四、面向对象(基础)
4.0 Java学习三条主线
- Java类及类的成员：属性、方法、构造器； 代码块、内部类
- 面向对象的三大特征：封装、继承、多态
- 其它关键字：this、super、static、final、abstract、interface、package、import
4.1 面向过程（POP）与面向对象（OOP）
- 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
- 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
4.2 Java语言基本元素：类和对象
- 类 是对一类事物的描述，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)
类的成员：1. 属性 = 成员变量 = field = 域、字段
2.方法= 成员方法 = 函数 = method
4.2.1 类和对象的使用
- 创建类、设计类的成员
class Person{
//属性
String name;
int age=1;
boolean isMale;
public void eat(){
吃饭；
}
}
-
创建类的对象
-
通过 “对象.属性” 或 “对象.方法” 调用对象的结构
//创建类的对象
Person p1= new Person();
//调用属性
p1.name="Tom";
pi.isMale="True";
System.out.println("p1.name");
Person p2= new Person();
System.out.println("p2.name");//null
System.out.println("p2.isMale");//false
//把 p1变量 保存的 对象地址值 赋给 p3，导致p1和p3指向了堆空间中同一实体
Person p3 = p1;
System.out.println("p3.name");//Tom
p3.age=10;
System.out.println("p1.age");//10
4.2.2 类的成员之一：属性
属性（成员变量） 与 局部变量
-
相同点
1.1 定义变量的格式： 数据类型 变量名 = 变量值
1.2 先声明，后使用
1.3 变量都有其作用域
-
不同点
2.1 声明位置不同
属性：直接定义在类的{}中
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
2.2 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
2.3 权限修饰符的不同
属性：可以在声明属性时，制定其权限、使用权限修饰符。
常用权限修饰符：private、public、缺省、protected
2.4 生命周期不同
2.5 默认初始化值情况
属性：类的属性，根据其类型，都有默认初始化值。
整型(byte、short、int、long)：0
浮点型（float、double）：0.0
字符型（char）：0
布尔型（boolean）：false
引用数据类型（类、数组、接口）：null
局部变量：没有默认初始化值—在调用局部变量时，一定要显式赋值。
特别的，形参在调用时赋值即可。
4.2.3 类的成员之二：方法
方法：描述类应该具有的功能。
方法声明：
权限修饰符 返回值类型 方法名（形参列表）{
方法体
}
注：由 static、final、abstract来修饰的方法，后面再讲。
return关键字使用：
-
使用范围：在方法体中。
-
作用：①结束方法
②有返回值的方法，使用"return 数据"返回数据
4.3 JVM内存结构
《JVM规范》
编译完源程序后，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。
Java中内存结构划分为：虚拟机栈、堆、方法区；程序计数器、本地方法栈。
- 虚拟机栈：以 栈帧 为基本单位，有入栈和出栈操作；每个栈帧入栈操作对应一个方法的执行；方法内的 局部变量 存放在 栈帧 中。
-
堆：我们将 new出来的结构（数组，对象）加载在 堆空间 中：
- 数组，数组的元素在堆中
- 对象的成员变量在堆中
- 补充：对象的属性（非static）加载在 堆空间 中。
-
方法区：加载的类的模板信息、常量池、静态域。
4.4 变量分类
4.4.1 按数据类型
引用数据类型：类、数组、接口、枚举、注解、记录。
4.4.2 按在类中声明的位置
注：引用类型的变量，只可能存储两类值： null 或 地址值（含变量的类型）
4.5 匿名对象
-
理解：
我们创建的对象，没有显式的赋给一个变量名，即为匿名对象。
-
特征：
匿名对象只能调用一次。（匿名对象一经使用，就被回收）
-
使用：
代码块 line:18-20
public class InstanceTest {
public static void main(String[] args){
Phone p = new Phone();
System.out.println(p);
p.sendEmail();
p.playGame();
//匿名对象的使用
new Phone().sendEmail();
new Phone().playGame();
new Phone().price=1999;
new Phone().showPrice();//0.0
//****************************
PhoneMall mall = new PhoneMall();
//匿名对象的使用
mall.show(new Phone());
//匿名对象(作为实参)赋给形参，相当于赋给一个有名字的对象
}
}
class PhoneMall{
public void show(Phone phone){
phone.sendEmail();
phone.playGame():
}
}
class Phone{
double price;//价格
public void sendEmail(){
}
public void playGame(){
System.out.println("打游戏");
}
public void showPrice(){
