Java面向对象(上)

1.面向对象概述

1.1.定义

  • 面向对象是把构成问题的事务按照一定规则划分为多个独立的对象，然后通过调用对象的方法来解决问题

1.2.面向对象特点

  • 封装是面向对象的核心思想，将对象的属性和行为封装起来，不需要让外界知道具体实现细节。
  • 继承主要描述的就是类与类之间的关系，通过继承，可以在无需重新编写原有类的情况下，对原有类的功能进行扩展。
  • 多态指的是在一个类中定义的属性和功能被其他类继承后，当把子类对象直接赋值给父类引用变量时，相同引用类型的变量调用同一个方法所呈现出的多种不同行为特性。

2.Java中的类与对象

2.1.类与对象的关系

2.2.类的定义

2.2.1.定义

  • 类是对象的抽象，它用于描述一组对象的共同特征和行为，例如人都有姓名、年龄、性别等特征，还有学习、工作、购物等行为。
  • 把共同特征作为类的属性（也叫成员变量）
  • 把共同行为作为类的方法（也叫成员方法）

2.2.2.类的定义格式

  • 修饰符可以是public，也可以不写（默认）
  • class关键字用于定以类
  • 定义类的名称，首字母大写且符合标识符
  • extends用于类的继承
  • implements用于类实现接口
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[修饰符] class 类名 [extends 父类名] [implements 接口名]{
      // 类体，包括类的成员变量和成员方法
}

2.2.3.声明（定义）成员变量

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[修饰符] 数据类型 变量名 [ = 值];
private String name;        // 声明一个String类型的name;
private int age = 20;        // 定义一个int类型的age，并赋值为20；

2.2.4.声明（定义）成员方法

  • 修饰符对访问权限进行限定的（如public、protected、private）,也有静态修饰符static，还有最终修饰符final等
  • 返回值类型用于限定方法返回值的数据类型，如果不需要返回值，可以使用void关键字
  • 参数类型用于限定调用方法时传入参数的数据类型
  • 参数名是一个变量，用于接收调用方法时传入的数据
  • 返回值被return语句返回的值，该值会返回给调用者
  • return用于结束方法以及返回方法指定类型的值，当方法的返回值类型为void时，return及其返回值可以省略
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[修饰符] [返回值类型] 方法名([参数类型 参数名1,参数类型 参数名2,...]){ 
      //方法体
      ...
      return 返回值; //当方法的返回值类型为void时，return及其返回值可以省略
}

2.2.5.成员变量与局部变量

  • 成员变量定义在类中的变量
  • 局部变量定义在方法中的变量
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public class Person {
  int age = 10;        // 类中定义的变量被称作成员变量
  void speak() {  
  	int age = 30;  // 方法内部定义的变量被称作局部变量
  	System.out.println("我今年" + age + "岁了!");
  }
}

2.3.对象的创建与使用

2.3.1.对象创建的语法格式

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类名 对象名称 = new 类名();
Person p = new Person();

2.3.2.对象创建的内存分配

  • Java将内存分为两种，即栈内存和堆内存。其中栈内存用于存放基本类型的变量和对象的引用变量（如Person p），堆内存用于存放由new创建的对象和数组。

2.3.3.对象成员的调用

  • 通过对象的引用来访问对象所有的成员
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对象引用.对象成员
  • 直接使用创建的对象本身来引用对象成员
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new 类名().对象成员

2.3.4.成员变量的初始值

成员变量类型初始值
byte、short、int、long0
float、double0.0
char一个空字符，即’\u0000’
booleanfalse
引用数据类型null，表示变量不引用任何对象

2.4.访问控制符

  • private（当前类访问级别）：如果类的成员被private访问控制符来修饰，则这个成员只能被该类的其他成员访问，其他类无法直接访问。类的良好封装就是通过private关键字来实现的。

  • default（包访问级别）：如果一个类或者类的成员不使用任何访问控制符修饰，则称它为默认访问控制级别，这个类或者类的成员只能被本包中的其他类访问。

  • protected（子类访问级别）：如果一个类的成员被protected访问控制符修饰，那么这个成员既能被同一包下的其他类访问，也能被不同包下该类的子类访问。

