3. 如果需要导入多个结构，则并列写出即可

4. 可以使用"xxx.*"的方式，表示可以导入xxx包下的所结构

5. 如果使用的类或接口是java.lang包下定义的，则可以省略import结构

6. 如果使用的类或接口是本包下定义的，则可以省略import结构

7. 如果在源文件中，使用了不同包下的同名的类，则必须至少一个类需要以全类名的方式显示。

8. 使用"xxx.*"方式表明可以调用xxx包下的所结构。但是如果使用的是xxx子包下的结构，则仍需要显式导入

9. import static:导入指定类或接口中的静态结构:属性或方法。

3.this的使用

可以调用的结构：属性、方法；构造器

this调用属性、方法：

this理解为：当前对象 或 当前正在创建的对象

1. 在类的方法中，我们可以使用"this.属性"或"this.方法"的方式，调用当前对象属性或方法。但是，通常情况下，我们都择省略"this."。特殊情况下，如果方法的形参和类的属性同名时，我们必须显式的使用"this.变量"的方式，表明此变量是属性，而非形参。

2. 在类的构造器中，我们可以使用"this.属性"或"this.方法"的方式，调用当前正在创建的对象属性或方法。但是，通常情况下，我们都择省略"this."。特殊情况下，如果构造器的形参和类的属性同名时，我们必须显式的使用"this.变量"的方式，表明此变量是属性，而非形参。

this调用构造器：

1. 我们在类的构造器中，可以显式的使用"this(形参列表)"方式，调用本类中指定的其他构造器

2. 构造器中不能通过"this(形参列表)"方式调用自己

3. 如果一个类中有n个构造器，则最多有 n - 1构造器中使用了"this(形参列表)"

4. 规定："this(形参列表)"必须声明在当前构造器的首行

5. 构造器内部，最多只能声明一个"this(形参列表)"，用来调用其他的构造器

4.return的使用

使用范围：使用在方法体中

作用：

①结束方法

②针对于返回值类型的方法，使用"return 数据"方法返回所要的数据。

注意点：return关键字后面不可以声明执行语句。

五、面向对象的特征一 封装性

1.为什么要引入封装性？

面向对象的特征一：封装与隐藏

我们程序设计追求“高内聚，低耦合”。

高内聚 ：类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；

低耦合 ：仅对外暴露少量的方法用于使用。

隐藏对象内部的复杂性，只对外公开简单的接口。便于外界调用，从而提高系统的可扩展性、可维护性。通俗的说，把该隐藏的隐藏起来，该暴露的暴露出来。这就是封装性的设计思想。

2.问题引入

当我们创建一个类的对象以后，我们可以通过"对象.属性"的方式，对对象的属性进行赋值。

这里，赋值操作要受到属性的数据类型和存储范围的制约。除此之外，没其他制约条件。

但是，在实际问题中，我们往往需要给属性赋值加入额外的限制条件。

这个条件就不能在属性声明时体现，我们只能通过方法进行限制条件的添加。

（比如：setLegs()同时，我们需要避免用户再使用"对象.属性"的方式对属性进行赋值。

则需要将属性声明为私有的(private).

此时，针对于属性就体现了封装性。

3.封装性思想具体的代码体现

体现一：将类的属性xxx私化(private),同时，提供公共的(public)方法来获取(getXxx)和设置(setXxx)此属性的值

private double radius;
public void setRadius(double radius)
	this.radius = radius;

public double getRadius()
	return radius;

体现二：不对外暴露的私有的方法

体现三：单例模式（将构造器私有化）

体现四：如果不希望类在包外被调用，可以将类设置为缺省的。

4.Java规定的四种权限修饰符

权限从小到大顺序为：private < 缺省 < protected < public

具体的修饰范围：

修饰符	类内部	同一个包	不同包的子类	同一个工程
private	Yes
(缺省)	Yes	Yes
protected	Yes	Yes	Yes
public	Yes	Yes	Yes	Yes

4种权限都可以用来修饰类的内部结构：属性、方法、构造器、内部类。

修饰类只能使用：缺省、public

六、JVM内存结构

编译完源程序以后，生成一个或多个字节码文件。

我们使用JVM中的类的加载器和解释器对生成的字节码文件进行解释运行。意味着，需要将字节码文件对应的类加载到内存中，涉及到内存解析。

《jvm规范》

虚拟机栈：即为平时提到的栈结构。我们将局部变量存储在栈结构中。

堆：我们将new出来的结构（比如：数组、对象）加载在堆空间中。

补充：对象的属性（非static的）加载在堆空间中。

方法区：类的加载信息、常量池、静态域。