JAVA从入门到精通-面向对象05

来源：互联网发布：算法第四版mobi百度云编辑：程序博客网时间：2024/05/17 23:37

面向对象_01

云智科技学习笔记

面向对象概念
理解面向对象
l 面向对象是相对面向过程而言
l 面向对象和面向过程都是一种思想
l 面向过程
•    强调的是功能行为
l 面向对象
•    将功能封装进对象，强调具备了功能的对象。
l 面向对象是基于面向过程的。

面向对象的特点
l 是一种符合人们思考习惯的思想
l 可以将复杂的事情简单化
l 将程序员从执行者转换成了指挥者
l 完成需求时：
•    先要去找具有所需的功能的对象来用。
•    如果该对象不存在，那么创建一个具有所需功能的对象。
•    这样简化开发并提高复用。
举例：
人开门这个例子的分析过程：（名词提炼法）
门
{
         门.开( ) { 操作门的具体操作 };
}

人
{
         new门().开( );
}
面向对象开发，设计，特征
l 开发的过程：其实就是不断的创建对象，使用对象，指挥对象做事情。
l 设计的过程：其实就是在管理和维护对象之间的关系。
l 面向对象的特征：
•    封装(encapsulation)
•    继承(inheritance)
•    多态(polymorphism)
在以后的开发中，其实就是在找对象来用，如果没有对象，我们就创建对象。找对象，建立对象，使用对象，并维护对象之间的关系。
类与对象的关系
l 使用计算机语言就是不断的在描述现实生活中的事物。
l 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。
l 对象即是该类事物实实在在存在的个体。

类与对象(图例)
l 类与对象的关系如图

l 可以理解为：
1.       类就是图纸
2.       汽车就是堆内存中的对象
l 对于同一类事物可以抽取它们的共性的内容，定义在类中。
l 如生活中的汽车，每一台车都有轮胎数和颜色。
l 那么在通过java描述汽车这类事物时，就可以将这两个共性属性作为类中的属性进行定义。
l 通过该类建立的每一个汽车实体都具有该属性，并可以有对象特有的属性值。
类的定义
l 生活中描述事物无非就是描述事物的属性和行为。
•    如：人有身高，体重等属性，有说话，打球等行为。
l Java中用类class来描述事物也是如此
•    属性：对应类中的成员变量。
•    行为：对应类中的成员函数。
l 定义类其实在定义类中的成员(成员变量和成员函数)。
l 成员变量和局部变量的区别？
1.      成员变量：
• 成员变量定义在类中，在整个类中都可以被访问。
• 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。
• 成员变量有默认初始化值。
2.      局部变量：
• 局部变量只定义在局部范围内，如：函数内，语句内等。
• 局部变量存在于栈内存中。
• 作用的范围结束，变量空间会自动释放。
• 局部变量没有默认初始化值。

l 创建对象，使用对象
class Car//对Car这类事物进行描述
{
     String color ="red";
     int num = 4;
     void show()
     {
              System.out.println("color="+color+"..num="+num);
     }
}
class CarDemo
{
     public static voidmain(String[] args)
     {
              Car c = newCar();//建立对象
              c.color ="black";//对对象的属性进行修改
              c.show();//使用对象的功能。
     }
}
对象内存结构
Car c1 = newCar();c1.color="blue";
Car c2 = new Car();

只要是用new操作符定义的实体就在会堆内存中开辟一个新的空间。
并每一个对象中都有一份属于自己的属性。
通过对象.对象成员的方式操作对象中的成员，
对其中一个对象的成员进行了修改。和另一个对象没有关系。
匿名对象
l 匿名对象是对象的简化形式
l 匿名对象两种使用情况
•    当对对象方法仅进行一次调用的时
•    匿名对象可以作为实际参数进行传递
Java语言的强引用，弱引用，长引用，短引用？

封装(Encapsulation)
l 封装：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。
l 好处：
•    将变化隔离。
•    便于使用。
•    提高重用性。
•    提高安全性。
l 封装原则：
•    将不需要对外提供的内容都隐藏起来。
•    把属性都隐藏，提供公共方法对其访问。
private(私有)关键字
l private关键字：
•    是一个权限修饰符。
•    用于修饰成员(成员变量和成员函数)
•    被私有化的成员只在本类中有效。
l 常用之一：
•    将成员变量私有化，对外提供对应的set ，get方法对其进行访问。提高对数据访问的安全性。
构造函数
特点：