  • public（公共访问级别）：这是一个最宽松的访问控制级别，如果一个类或者类的成员被public访问控制符修饰，那么这个类或者类的成员能被所有的类访问，不管访问类与被访问类是否在同一个包中。

访问范围privatedefaultprotectedpublic
同一类中√√√√
同一包中√√√
子类中√√
全局范围√

3.类的封装

3.1.定义

  • 将对象的状态信息隐藏在对象内部，不允许外部程序直接访问对象的内部信息，而是通过该类所提供的方法来实现对内部信息的操作访问

3.2.实现封装

  • 在定义一个类时，将类中的属性私有化，即使用private关键字来修饰，私有属性只能在它所在类中被访问，如果外界想要访问私有属性，需要提供一些使用public修饰的公有方法，其中包括用于获取属性值的getXxx()方法和设置属性值的setXxx()方法。

4.方法的重载和递归

4.1.方法的重载

  • 在一个程序中定义多个名称相同，但是参数的类型或个数不同的方法

4.2.方法的递归

  • 方法的递归是指在一个方法的内部调用自身的过程。
  • 递归必须要有结束条件，不然就会陷入无限递归的状态，永远无法结束调用。

5.构造方法

5.1.定义

  • 构造方法（也被称为构造器）是类的一个特殊成员，它会在类实例化对象时被自动调用。

5.2.语法格式

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[修饰符] 方法名 ([参数列表]){
       // 方法体
}

5.3.条件

  • 方法名与类名相同。

  • 在方法名的前面没有返回值类型的声明。

  • 在方法中不能使用return语句返回一个值，但是可以单独写return语句来作为方法的结束

5.4.重载

  • 与普通方法一样，构造方法也可以重载，在一个类中可以定义多个构造方法，只要每个构造方法的参数类型或参数个数不同即可。

  • 在创建对象时，可以通过调用不同的构造方法来为不同的属性进行赋值。

5.5.注意

  • 在Java中的每个类都至少有一个构造方法，如果在一个类中没有显示地定义构造方法，系统会自动为这个类创建一个默认的无参构造方法。
  • 为了方便实例化对象，构造方法通常会使用public来修饰。

6.this 关键字

6.1.定义

  • 关键字this来指代当前对象，用于在方法中访问对象的其他成员。

6.2.用法

  • 通过this关键字调用成员变量，解决与局部变量名称冲突问题
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class Person {
  int age;                            // 成员变量age
  public Person(int age) {   // 局部变量age
    this.age = age;          // 将局部变量age的值赋给成员变量age
  }
}
  • 通过this关键字调用成员方法
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class Person {
  public void openMouth() {
    ...
  }
  public void speak() {
    this.openMouth();
  }
}
  • 通过this关键字调用构造方法
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class Person {    
  public Person() {
  }
  public Person(int age) {
      this();                  // 调用无参的构造方法
  }
}

6.3.注意

  • 只能在构造方法中使用this调用其他的构造方法，不能在成员方法中使用。

  • 在构造方法中，使用this调用构造方法的语句必须是该方法的第一条执行语句，且只能出现一次。

  • 不能在一个类的两个构造方法中使用this互相调用。

7.static 关键字

7.1.静态变量

  • 在一个Java类中，可以使用static关键字来修饰成员变量，该变量被称作静态变量。

  • 静态变量被所有实例共享，可以使用类名.变量名的形式来访问。

  • static关键字只能用于修饰成员变量，不能用于修饰局部变量，否则编译会报错。

7.2.静态方法

  • 被static关键字修饰的方法称为静态方法。

  • 同静态变量一样，静态方法可以使用类名.方法名的方式来访问，也可以通过类的实例对象来访问。

  • 在一个静态方法中只能访问用static修饰的成员，原因是没有被static修饰的成员需要先创建对象才能访问，而静态方法在被调用时可以不创建任何对象

7.3.静态代码块

  • 在Java中，使用一对大括号包围起来的若干行代码被称为一个代码块。

  • 使用static关键字修饰的代码块称为静态代码块。

  • 当类被加载时，静态代码块会执行，并且只会执行一次。

  • 在程序中，经常使用静态代码块来对类的成员变量进行初始化。