Java生涯——Java基础---面向对象

    xiaoxiao2021-03-25  54

    面向对象是Java语言区别c语言的一个重要特点,也是学好Java必须掌握的重要部分。接下来我会根据视频教程,总结对Java面向对象的理解与应用,以及牵涉到的一些知识点。

     一、理解面向对象

            我们知道c语言是一门面向过程的语言,那么面向对象就是相对面向过程而言的。如把大象装进冰箱,c语言强调的是功能行为:打开冰箱——>把大象装进冰箱——>关闭冰箱。而Java面向对象的思想就是强调具有功能的对象:冰箱打开,冰箱存储,冰箱关闭。感觉上就是过程是你自己亲自在做,而面向对象却是你指挥着对象去做。面向对象和面向过程都是一种思想,就看自己怎么想了,面向对象是基于面向过程的。

    面向对象的特点:

            1. 是一种符合人们思考习惯的思想

            2. 可以将复杂的事情简单化

            3.将程序员从执行者转换成了指挥者

            4. 完成需求时:

                    a)先要去找具有所需的功能的对象来用。

                    b) 如果该对象不存在,那么创建一个具有所需功能的对象。

                    c) 这样简化开发并提高复用。

            在Java的开发过程,其实就是不断的创建对象,使用对象,指挥对象做事情。设计的过程,其实就是在管理和维护对象之间的关系。

    面向对象的三个特征:

            封装(encapsulation   继承(inheritance   多态(polymorphism

    面向对象的最高境界:万物皆对象(面试时慎用)。

     

    二、类与对象

    1、类与对象的关系

    先看一个示例图:

    如图我们可以理解为:类就是图纸。汽车就是对象。

    类的定义:

           使用计算机语言就是不断的描述现实生活中的事物,而java中描述事物通过类的形式体现,类是具体事物的抽象,概念上的定义。

           生活当中描述事物无非就是描述事物的属性和行为。如:人的身高,体重等属性;讲话跑步等行为。Java则是用类class来描述对象的属性和行为。定义类其实就是在定义类中的成员(成员变量和成员函数)。

           属性:对应类中的成员变量。

           行为:对应类中的成员函数。   

    而对象即是该类事物实实在在存在的个体。

    如:

    [java]  view plain  copy class Person   {       int age;       private void speak()       {           System.out.println("age="+age);       }   }  

    以上程序就定义了一个以人为对象的类,其中人这个对象具有年龄的属性,还具有说话的功能。而创建一个对象的格式:

           Person p = new Person()

    这样就创建了一个人物对象,修改属性和使用功能的格式:

           p.age=20;//对对象属性的修改

           p.speak();//使用对象的功能

    2、成员变量和局部变量

           之前我们用到的基本都是局部变量,现在我们将会使用成员变量。其实它两都是变量,规范写法上也没啥区别,都是标识符,但是在作用范围和内存中分配不同。

    区别:

           成员变量:

                    a)成员变量定义在类中,在整个类中都可以被访问。

                    b) 成员变量随着对象的建立而建立,存在于对象所在的堆内存中。

                    c) 成员变量有默认初始化值。

           局部变量:

                    a) 局部变量只定义在局部范围内,如:函数内,语句内等。

                    b) 局部变量存在于栈内存中。

                    c) 作用的范围结束,变量空间会自动释放。

                    d) 局部变量没有默认初始化值。

    3、匿名对象

            匿名对象是对象的简化形式。

           匿名对象两种使用情况

                    1、当对对象方法仅进行一次调用的时。

                    2、匿名对象可以作为实际参数进行传递。

    例: new Car();

    注:如果对一个对象进行多个成员调用,必须给这个对象起个名字。

     

    三、对象的封装

    1、 概念

           是指隐藏对象的属性和实现细节,仅对外提供公共访问方式。

    2、 好处

            a)将变化隔离。

            b)便于使用。

            c)提高重用性。

            d)调高安全性。

    3、 原则

            a)  将不需要对外提供的内容都隐藏起来。

            b)  把属性都隐藏,提供公共方法对其访问。

    4、 封装的表现形式之一——private(私有)

            private关键字:权限修饰符;用于修饰类中的成员(成员变量,成员函数);私有只在本类中有效。

           常用之一:

                    将成员变量私有化,对外提供对应的setget方法对其进行访问。提高对数据访问的安全性。

            如:我有一个人对象,而年龄这一属性我不想被对象访问,我就可以将其设为private

    人物对象程序:

    [java]  view plain  copy class Person//描述人物对象的类   {       private int age;//人对象的年龄属性       public void setAge(int a)//提供访问方法,并判断是否有效       {           if(a>0 && a<130)           {               age = a;               speak();           }           else               System.out.println("feifa age");       }          public int getAge()//提供获取方法       {           return age;       }       private void speak()//对象的说功能       {           System.out.println("age="+age);       }   }      class PersonDemo     {       public static void  main(String[] args)       {           Person p = new Person();//创建人物对象           p.setAge(-40);//利用封装提供的访问方法进行修改年龄属性           p.speak();       }   }  