函数名与类名相同
不用定义返回值类型
没有具体的返回值。

作用：
对象一建立就会调用与之对应的构造函数，给对象进行初始化。
注意：

默认构造函数的特点。
多个构造函数是以重载的形式存在的。
当一个类中没有定义构造函数时，那么系统会对该类使用默认无参的初始化构造函数；但是当在类中显式定义了构造函数后，系统默认的构造函数就不存在了。

如下代码的编译出错：
class Demo
{
         publicString name="aa";
         Demo(Stringname){
                   this.name=name;
         }
}

public class Construct1
{
         publicstatic void main(String args[])
         {
                   Democ=new Demo();
                   System.out.println(c.name);
         }
}
错误提示为：
错误: 无法将类 Demo中的构造器 Demo应用到给定类型。说明该类使用的构造方法不能被初始化。即验证了默认的无参构造方法不存在了。

可以在一个类中定义多个构造函数，以重载的方式存在。以定义该类的不同初始化参数。
l 构造函数与一般函数的不同：
1.      写法上不同；
2.      运行上不同：
构造函数是在对象建立就运行，给对象初始化；而一般方法是对象调用才执行，给对象添加对象具备的功能。
3.      调用上不同：
一个对象建立，构造函数只执行一次；
而一般方法可以被该对象调用多次。
什么时候定义构造函数呢？
当分析事物时，当已初始化就应该具有某些方法和属性，就可以考虑构造函数。
构造代码块：
l 作用：给对象进行初始化，对象已初始化就运行，优先于构造函数。
l 构造代码块与构造函数的区别：
构造函数是对对象进行分别初始化，而构造代码块是对所有的对象进行初始化。
如下例子：
class Demo
{
         publicstatic void main(String args[])
         {
                   Personp=new Person("yedd");
                   System.out.println(p.getName());
                   Personp1=new Person();
         }
}

class Person
{
         privateString name="lisi";
         Person(Stringname){
                   this.name=name;
         }
         //构造代码块
         {
                   System.out.println("我是构造代码块");
         }

         Person(){}

         publicvoid setName(String name)
         {
                   this.name=name;
         }
         publicString getName()
         {
                   returnthis.name;
         }

}

当上述代码执行时，每次创建出来一个对象都会运行构造代码块，而只会调用相应的构造函数来初始化。
使用方法：
构建对象时，将对象共性的方法定义在构造代码块中。比如，每个小孩出生后，名字可能有或者没有，但是一定都有哭的动作。所以，是否定义名字可以放在不同构造函数里初始化，而哭的方法统一在构造代码块中执行。

this关键字
1.      特点：this代表其所在函数所属对象的引用。简单说，哪个对象在调用this,this就代表这个对象。
2.      换言之：this代表本类对象的引用。这是因为在该方法被调用前不确定哪个对象调用，所有采用this来替代。
什么时候使用this关键字呢？
1.        当在函数内需要用到调用该函数的对象时，就用this.例程。
2.        This的应用：
当定义类中的功能时，当函数内部要调用该函数的对象时，这是用this来表示这个对象。但凡本类功能内部使用到该类时，都用this。
如下代码是对this关键字的应用：
public class Demo
{
         publicstatic void main(String args[])
         {
                   Personp1=new Person();
                   Personp2=new Person(30);
                   booleanb=p1.compare(p2);
                   System.out.println(b);
         }
}

class Person
{
         privateint age=30;
         Person(){}
         Person(intage){this.age=age;}
         publicboolean compare(Person p)
         {
                   if(this.age==p.age)
                  {
                            returntrue;
                   }else
                   {
                            returnfalse;
                   }
         }
}

this语句在构造函数之间进行调用：
public class Demo2
{
         publicstatic void main(String args[])
         {
                   Personp1=new Person();
                   Personp2=new Person(30);
                   booleanb=p1.compare(p2);
                   System.out.println(b);
         }
}

class Person
{
         privateint age;
         privateString name;
         Person(){}
         Person(Stringname){this.name=name;}
         Person(intage){this.age=age;}
         Person(Stringname,int age)
         {
                   /*
                   this.name=name;//这个语句也可以用this关键字来在构造函数之间进行调用
                   //this(name);//相当于调用了Person(Stringname){this.name=name;}
                   //this.age=age;
                   this(age);//但是这个语句是不可以的，在使用this关键字时，必须是函数中的第一条语句
                   //如果像上面这么写会报错：错误: 对this的调用必须是构造器中的第一个语句
                   */
                   //可以修改为这样：
                   //this.name=name;//这个语句也可以用this关键字来在构造函数之间进行调用
                   this(name);//相当于调用了Person(Stringname){this.name=name;}
                   this.age=age;


