类与对象

Posted 2020-10-01 LanceToBigData

终于到了要学习面向对象程序设计了，其中可能很多东西以前都知道怎么去用，但是却不知道怎么来的，或者怎么样写会出错，所以今天总结起来。

一、OOP概述

　　Java的编程语言是面向对象的，采用这种语言进行编程称为面向对象编程(Object-Oriented Programming, OOP)。
    
    1)抽象(abstract)
        忽略一个主题中与当前目标无关的那些方面，以便更充分地注意与当前目标有关的方面。抽象并不打算了解全部问题，而只是选择其中的一部分，暂时不用关注细节。
            例如:要设计一个学生成绩管理系统，那么对于学生，只关心他的班级、学号、成绩等，而不用去关心他的身高、体重这些信息

    2)封装(Encapsulation)
        封装是面向对象的特征之一，是对象和类概念的主要特性。封装是把过程和数据包围起来，对数据的访问只能通过指定的方式。

        在定义一个对象的特性的时候，有必要决定这些特性的可见性，即哪些特性对外部是可见的，哪些特性用于表示内部状态。

        通常，应禁止直接访问一个对象中数据的实际表示，而应通过操作接口来访问，这称为信息隐藏。

        信息隐藏是用户对封装性的认识，封装则为信息隐藏提供支持。

        封装保证了模块具有较好的独立性，使得程序维护修改较为容易。对应用程序的修改仅限于类的内部，因而可以将应用程序修改带来的影响减少到最低限度。
    
        
    3)继承(inheritance)
        继承是一种联结类的层次模型，并且允许和支持类的重用，它提供了一种明确表述共性的方法。
        
        新类继承了原始类后,新类就继承了原始类的特性，新类称为原始类的派生类(子类)，而原始类称为新类的基类(父类)。
        
        派生类(子类)可以从它的基类(父类)那里继承方法和实例变量，并且派生类(子类)中可以修改或增加新的方法使之更适合特殊的需要

        继承性很好的解决了软件的可重用性问题。比如说，所有的Windows应用程序都有一个窗口，它们可以看作都是从一个窗口类派生出来的。但是有的应用程序用于文字处理，有的应用程序用于绘图，这是由于派生出了不同的子类，各个子类添加了不同的特性。
    
    4)多态(polymorphism)
        多态性是指允许不同类的对象对同一消息作出响应。
        多态性语言具有灵活、抽象、行为共享、代码共享的优势，很好的解决了应用程序函数同名问题。

        相同类域的不同对象,调用相同方法,表现出不同的结果
        例如:
            public class Person{
                public void say(){}
            }
            public class Student extends Person{
                public void say(){
                    System.out.println("I am a student");
                }
            }
            public class Teacher extends Person{
                public void say(){
                    System.out.println("I am a teacher");
                }
            }
            main:
                Person s = new Student();
                Person t = new Teacher();
                s.say();
                t.say();

二、类与对象和对象与引用的关系

　　2.1、类与对象的关系

　　　　 类是一种抽象的数据类型,它是对某一类事物整体描述/定义,但是并不能代表某一个具体的事物.
      　　  例如:我们生活中所说的词语:动物、植物、手机、电脑等等
      　　  这些也都是抽象的概念,而不是指的某一个具体的东西。

     　　   例如: Person类、Room类、Car类等
       　　 这些类都是用来描述/定义某一类具体的事物应该具备的特点和行为
    
   　　　 对象是抽象概念的具体实例
     　　   例如:
       　　     张三就是人的一个具体实例,张三家里的旺财就是狗的一个具体实例。能够体现出特点,展现出功能的是具体的实例,而不是一个抽象的概念.

   　　    例如:
         　　   Student s = new Student(1L,"tom",20);
         　　   s.study();

         　　   Car c = new Car(1,"BWM",500000);
       　　     c.run();

            对象s就是Student类的一个实例,对象c就是Car类的一个具体实例,能够使用的是具体实例,而不是类。类只是给对象的创建提供了一个参考的模板而已.
            但是在java中,没有类就没有对象,然而类又是根据具体的功能需求,进行实际的分析,最终抽象出来的.