     

    四、对象知识——构造函数

    1、 特点:

            a) 函数名与类名相同。

            b) 不用定义返回值类型。

            c) 不可以写return语句。

    2、 作用:

            给对象进行初始化。

    3、构造函数的小细节:

            当一个类中没有定义构造函数时,那么系统就会默认给该类加入一个空参数的构造函数。当在类中自定义了构造函数后,默认的构造函数就没有了。

    4、构造函数和一般函数在写法上有不同。

    在运行上也有不同:

            构造函数式在对象一建立就运行,给对象初始化。而一般方法是对象调用才执行,给是对象添加对象具备的功能。一个对象建立,构造函数只运行一次。而一般方法可以被该对象调用多次。

    5、什么时候定义构造函数?

            当分析事物时,该事物存在具备一些特性或者行为,那么将这些内容定义在构造函数中。

    6、构造代码块

           作用:给对象进行初始化。对象一建立就运行,而且优先于构造函数运行。

    和构造函数的区别:

           构造代码块是给所以对象进行初始化。

           而构造函数是给对应的对象初始化。

    构造代码块中定义的是不同对象共性的初始化内容。

     

    五、对象知识点——this关键字

    先看一个小程序:

    [java]  view plain  copy class Person   {       private String name;       private int age;       Person(int age)//局部变量时age,成员变量也是age       {           this.age = age;//this能够很好区分       }       Person(String name)       {           this.name = name;//这里用this表示调用构造方法的对象       }       Person(String name,int age)       {           this.name = name;           this.age = age;       }          public void speak()       {           System.out.println("name="+name+"...age="+age);           show();       }       public void show()       {           System.out.println(this.name);       }   }  

     以上程序综合了构造函数和this的用法。看上去,是用于区分局部变量与成员变量同名情况。

           this代表它所在函数所属对象的引用。

           简单说:哪个对象在调用this所在的函数,this就代表哪个对象。

    this的应用:

           当定义类中功能时,该函数内部要用到调用该函数的对象时,这时用this来表示这个对象。

           但凡本类功能内部使用到了本类对象,都用this表示。

    this语句:

           用于构造函数之间进行互相调用。如:this(name);

            thi语句只能定义在构造函数的第一行。因为初始化要先执行。

    this的概括总结:

            this的两种用法:1、用于区分同名变量的情况,说的成员和局部同名的时候;2、用于构造函数间调用。

    注:一般函数不能直接调用构造函数,因为this语句不能用在一般函数中,只能用在构造函数间。

     

    六、对象知识点——static(静态)关键字

            static是一个修饰符,用于修饰成员(成员变量和成员函数)。当成员被静态修饰后,就多了一个调用方式,除了可以被对象调用外,还可以直接被类名调用。格式:类名.静态成员。

    static特点:

            1、随着类的加载而加载。

                  也就是说:静态会随着类的消失而消失,说明它的生命周期最长。

            2、优先于对象存在。明确一点:静态是先存在。对象是后存在。

            3、被所有对象所共享。

            4、可以直接被类名所调用。

           由于静态成员可以直接被类名调用,因此静态成员变量又称为类变量。而非静态成员变量又被称为实例变量。

    实例变量和类变量的区别:

            1、存放位置。

                  类变量随着类的加载而存在于方法区中。

                  实例变量随着对象的建立而存在于堆内存中。

            2、生命周期。

                  类变量生命周期最长,随着类的消失而消失。

                 实例变量生命周期随着对象的消失而消失。

    静态有利有弊:

            利处:对对象共享数据进行单独空间的存储,节省空间。没有必要每一个对象中都存储一份。可以直接被类名调用。

            弊端:生命周期过长。

                       访问出现局限性。(静态虽好,只能访问静态)。

    静态需要清楚的几个小问题:

    什么时候使用静态?

            从两方面下手: 因为静态修饰的内容有成员变量和函数。

    1、什么时候定义静态变量(类变量)呢?

            当对象中出现共享数据时,该数据被静态所修饰。

            对象中的特有数据要定义成非静态存在于堆内存中。

    2、什么时候定义静态函数呢?

            当功能内部没有访问到非静态数据(对象的特有数据),那么该功能可以定义成静态的。

    静态使用注意事项:

            1、静态方法只能访问静态成员。

                  非静态方法既可以访问静态也可以访问非静态。

            2、静态方法中不可以定义thissuper关键字。

                  因为静态优先于对象存在。所以静态方法中不可以出现this

            3、主函数是静态的。

    静态代码块:

           格式:

                  static

                  {

                               静态代码块中的语句。

                  }

    特点:随着类的加载而执行,执行一次。并优先于主函数。用于给类进行初始化。

    对象的初始化过程:

            定义一个新对象都做了哪些事情?