         }
         publicboolean compare(Person p)
         {
                   if(this.age==p.age)
                   {
                            returntrue;
                   }else
                   {
                            returnfalse;
                   }
         }
}
注意事项：
this关键字必须放在构造函数的第一个语句。因为初始化动作要先执行。

static(静态)关键字
static关键字：
•    用于修饰成员（成员变量和成员函数）
•    被静态修饰的成员变量称之为类变量，而普通变量称之为实例变量。
被修饰后的成员具备以下特点：
•    随着类的加载而加载
1.      在类初始化之前该静态成员已经存在了，同样会随着类的消失而消失，即它的生命周期与类相同。
•    优先于对象存在
1.      由于在类加载之前就已经存在了，所以可以用类名直接调用。
•    被所有对象所共享
•    可以被对象调用，还可以直接被类名调用
使用注意
•    静态方法只能访问静态成员，但是非静态方法可以访问静态资源也可以访问非静态资源。
•    静态方法中不可以写this，super关键字：因为静态资源优先于对象存在，所以静态方法中不能使用this.
•    主函数是静态的
实例变量与类变量的不同：
1.        存在位置不同：
类变量随着类的加载而加载存在于方法区或者叫共享区中，而实例变量存在随着对象的建立而存在于堆内存中。
2.        生命周期不同：
类变量的生命周期最长，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。
静态修饰的利与弊：
1.        好处：对对象的共享数据进行单独空间的存储，节省空间，没有必要为每个对象开辟内存空间。
2.        坏处：生命周期过长，访问出现局限性。（静态虽好，但是只能访问静态资源。）
主函数是静态的详解：
主函数：
是一个特殊的函数，作为程序的执行入口，供JVM调用。
主函数的调用：
1.        Public:代表该函数访问权限最大的。
2.        Static :代表主函数随着类的加载就已经存在了。
3.        Void：主函数没有返回值。
4.        Main:不是关键字，但是是一个特殊的单词，可以被JVM识别。
5.        （String args[]）: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。
6.        主函数是固定格式的，供JVM识别调用。

深入剖析：
1.        JVM在调用主函数是，传入的是newString[0];
System.out.println(agrs.length);既可以得以验证
2.        在两个启动运行类中可以使用该方式调用，并且可以传递参数：
classDemo
{
         public static void main(String args[])
         {
                   String []arr={"aaa","bbbb","ddd","ddfdfa"};
                   MainTest.main(arr);
         }
}

classMainTest
{
         public static void main(String args[])
         {
                   for(inti=0;i<args.length;i++)
                   {
                            System.out.println(args[i]);
                   }
         }
}
什么时候使用静态：
l 要从两个方面来入手：
因为静态修饰的内容要有成员变量和函数。
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，该数据被静态锁修饰，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。
static修饰符的应用---工具类
1.        工具类的特点：
每个应用程序中都有共性的功能，就可以把这些功能单独抽取出来，独立封装，以便复用。
2.        请参看如下代码：
class ArrayTool
{
     public void sort(int []arr)
     {
              for(inti=0;i<arr.length-1;i++)
              {
                       for(intj=0;j<arr.length-i-1;j++)
                       {
                                 swap(arr,i,j);
                       }
              }
     }

     public static voidswap(int []arr,int a,int b)
     {
              int temp;
              temp=arr[a];
              arr[a]=arr[b];
              arr[b]=temp;
     }

     public void print(int []arr)
     {
              System.out.print("[");
              for(inti=0;i<arr.length;i++)
                       if(i!=arr.length-1)
                       {
                                 System.out.print(arr[i]+",");
                       }else
                       {
                                 System.out.println(arr[i]+"]");
                       }
     }

     public int getMax(int []arr)
     {
              int max=arr[0];
              for(inti=1;i<arr.length;i++)
              {
                       if(max<arr[i])
                       {
                                 max=arr[i];
                       }
              }
              return max;
     }

     public int getMin(int arr[])
     {
              int min=arr[0];
              for(inti=1;i<arr.length;i++)
              {
                       if(min>arr[i])
                       {
                                 min=arr[i];
                       }
              }
              return min;
     }
}
publicclass Demo
{
         public static void main(String args[])
         {
                   ArrayTool tool=newArrayTool();
                   int arr[]={1,5,4,2,5,25,55};
                   int b=tool.getMax(arr);
                   System.out.println(b);
         }
}