　　2.2、对象和引用的关系  

　　　 引用"指向"对象
   　　 使用类类型、数组类型、接口类型声明出的变量,都可以指向对象,这种变量就是引用类型变量,简称引用。
   　　 在程序中,创建出对象后,直接使用并不方便,所以一般会用一个引用类型的变量去接收这个对象,这个就是所说的引用指向对象.

    　　总结:对象和引用的关系,就如电视机和遥控器,风筝和线的关系一样。

三、方法的定义和调用

　　方法一定是定义在类中的,属于类的成员。

　　3.1、方法的定义

　　　　格式：  修饰符 返回类型 方法名(参数列表)异常抛出类型{...}
        
        　　1)修饰符:
          　　  public static abstract final等等都是修饰符,一个方法可以有多个修饰符.例如程序入口main方法,就使用了public static这个俩个修饰符
            　　注:如果一个方法或者属性有多个修饰符,这多个修饰符是没有先后顺序的

       　　 2)返回类型:
          　　  方法执行完如果有要返回的数据,那么就要声明返回数据的类型,如果没有返回的数据,那么返回类型就必须写void.
          　　  只有构造方法(构造器)不写任何返回类型也不写void
          　　  例如:
          　　  public String sayHello(){
         　　       return "hello";
        　　    }
        　　    public int max(int a,int b){
           　　     return a>b?a:b;
         　　　　   }
        　　    public void print(String msg){
           　　     System.out.println(msg);
         　　   }
　　
       　　     思考:声明返回类型的方法中一定要出现return语句,那么没有返回类型(void)的方法中,能不能出现return语句?
        　　    注:break和return的区别
        
       　　 3)方法名:
       　　     遵守java中标示符的命名规则即可.
        
   　　     4)参数列表
         　　   根据需求定义,方法可以是无参的,也可以有一个参数,也可以有多个参数

     　　   5)异常抛出类型
       　　     如果方法中的代码在执行过程中,可能会出现一些异常情况,那么就可以在方法上把这些异常声明并抛出,也可以同时声明抛出多个异常,使用逗号隔开即可。
       　　     例如:
       　　     public void readFile(String file)throws IOException{
            
       　　     }
         　　   public void readFile(String file)throws IOException,ClassNotFoundException{
            
       　　     }

　　3.2、方法调用

　　　　在类中定义了方法,这个方法中的代码并不会执行,当这个方法被调用的时候,方法中的代码才会被一行一行顺序执行。
        
        　　1)非静态方法
           　　 没有使用static修饰符修饰的方法,就是非静态方法.
           　　 调用这种方法的时候,是"一定"要使用对象的。因为非静态方法是属于对象的。(非静态属性也是一样的)
           　　 例如:
               　　 public class Student{
            　　        public void say(){}
           　　     }

            　　    main:
         　　           Student s = new Student();
           　　         s.say();
        
     　　   2)静态方法
       　　     使用static修饰符修饰的方法,就是静态方法.
        　　    调用这种方法的时候,"可以"使用对象调用,也"可以"使用类来调用,但是推荐使用类进行调用,因为静态方法是属于类的。(静态属性也是一样的)
       　　     例如:
          　　      public class Student{
         　　           public static void say(){}
         　　       }

           　　     main:
         　　           Student.say();

   　　     3)类中方法之间的调用
    　　        假设同一个类中有俩个方法,a方法和b方法

       　　     a和b都是非静态方法,相互之间可以直接调用.
      　　      public void a(){
       　　         b();
       　　     }
      　　      public void b(){
            
       　　     }

      　　      a和b都是静态方法,相互之间可以直接调用.
        　　    public static void a(){
      　　          b();
     　　       }
      　　      public static void b(){
            
      　　     }

        　　    a静态方法,b是非静态方法
       　　         a方法中不能直接调用b方法,但是b方法中可以直接调用a方法.
     　　       public static void a(){
         　　       //b();报错
    　　        }
    　　        public void b(){
       　　         a();
      　　      }
          　　  另外:在同一个类中,静态方法内不能直接访问到类中的非静态属性.