            1、把类名.class文件加载到内存中。

            2、执行该类中的static代码块,如果有得话,给该类进行初始化。

            3、在堆内存中开辟空间,分配内存地址。给对象

            4、在堆内存中建立对象的特有属性。并进行默认初始化。

            5、对属性进行显示初始化。

            6、对对象进行构造代码块初始化。

            7、对对象进行对应构造函数初始化。

            8、将内存地址赋给栈内存中的对象名变量。

    静态的应用——文档说明书。

            每一个应用程序中都有共性的功能,可以将这些功能进行抽取,独立封装。以便复用。

    下面我们以一个数组工具类为例,作一个文档说明书。

    程序:

    [java]  view plain  copy /**  这是一个可以对数组进行相关操作的工具类,该类提供了取数组的最值、排序等功能。  @author Godream  @version V1.0    */   //类名权限要最大才能创建说明书文档   public class ArrayTool    {       /**      空参数构造函数      */       private ArrayTool() //私有化构造函数是为了让其不能创建对象。       {              }          /**      这个功能用于得到int类型数组中的最大值      @param arr 接收一个int类型的数组      @return 返回接收的该数组的最大值      */       public static int getMax(int[] arr)       {           int max=0;           for (int x=1;x<arr.length ;x++ )           {               if(arr[x]>arr[max])                   max=x;           }           return arr[max];       }              /**      这个功能用于得到int类型数组中的最小值      @param arr 接收一个int类型的数组      @return 返回该数组的最小值      */       public static int getMin(int[] arr)       {           int min=0;           for (int x=1;x<arr.length ;x++ )           {               if(arr[x]<arr[min])                   min=x;           }           return arr[min];       }          /**      对int类型数组进行选择升序排列      @param arr 接收一个int类型的数组      */       public static void selectSort(int[] arr)       {           for (int x=0;x<arr.length-1 ; x++)           {               for (int y=x+1; y<arr.length; y++)               {                   if(arr[x]>arr[y])                       swap(arr,x,y);               }           }       }          /**      对int类型数组进行冒泡升序排列      @param arr 接收一个int 类型数组      */       public static void bubbleSort(int[] arr)       {              for (int x=0;x<arr.length-1;x++ )           {               for (int y=0;y<arr.length-x-1;y++ )               {                      if(arr[y]>arr[y+1])                       swap(arr,y,y+1);               }           }       }          /**      对数组中的两个元素进行位置交换      @param arr 接收一个int类型的数组      @param a 要置换的元素角标      @param b 要置换的元素角标      */       private static void swap(int[] arr,int a,int b)       {           arr[a]=arr[b]+(arr[b]=arr[a])*0;       }          /**      遍历数组:打印数组中所有元素,形式为:[elemet1,elemet2,...]      @param arr 接收一个int类型的数组      */       public static void printArray(int[] arr)       {           System.out.print("[");           for (int x=0; x<arr.length-1; x++)           {               System.out.print(arr[x]+",");           }           System.out.println(arr[arr.length-1]+"]");       }   }  

    dos命令行中输入命令:javadoc -d Myhelp -author-version ArrayTool.java

    Java中的javadoc工具就会帮我们完成说明文档也称API的制作。

    如图:

    这个就是我们制作的属于自己API了:

     

    知识拓展:

    主函数:

    主函数是一个特殊的函数。作为程序的入口,可以被JVM调用。

    主函数的定义:

            public:代表着该函数访问权限是最大的。

            static:代表主函数随着类的加载就已经存在了。

            void:主函数没有具体的返回值。

            main:不是关键字,但是是一个特殊的单词,可以被JVM识别。

          String[] arr):函数的参数,参数类型是一个数组,该数组中的元素是字符串。字符串类型的数组。

            argsarguments  参数  。唯一可以更改的地方。

    主函数是固定格式的:被JVM识别。

     

    七、单例设计模式

    设计模式的概念:解决某一问题最行之有效的方法。java中共有23种设计模式。

    接下来我们讲解其中的一种:单例设计模式。

    单例设计模式的作用:使一个类在内存中只存在一个对象。

    用代码实现单例设计模式需要做三部:

            1、将构造函数初始化。

                  例:private Single(){}

            2、在类中创建一个本类对象。

                  例:private static Single s= newSingle();

            3、提供一个访问方法可以获取到该对象。

                  例:public static Single getInstance()

                         {

                                returns;

                          }

    单例设计模式只是为了保证内存中的对象唯一,其他在类中该怎么描述吗,还是怎么描述。

    单例设计模式有两种写法:

            1、饿汉式:也就是刚三部中的示例语句。它的特点是先初始化对象。如:Single类一进内存,就已经创建好了对象。在实际开发中,出于安全考虑,建议使用饿汉式。

    完整代码如下:

    [java]  view plain  copy class Single   {        private static Single s=new Single();        private Single(){}        public static Single getInstance()        {             return s;        }   }  

    2、懒汉式:它的特点对象是方法被调用时,才初始化,这也叫对象的延时加载。如:在以下完整代码中,Single类进内存,对象还没有存在,只有调用了getInstance()方法时,才创建对象。

    完整代码如下:

    [java]  view plain  copy class Single   {        private static Single s=null;        private Single(){}        public static Single getInstance()        {             if(s==null)                   s=new Single();             return s;        }   }  
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