发现这样写是有问题的：
1.        对象是用于封装数据的，可是在我们的工具类中并没有封装对象特有的数据。
2.        操作数组的每个方法都没有用到工具对象的特有数据。
3.        这时需要考虑，让程序更严谨，是不需要对象的，所以可以将工具类的方法定义成静态的。
可以对工具类的方法全部定义成静态的：
class ArrayTool
{
         public static void sort(int []arr)
         {
                   for(inti=0;i<arr.length-1;i++)
                   {
                            for(intj=0;j<arr.length-i-1;j++)
                            {
                                     swap(arr,i,j);
                            }
                   }
         }

         public static void swap(int []arr,inta,int b)
         {
                   int temp;
                   temp=arr[a];
                   arr[a]=arr[b];
                   arr[b]=temp;
         }

         public static void print(int []arr)
         {
                   System.out.print("[");
                   for(inti=0;i<arr.length;i++)
                            if(i!=arr.length-1)
                            {
                                     System.out.print(arr[i]+",")
                            }else
                            {
                                     System.out.println(arr[i]+"]");
                            }
         }

         public static void getMax(int []arr)
         {
                   int max=arr[0];
                   for(inti=1;i<arr.length;i++)
                   {
                            if(max<arr[i])
                            {
                                     max=arr[i];
                            }
                   }
                   return max;
         }

         public static void getMin(int arr[])
         {
                   int min=arr[0];
                   for(inti=1;i<arr.length;i++)
                   {
                            if(min>arr[i])
                            {
                                     min=arr[i];
                            }
                   }
                   return min;
         }
}

public classDemo
{
         public static void main(String args[])
         {

                   int arr[]={1,5,4,2,5,25,55};
                   ArrayTool.getMax(arr);
                   System.out.println(b);
         }
}

这样，可以方便于使用，但是该类可以被其他程序建立对象的。但是为了更严谨，可以对构造方法定义成private。
优化后的带按摩如下：
class ArrayTool
{        //构造函数私有化
         private ArrayTool(){}

         public static void sort(int []arr)
         {
                   for(inti=0;i<arr.length-1;i++)
                   {
                            for(intj=0;j<arr.length-i-1;j++)
                            {
                                     swap(arr,i,j);
                            }
                   }
         }

         public static void swap(int []arr,inta,int b)
         {
                   int temp;
                   temp=arr[a];
                   arr[a]=arr[b];
                   arr[b]=temp;
         }

         public static void print(int []arr)
         {
                   System.out.print("[");
                   for(inti=0;i<arr.length;i++)
                            if(i!=arr.length-1)
                            {
                                     System.out.print(arr[i]+",")
                            }else
                            {
                                     System.out.println(arr[i]+"]");
                            }
         }

         public static void getMax(int []arr)
         {
                   int max=arr[0];
                   for(inti=1;i<arr.length;i++)
                   {
                            if(max<arr[i])
                            {
                                     max=arr[i];
                            }
                   }
                   return max;
         }

         public static void getMin(int arr[])
         {
                   int min=arr[0];
                   for(inti=1;i<arr.length;i++)
                   {
                            if(min>arr[i])
                            {
                                     min=arr[i];
                            }
                   }
                   return min;
         }
}
Java文档的制作过程
1.        如果有一个工具类提供给我们使用，那么必须设置正确的classpath路径，可以通过如下命令行命令来设置：
Set classpath=.;你的类路径;这样就设置了一个临时类路径。
2.        如果是我们自己写的一个工具类提供给别人使用，那么必须要提供使用API，制作过程如下：
1.      给该工具类加上相应的注释；
2.      使用javadoc命令对该类进行文档生成。
如：该工具类制作如下：
/**
这是一个可以对数组进行操作的工具类，该类中提供了获取最值，
排序等功能。
@author 叶冬冬
@version V1.1
**/
public classArrayTool
{        //构造函数私有化
         private ArrayTool(){}
         /**
                   对一个整型数组进行排序
                   @param arr 整型的数组
         **/
         public static void sort(int []arr)
         {
                   for(inti=0;i<arr.length-1;i++)
                   {
                            for(intj=0;j<arr.length-i-1;j++)
                            {
                                     swap(arr,i,j);
                            }
                   }
         }