System.out.println("手机价格为"+price);
}
}
4.6 再谈方法
4.6.1 方法的重载(Overload)
- 定义：
1. 同一个类中，允许存在 同名方法 ，但 参数个数 或 参数类型 不同。
2. 与 返回值类型 无关，只看参数列表，且参数列表（参数个数 或 参数类型）必须不同。
3. 调用时，根据 方法参数列表的不同 来区别。
“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
-
举例：
Arrays类中重载的sort（）/binarySearch（）
-
判断是否是重载：
跟方法的 权限修饰符、返回值类型、形参变量名、方法体 都没有关系！
-
在通过对象调用方法时，如何确定一个指定的方法：
方法名 ----> 参数列表
4.6.2 可变形参的方法
Varargs(variable number of arguments):可变个数的形参，允许直接定义能和多个实参相匹配的形参。
-
JDK 5.0 新增的内容
-
具体使用：
2.1 可变个数形参的格式： 数据类型 ... 变量名
2.2 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，多个。
2.3 可变个数形参方法与本类中方法名相同，形参不同的方法之间构成重载。
2.4 数据类型 ... 变量名 与 数据类型[] 变量名 不构成重载，即不可共存。
2.5 可变个数形参 在方法的形参中，必须声明在末尾，且最多只能声明一个可变形参。
public class MethodArgsTest{
public static void main(String[] args){
MethodArgsTest test = new MethodArgsTest();
test.show(12);
test.show("hello");//show(String)
test.show("hello","world");//show(String ... strs) 多个形参
test.show();//show(String ... strs) 0个形参
test.show(new String[]{"AA","BB","CC"});//show(String ... strs) 传 数组
}
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)");
//遍历，即把 strs 当做 数组
for(int i=0;i<strs.length;i++){
System.out.println(strs[i]);
}
}
//可变参数形参，必须声明在末尾
public void show(int i,String ... args){
}
}
4.6.3 方法参数的值传递机制☆
1. 关于变量的赋值：
如果变量是基本数据类型，此时赋值的是 变量所保存的数据值。
如果变量是引用数据类型，此时赋值的是 变量所保存的数据的地址值。
public class ValueTransferTest{
public static void main(String[] args){
System.out.println("*************基本数据类型：*************");
int m = 10;
int n = m;
System.out.println("m = "+ m + ", n = "+n);//m = 10, n = 10
n = 20;
System.out.println("m = "+ m + ", n = "+n);//m = 10, n = 20
System.out.println("*************引用数据类型：*************");
Order o1 = new Order();
o1.orderId = 1001;
Order o2 = o1;//把 o1 的 地址值 赋给 o2
System.out.println("o1.orderId = "+ o1.orderId +
", o2.orderId = "+ o2.orderId);//1001 1001
o2.orderId = 1002;
System.out.println("o1.orderId = "+ o1.orderId +
", o2.orderId = "+ o2.orderId);//1002 1002
}
}
class order{
int orderId;
}
2. 方法的形参的传递机制：值传递
若参数是基本数据类型，则实参传递给形参的是 实参真实存储的数据值；
若参数是引用数据类型，则实参传递给形参的是 实参存储数据的地址值。
public class ValueTransferTest2{
public static void main(String[] args){
Data data = new Data();
data.m=10;
data.n=20;
System.out.println("m = "+ m + ", n = "+n);//m=10 n=20
ValueTransferTest2 test =new ValueTransferTest2();
test.swap(data);//传地址
System.out.println("m = "+ m + ", n = "+n);//m=20 n=10
}
public void swap(Data data){
int temp=data.m;
data.m=data.n;
data.n=temp;
}
}
class Data{
int m;
int n;
}
P211
4.6.4 递归方法（Recursion）
1、何为递归？——方法自己调用自己。
2、递归分类：直接递归，间接递归。
3、说明：
- 递归方法包含了一种“隐式循环”
- 递归方法会“重复执行”某段代码，但这种重复无须循环控制
- 递归一定要向“已知方向“递归，否则这种递归就成了无穷递归，类似于”死循环“，最终导致”栈内存溢出“
4.7 package与import关键字使用
4.7.1 package关键字的使用
1、说明
package 包名.子包名
- package：包 （所在公司域名倒置：com.atguigu.xxx 不能 java.xx）声明在首行
