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Java基础学习之面向对象(上)

程序员文章站 2024-03-17 16:13:04
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作者:kuikui

面向对象(上)

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. 面向对象的三大特征: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(理解)

  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:

Java基础学习之面向对象(上)

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

补充:几个概念的使用说明

  • 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.对象的创建与对象的内存解析

典型代码:

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。

说明:
如果创建了一个类的多个对象,则每个对象都独立的拥有一套类的属性。(非static的)
意味着:如果我们修改一个对象的属性a,则不影响另外一个对象属性a的值。

内存解析:

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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
    
  1. 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。

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。

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《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)加载在对空间中。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

二、类的结构之一属性

类的设计中,两个重要结构之一:属性

对比:属性 vs 局部变量

  1. 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 变量都其对应的作用域 
    

2.不同点:
2.1 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

    2.2 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。

    2.3 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。

    2.4 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

补充:回顾变量的分类:
方式一:按照数据类型:

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方式二:按照在类中声明的位置:

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三、类的结构之二方法

方法:描述类应该具的功能。

  • 比如:Math类:sqrt()\random() …

  • Scanner类:nextXxx() …

  • Arrays类:sort() \ binarySearch() \ toString() \ equals() \ …

1.举例:

  • public void eat(){}

  • public void sleep(int hour){}

  • public String getName(){}

  • public String getNation(String nation){}

2.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;

​ }

注意:static、final、abstract 来修饰的方法,后面再讲。

3. 说明:

3.1 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 -->封装性再细说

3.2 返回值类型:

返回值 vs 没返回值

​ 3.2.1 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。

​ 3.2.2 我们定义方法该不该返回值?

​ ① 题目要求

​ ② 凭经验:具体问题具体分析

3.3 方法名:属于标识符,遵循标识符的规则和规范,“见名知意”

3.4 形参列表: 方法可以声明0个,1个,或多个形参。

​ 3.4.1 格式:数据类型1 形参1,数据类型2 形参2,…

​ 3.4.2 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

3.5 方法体:方法功能的体现。

4.方法的使用中,可以调用当前类的属性或方法

特殊的:方法A中又调用了方法A:递归方法。
方法中,不可以定义方法。

5.return关键字:

1.使用范围:使用在方法体中
2.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。
3.注意点:return关键字后面不可以声明执行语句。

6.方法的重载

  1. 方法的重载的概念
    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
  1. 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){
//		
//	}
  1. 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
  2. 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?

throws\throw
String\StringBuffer\StringBuilder
Collection\Collections
final\finally\finalize

抽象类、接口
sleep() / wait()

7.可变个数形参的方法

7.1使用说明:

  1. jdk 5.0新增的内容
  2. 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,。。。
    2.3 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
    2.4 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。
    2.5 可变个数形参在方法的形参中,必须声明在末尾
    2.6 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。

7.2举例说明:

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"});

8.Java的值传递机制

1.针对于方法内变量的赋值举例:

	System.out.println("***********基本数据类型:****************");
		int m = 10;
		int n = m;
System.out.println("m = " + m + ", n = " + n);
	
	n = 20;
	
	System.out.println("m = " + m + ", n = " + n);
	
	System.out.println("***********引用数据类型:****************");
	
	Order o1 = new Order();
	o1.orderId = 1001;
	
	Order o2 = o1;//赋值以后,o1和o2的地址值相同,都指向了堆空间中同一个对象实体。
	
	System.out.println("o1.orderId = " + o1.orderId + ",o2.orderId = " +o2.orderId);
	
	o2.orderId = 1002;
	
	System.out.println("o1.orderId = " + o1.orderId + ",o2.orderId = " +o2.orderId);

规则:
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。

2.针对于方法的参数概念
形参:方法定义时,声明的小括号内的参数
实参:方法调用时,实际传递给形参的数据

3.java中参数传递机制:值传递
规则:

  • 如果参数是基本数据类型,此时实参赋给形参的是实参真实存储的数据值。
  • 如果参数是引用数据类型,此时实参赋给形参的是实参存储数据的地址值。

推广:

  • 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

4.典型例题与内存解析:
【例题1】

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【例题2】

Java基础学习之面向对象(上)

9.递归方法

1.定义:
递归方法:一个方法体内调用它自身。
2.如何理解递归方法?

  • 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。
    3.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

四、面向对象的特征一:封装与隐藏

1.为什么要引入封装性?

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

​ 4.1 权限从小到大顺序为:private < 缺省 < protected < public
​ 4.2 具体的修饰范围:

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​ 4.3 权限修饰符可用来修饰的结构说明:
​ 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
​ 修饰类的话,只能使用:缺省、public

五、类的结构之三:构造器

1.构造器(或构造方法):Constructor

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.属性赋值顺序

==总结:==属性赋值的先后顺序
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

5.JavaBean的概念

所谓JavaBean,是指符合如下标准的Java类:
	>类是公共的
	>一个无参的公共的构造器
	>属性,且对应的get、set方法

6.关键字:this

1.可以调用的结构:属性、方法;构造器
2.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

​ 2.1 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。
​ 2.2 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。

3.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

###7.关键字:package/import

1.package的使用

1.1 使用说明:

  • 为了更好的实现项目中类的管理,提供包的概念
  • 使用package声明类或接口所属的包,声明在源文件的首行
  • 包,属于标识符,遵循标识符的命名规则、规范(xxxyyyzzz)、“见名知意”
  • 每"."一次,就代表一层文件目录。

1.2 举例:
举例一:
某航运软件系统包括:一组域对象、GUI和reports子系统

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举例二:MVC设计模式

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1.3 JDK中的主要包介绍:

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####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。