　　　　　　总结：类中方法中的调用，两个方法都是静态或者非静态都可以互相调用，当一个方法是静态，一个方法是非

　　　　　　　　　静态的时候，非静态方法可以调用静态方法，反之不能。

四、调用方法时的传参

　　1)形参和实参
        例如:
        // a = x;
        public void test(int a){
            //..
        }
        main:
            int x = 1;
            t.test(x);
        参数列表中的a是方法test的形参(形式上的参数)
        调用方法时的x是方法test的实参(实际上的参数)

        注意:形参的名字和实参的名字都只是一个变量的名字,是可以随便写的,我们并不关心这个名字,而是关心变量的类型以及变量接收的值。

    2)值传递和引用传递
        调用方法进行传参时,分为值传递和引用传递两种。
        如果参数的类型是基本数据类型,那么就是值传递。
        如果参数的类型是引用数据类型,那么就是引用传递。
        
        值传递是实参把自己变量本身存的简单数值赋值给形参.
        引用传递是实参把自己变量本身存的对象内存地址值赋值给形参.
        
        所以值传递和引用传递本质上是一回事,只不过传递的东西的意义不同而已.
    3)值传递的示例
        public class Test{
            public static void changeNum(int a){
                a = 10;
            }

            public static void main(String[] args){
                int a = 1;
                System.out.println("before: a = "+a);
                changeNum(a);
                System.out.println("after: a = "+a);
            }

        }

    4)引用传递的示例
        public class Test{
            public static void changeName(Student s){
                s.name = "tom";
            }

            public static void main(String[] args){
                Student s = new Student();
                System.out.println("before: name = "+s.name);
                changeName(s);
                System.out.println("after: name = "+s.name);
            }
        }

五、this关键字

在类中,可以使用this关键字表示一些特殊的作用。

　　5.1、this在类中的作用　

   　　 1)区别成员变量和局部变量
       　　 public class Student{
         　　   private String name;
         　　   public void setName(String name){
          　　      //this.name表示类中的属性name
        　　        this.name = name;
        　　    }

    　　    }
    
  　　  2)调用类中的其他方法
     　　   public class Student{
         　　   private String name;
  　　          public void setName(String name){
      　　          this.name = name;
      　　      }
      　　      public void print(){
        　　        //表示调用当前类中的setName方法
         　　       this.setName("tom");
       　　     }
     　　   }
        注:默认情况下,setName("tom")和this.setName("tom")的效果是一样的.

 　　   3)调用类中的其他构造器
    　　    public class Student{
   　　         private String name;
    　　        public Student(){
      　　          //调用一个参数的构造器,并且参数的类型是String
       　　         this("tom");
      　　      }
      　　      public Student(String name){
        　　        this.name = name;
        　　    }
     　　   }

        注:this的这种用法,只能在构造器中使用.普通的方法是不能用的.并且这局调用的代码只能出现在构造器中的第一句.
        例如:
        public class Student{
            private String name;
            //编译报错,因为this("tom")不是构造器中的第一句代码.
            public Student(){
                System.out.println("hello");
                this("tom");
            }
            public Student(String name){
                this.name = name;
            }
        }
  　　5.2、this关键字在类中的意义     

