类和对象

重点:

• 定义类和创建对象
• 方法及方法重载
• 构造方法及重载
• 包的使用
• 访问修饰符

难点：

• 方法重载
• 封装的原理

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1.1类与对象

1.1.1面向对象

Java语言是一种面向对象的语言。要使用Java进行面向对象的编程，首先要建立面向对象的思想。

1.1.2对象

对象是用来描述客观事物的一个实体。

1.1.3类

类是具有相同属性和方法的一组对象的集合。

类和对象的关系及如同模具和用这个模具制作出来的物品的关系。

1.2定义类

面向对象设计的过程就是抽象的过程，一般分3步来完成。

1. 发现类，类定义了对象将会拥有的特征(属性)和行为(方法)。
2. 发现类的属性，对象所拥有的静态特征在类中表示是称为类的属性。
3. 发现类的方法，对象执行的操作称为类的方法。

1.2.1定义类

语法：

[访问修饰符] class 类名{

     //省略类的内部具体代码

}

• 访问修饰符如public、private是可选的。
• class是声明类的关键字。
• 按照命名规范，类名首字母大写。

1.2.2属性

Java中类的内部主要包含属性和方法。对象所拥有的特征在类中表示时，称为类的属性。

语法：

[访问修饰符] 数据类型 属性名；

• 访问修饰符是可选的。
• 除了访问修饰符之外，其他的语法和声明变量是一致的。

1.2.3方法

对象执行的操作的行为称为类的方法。

语法：

[访问修饰符] 返回类型 方法名(参数类型 参数名1,参数类型 参数名2,……){

     //……省略方法体代码

}

• 返回类型可以是void,表明没有返回值，不为void,方法体中一定要使用"return"关键字返回对应类型的结果，否则程序会有编译错误。
• 小括号中的称为参数列表。

1.3创建和使用对象

1.3.1创建对象

类是一类事物的集合和抽象，代表这类事物共有的属性和行为。一个对象就称为类的一个实例，是类一次实例化的结果。

例如：

"张三"是一个"人"类的对象。

类的对象可以调用类中的成员，如属性和方法等。

语法：

类名 对象名=new 类名();

1.3.2使用对象

在Java中，要引用对象的属性和方法，需要使用"."。

语法：

对象名.属性；

对象名.方法名();

补充知识:对象数组

用类创建的数组

例:

是用一个类中的有参构造方法创建对象数组

Person[] person={new Person(22,"韩冰"),new Person(23,"刘顿")};

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2.1成员方法

类成员主要包含两部分:成员方法和成员变量。

2.1.1带参数的方法

带参数的方法可以接受用户输入的内容。创建方法时定义的参数叫做形式参数，简称形参。调用方法是传入的参数叫做实际参数，简称实参。

2.1.2方法重载

特点:

1. 在同一类中。
2. 方法名相同。
3. 参数的个数或类型不同。

优点:方法重载其实是对一般方法的一种升级， 可以根据参数的不同，采用不同的实现方法，而且不需要编写多个名称，只要记住一个方法名即可。

2.2成员变量

1.成员变量作用域

• 类中的属性，也就是直接在类中定义的变量，称作成员变量，它定义在方法的外部。
• 成员变量可以在声明时赋初始值。

2.局部变量作用域

• 局部变量就是定义在方法中的变量。
• 虽然成员变量age和局部变量age的名称是一样的，但是表示的却不是同一个变量。一般情况下，局部变量在使用前需要赋值，否则会编译出错。

3.成员变量和局部变量的区别

• 作用域不同。局部变量的作用域仅限于定义它的方法，在该方法外无法访问它。成员变量的作用域在整个类内部都是可见的，所有成员方法都是可以使用它，如果访问权限允许，还可以在类的外部使用成员变量。
• 初始值不同。对于成员变量，如果在类定义中没有给它赋予初始值，Java会给它一个默认值，基本数据类型的值为0，引用类型的值为null。但是Java不会给局部变量赋予初始值，因此局部变量必须要定义赋值后再使用。
• 在同一个方法中，不允许有同名的局部变量。在不同的方法中，可以有同名的局部变量。
• 局部变量可以和成员变量同名，并且在使用时，局部变量具有更高的优先级。

4.在Java中，变量的类型可分为两种:一种是前面章节中学习过的基本数据类型，还有一种数据类型叫做引用数据类型。

Java中的引用数据类型包括3种:类、数组和接口。

补充知识:

基本数据类型和引用数据类型内存分配和传参区别

• 对于基本数据类型，不同的变量会分配不同的储存空间，并且储存空间中储存的是该变量的值。赋值操作传递的是变量的值，改变一个变量的值不会影响另外一个变量的值。
• 对于引用数据类型，赋值是把原对象的引用(可理解为内存地址)传递给另一个引用。对数组而言，当一个数组名直接该另一个数组名赋值时，相当于传递了一个引用，此时，这两个引用指向同一个数组，也就是指向同一内存空间。
• 同理，基本数据类型和引用数据类型在传递参数时，同样会有这样的区别。

2.3构造方法

Java中，当类创建一个对象时，会自动调用该类的构造方法，构造方法分为默认构造方法和带参数的构造方法。

2.3.1构造方法的定义

构造方法的主要作用是进行一些数据的初始化。

语法：

[访问修饰符] 方法名 ([参数列表]){

    //……省略方法体的代码

}

在语法中:

• 构造方法没有返回值。
• 默认构造方法没有参数，因此参数列表可选。
• 构造方法的方法名与类名相同。
• 当开发人员没有编写自定义构造方法，Java会自动添加默认构造方法。默认构造方法没有参数。如果自定义了一个或多个构造方法，那么Java不会自动添加默认构造方法。

2.3.2构造方法的重载

前面学习了方法重载，构造方法同样也可以重载，即在同一个类中可以定义多个重载的构造方法。

补充知识:

• this的用法:this关键字是对一个对象的默认引用。每个实例方法内部，都有一个this引用变量，指向调用这个方法的对象。因为this是在对象内部指代自身的引用，所以this只能调用实例变量、实例方法和构造方法。this不能调用类变量和类方法，this也不能调用局部变量。

3.1封装概述

 Java中，封装的实质就是将类的状态信息隐藏在类内部，不允许外部程序直接访问，而是通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问。封装反映了事务的相对独立性，有效避免了外部错误对此对象的影响，并且能对于对象使用者由于大意产生的错误操起到预防作用。同样面向对象编程提倡对象之间实现松耦合关系。封装的好处主要有隐藏类的实现细节;让使用者只能通过程序员规定的方法来访问数据，可以方便地加入存取控制语句，限制不合理操作。

松耦合就是指尽量减少对象之间的关联性，以降低它们之间的复杂性和依赖性。

3.2封装的步骤

1.修改属性的可见性

例:将Person类中的属性由public修改为private即可。

2.设置setter/getter()方法

可以手动调加，也可以使用快捷键由系统添加。

3.设置属性的存取限制

此时，属性仍然没有限制作用，需要进一步利用条件判断语句进行限制。

例如:在setter方法用if语句限制性别输入错误。

4.1包的作用

Java中包机制也是封装的一种形式。

包主要有以下3个方面的作用。

1. 包允许将类组合成较小的单元(类似文件夹)，易于找到和使用相应的类文件。
2. 防止命名冲突:Java中只有在不同包中的类才能重名。
3. 包允许在更广的范围内保护类、数据和方法，可以在包中内定义类。根据规则，包外的代码由可能不能访问该类。

4.2包的定义

语法：

package 包名

5.1类和类成员的访问控制

包实际上是一种访问控制机制，通过包来限制和制约类之间的访问关系。访问修饰符也同样可以限制和制约类之间的访问关系。

5.1.1类的访问修饰符

 同一包中 非同一包中public 可以使用可以使用默认修饰符 可以使用不可以使用

5.1.2类成员的访问修饰符

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同一类中同一包中子类中其他地方private可以使用 不可以使用不可以使用不可以使用默认修饰符可以使用 可以使用 不可以使用不可以使用protected可以使用 可以使用 可以使用 不可以使用public可以使用 可以使用 可以使用 可以使用 

5.2static关键字

一个类可以被创建n个对象。如果n个对象中的某些数据需要共同使用，就需要使用static关键字修饰这些数据。Java中，一般情况下调用类的成员都需要先创建类的对象，然后通过对象进行调用。使用static关键字可以通过类名加"."直接调用类的成员，不需要创建类的对象。使用static修饰的属性和方法属于类，不属于具体的某个对象。

1.static关键字的修饰属性

static修饰的属性称为静态变量或者类变量，没有使用static修饰的属性称为实例变量。在实际开发中，static关键字修饰属性的最常用场景就是定义使用final关键字修饰的常量。使用final关键字修饰常量在整个程序运行时都不能被改变，和具体的对象没有关系，因此使用static修饰，如"static final int PERSON_LIVE=1;"。

• 常量名一般由大写字母组成。
• 声明常量时一定要赋初值。

2.static关键字的修饰方法

static修饰的方法称为静态方法或者类方法，不用static关键字修饰的方法称为实例方法。

• 在静态方法中不能直接访问实例变量和实例方法。
• 在实例方法中可以直接调用类中定义的静态变量和静态方法。

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总结

• 了解了类和对象，也学习了如何定义类、创建对象和使用对象。
• 面向对象的优点:与人的思维习惯一致，封装使信息隐藏，提高了程序的可维护性和安全性，一个类可以创建多个对象实例，体现了重用性。
• 对象是用来描述客观事物的一个实体，由一组属性和方法构成。
• 类具有相同属性和方法的一组对象的集合。
• 使用类的步骤是，使用class定义类、使用new关键字创建类的对象、使用"."访问类的属性和方法。
• 如果一个类中包含了两个或两个以上方法。它们的方法名相同，方法参数列表不同，则称为方法的重载。
• 构造方法用于创建类的对象。构造方法的作用主要就是在创建对象时执行一些初始化操作。可以通过构造方法重载来实现多种初始化行为。
• 封装的好处主要有隐藏的实现细节;让使用者只能通过程序员规定的方法来访问数据，可以方便地加入存取控制语句，限制不合理操作。
• Java中提供包来管理类。创建包使用关键字package,导入包中使用关键字import。
• Java中包含类的访问修饰符和类成员的访问修饰符，其作用域是不同的。
• static关键字修饰的属性和方法，不属于具体的对象，采用类名加"."方法即可直接访问。