- package用于指定文件中定义的类、接口等结构所在的包
- package作为Java源文件的第一条语句出现；若缺省，则指定为无名包。
- 包对应文件系统的目录，用“.”来指明包（目录）的层次
- 包名，属于标识符，满足标识符命名的规则和规范（全部小写）
- 同一个包下可声明多个结构（类、接口），但不能定义同名结构
2、包的作用
- 包可以包含 类 和 子包 ， 划分项目层次，便于管理
- 帮助管理大型软件系统（如 MVC设计模式：视图模型Viewer层，控制器Controller层，数据模型Model层）
- 解决类命名冲突问题
- 控制访问权限
3、JDK中主要的包
java.lang ----Java语言核心类，如String、Math、Integer、System、Thread
java.net ----包含执行与网络相关的雷和接口
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 ----包含一些java格式化相关的类
java.sql ----包含了java进行JDBC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
4.7.2 import关键字的使用
import：导入 类
import 包名.类名
-
import声明在包的声明和类的声明之间
-
若使用 “ a.* ” 导入结构，则可以使用 a包下的所有类
-
若是 lang包 下的类，或是 当前包 下的，则可 省略import
-
如果已经导入 java.a包 下的类，那么如果使用 a包的子包 下的类，仍然需要导入
-
使用不同包下的同名的类：使用全类名的方式
import java.util.Date; import java.sql.Date; //Date可以使用import方式指明 Date date = new Date(); //使用全类名的方式 java.sql.Date date1 = new java.sql.Date(121212); -
import static组合的使用：调用指定类或接口下的静态的属性或方法import static java.lang.System.out; out.println("hello");
4.8 类的成员之三：构造器(Constructor)
4.8.1 构造器的作用
- 搭配new关键字，创建类的对象
- 在创建对象的同时，给对象的相关属性赋值（初始化对象的成员变量）
4.8.2 构造器使用
- 声明格式： 权限修饰符 类名(形参列表){}
- 创建类以后，在没有显示提供任何构造器的情况下，系统会默认提供一个 空参的构造器，且构造器的权限与类声明的权限相同。
- 一旦类中显示声明了构造器，则系统不再提供 默认的空参的构造器。
- 一个类中可以声明多个构造器，彼此之间构成重载。
4.8.3 问题
-
构造方法和普通方法的区别
编写代码的角度：没有共同点。声明格式、作用都不同。
字节码文件角度：构造器会以
<init>()方法的形态呈现，用以初始化对象。
4.9 面向对象特征之一：封装性
4.9.1 为什么需要封装性？
面向对象开发原则：“高内聚、低耦合”
内聚：指一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度。（重用，独立）
耦合：之一个软件结构内不同模块之间互联程度的度量。（牵一发而动全身）
理论上：
高内聚：类的内部数据操作自己完成，不允许外部干涉；
（Java程序通常以类的形态呈现，相关的功能封装到方法中）
低耦合：仅暴露少量的方法给外部使用，尽量方便外部调用。
（给相关的类、方法设置权限，把该隐藏的隐藏起来，该暴露的暴露出去）
通俗来说：
把该隐藏的隐藏起来，把该暴露的暴露出去。
4.9.2 如何体现数据封装？
- 权限修饰符
java规定了4种权限修饰，分别是：private、缺省、protected、public
- 作用（什么是封装性？）
我们可以用4种权限修饰来修饰类及类的内部成员，当这些成员被调用时，体现可见性的大小。
- 使用
package com.atguigu08.constructor;
- 权限修饰符访问范围
- 实现封装 就是 控制类或成员的可见性范围 ，这就需要依赖权限修饰符（访问修饰符）来控制。
| 修饰符 | 本类内部 | 本包内 | 其他包的子类 | 其他包非子类 |
|---|---|---|---|---|
| private | √ | × | × | × |
| 缺省 | √ | √ | × | × |
| protected | √ | √ | √ | × |
| public | √ | √ | √ | √ |
- 具体修饰的结构：
- 外部类：public、缺省
- 成员变量、成员方法、构造器、成员内部类：public、protected、缺省、private
- 开发中4种权限使用频率：
- 比较高：public、private
- 比较低：缺省、protected
4.9.3 封装性的体现
- 场景1：私有化(private)类的属性，提供公共(public)的get和set方法，对此属性进行获取或修改
- 场景2：将类中不需要对外暴露的方法，设置为private
- 场景3：单例模式中构造器private的，避免在类的外部创建实例（在static关键字后讲）
4.9.4 问题
-
main方法的public能不能换成private？为什么？
能。但换成private之后就不能作为程序的入口了，就只是一个普通的方法。
4.10 阶段性知识补充
4.10.1 类中属性赋值过程
1、赋值方式：
-
默认初始化
-
显式初始化
-
构造器中初始化
-
通过“对象.方法”的方式赋值
-
通过“对象.属性”的方式赋值
2、赋值顺序：
① - ② - ③ - ④/⑤
3、以上操作在对象创建过程中可以执行多少次
- 只能执行1次：①②③
- 可以多次执行：④⑤
4.10.2 JavaBean
- JavaBean是一种Java语言写成的可重用组件。
- 所谓JavaBean，是指符合如下标准的Java类：
- 类是公共的
- 有一个无参的共同的构造器
- 有属性，且有对应的get、set方法
4.10.3 UML类图
UML（Unified Modeling Language，统一建模语言），用来描述软件模型和架构的图形化语言。