　　   this在类中表示当前类将来创建出的对象.
      　　  例如:
       　　 public class Student{
      　　      private String name;
      　　      public Student(){
       　　         System.out.println("this = "+this);
       　　     }
       　　     public static void main(String[] args){
       　　         Student s = new Student();
       　　         System.out.println("s = "+s);
        　　    }
    　　    }
    　　    运行后看结果可知,this和s打印的结果是一样的,那么其实也就是变量s是从对象的外部执行对象,而this是在对象的内部执行对象本身.
     　　   这样也就能理解为什么this.name代表的是成员变量,this.setName("tom")代表的是调用成员方法,因为这俩句代码从本质上讲,和在对象外部使用变量s来调用是一样的,s.name和s.setName("tom")。
        
    　　    this和s打印出来的内存地址是一样的,使用==比较的结果为true。
     　　   例如:
    　　    public class Student{
    　　        public Student getStudent(){
  　　              return this;
    　　        }
            
      　　      public static void main(String[] args) {
      　　          Student s1 = new Student();
     　　           Student s2 = s1.getStudent();
     　　           System.out.println(s1 == s2);//true          
      　　      }
   　　     }
    
        
  　　      例如: 类中的this是和s1相等还是和s2相等呢?
      　　　  public class Student{
      　　      private String name;
       　　     public void test(){
     　　           System.out.println(this);
       　　     }
       　　     public static void main(String[] args) {
        　　        Student s1 = new Student();
         　　       Student s2 = new Student();
         　　       s1.test();
         　　       s2.test();
      　　　      }
　　　       }
        注:这句话是要这么来描述的,s1对象中的this和s1相等,s2对象中的this和s2相等,因为类是模板,模板中写的this并不是只有一个,每个对象中都有一个属于自己的this,就是每个对象中都一个属于自己的name属性一样.

六、创建与初始化对象

　　使用new关键字创建的时候,除了分配内存空间之外,还会给创建好的对象进行默认的初始化以及对类中构造器的调用

 　　  那么对main方法中的以下代码:
      　　  Student s = new Student();
       　　 1)为对象分配内存空间,将对象的实例变量自动初始化默认值为0/false/null。(实例变量的隐式赋值)
        
      　　  2)如果代码中实例变量有显式赋值,那么就将之前的默认值覆盖掉。(之后可以通过例子看到这个现象)
         　　   例如:显式赋值
          　　  private String name = "tom";

      　　  3)调用构造器

       　　 4)把对象内存地址值赋值给变量。(=号赋值操作)

七、构造器

　　类中的构造器也称为构造方法,是在进行创建对象的时候必须要调用的。并且构造器有以下俩个特点:
        1)必须和类的名字相同
        2)必须没有返回类型,也不能写void
 
    构造器的作用:
        1)使用new创建对象的时候必须使用类的构造器
        2)构造器中的代码执行后,可以给对象中的属性初始化赋值
            例如:
            public class Student{
                private String name;
                public Student(){
                    name = "tom";
                }
            }

    构造器重载:
        除了无参构造器之外,很多时候我们还会使用有参构造器,在创建对象时候可以给属性赋值.
        例如:
            public class Student{
                private String name;
                public Student(String name){
                    this.name = name;
                }
            }
    
    构造器之间的调用:
        使用this关键字,在一个构造器中可以调用另一个构造器的代码。
        注意:this的这种用法不会产生新的对象,只是调用了构造器中的代码而已.一般情况下只有使用new关键字才会创建新对象。

        例如:
            public class Student{
                private String name;
                public Student(){
                    this();
                }
                public Student(String name){
                    this.name = name;
                }
            }
    
    默认构造器:
        在java中,即使我们在编写类的时候没有写构造器,那么在编译之后也会自动的添加一个无参构造器,这个无参构造器也被称为默认的构造器。

        例如:
        public class Student{
        
        }
        main:
            //编译通过,因为有无参构造器
            Student s = new Student();
                  
        但是,如果我们手动的编写了一个构造器,那么编译后就不会添加任何构造器了
        例如:
        public class Student{
            private String name;
            public Student(String name){
                this.name = name;
            }
        }
        main:
            //编译报错,因为没有无参构造器
            Student s = new Student();