         /**
                   对一个整型数组中指定的元素位置进行置换
                   @param arr 整型数组
                   @param a 要交换的位置
                   @param b 要交换的位置
         **/
         public static void swap(int []arr,inta,int b)
         {
                   int temp;
                   temp=arr[a];
                   arr[a]=arr[b];
                   arr[b]=temp;
         }
         /**
                   打印输出数组的元素，打印格式为 [element1,element2,,...]
                   @param arr 整型数组
         **/
         public static void print(int []arr)
         {
                   System.out.print("[");
                   for(inti=0;i<arr.length;i++)
                            if(i!=arr.length-1)
                            {
                                     System.out.print(arr[i]+",");
                            }else
                            {
                                     System.out.println(arr[i]+"]");
                            }
         }

         /**
                   获取整型数组中的最大值
                   @param arr 整型数组
                   @return max 最大值
         **/
         public static int getMax(int []arr)
         {
                   int max=arr[0];
                   for(inti=1;i<arr.length;i++)
                   {
                            if(max<arr[i])
                            {
                                     max=arr[i];
                            }
                   }
                   return max;
         }

         /**
                   获取整型数组中的最小值
                   @param arr 整型数组
                   @return min 最小值
         **/
         public static int getMin(int arr[])
         {
                   int min=arr[0];
                   for(int i=1;i<arr.length;i++)
                   {
                            if(min>arr[i])
                            {
                                     min=arr[i];
                            }
                   }
                   return min;
         }
}
使用如下命令进行文档生成：
Javadoc –d myhelpArrayTool.java –author –version
命令说明：
Javadoc：是jdk中提供的文档制作工具，可以生成java类的API文档
-d:表示生成一个目录，如果没有显式指定绝对路径，则在当前路径下生成
myhelp:当前路径下生成存放java文档的目录
ArrayTool.java:需要生成java文档的原文件
-author:在该类的声明注释中提取作者信息
-version:在该类的声明注释中提取版本信息

静态代码块
1.        格式：
static
{
         静态代码块的内容;
}

2.        特点：
随着类的加载而执行，只执行一次，并优先于主函数，用于给类进行初始化。
请看如下代码的打印结果：
class Demo
{

         public static voidmain(String args[])
         {
                   System.out.println("b");
                   new Demo();
                   System.out.println("c");
                   new Demo();
                   System.out.println("over");
         }
         static
         {
                   System.out.println("a");
         }

}
3.        打印结果如下：
a
b
c
over
4.        说明了：
1.      静态代码块优先于main函数执行；
2.      静态代码块执行一次。
注意：
在上面的例子中：
Demo d=null;//这种情况下，静态代码块是不会被加载的
D=new Demo();//只有类被使用了，才会调用静态代码块
5.        总结：
class Demo
{
     public static voidmain(String args[])
     {
              Demo1 d=newDemo1(6);

     }
}

class Demo1
{
     int age=4;
     //构造函数
     Demo1()
     {
              System.out.println("构造函数。。。没有age");//上面的初始化时，该构造函数没有被调用
     }
     Demo1(int age)
     {
              this.age=age;
              System.out.println("构造函数。。。age");//该构造函数被调用，优先级最低
     }
     //构造代码块
     {
              System.out.println("构造代码块");//初始化类时被调用，优先级次高
     }

     //静态代码块
     static
     {
              System.out.println("静态代码块");//初始化时被调用，优先级最高
              //System.out.println("静态代码块"+this.age);//在静态代码块中不能访问非静态资源
     }
}

6.        运行结果如下：
静态代码块
构造代码块
构造函数。。。age
1.        说明了在一个类中，静态代码块的执行优先级最高，构造代码块次之，构造函数最低。
2.        同时在静态代码块或者静态方法中不能访问非静态资源。
对象初始化过程：

l Person p=new Person(“zhangsan”,23);这个语句都做了什么呢？

1.        因为new 用到了Person.class，所以会先找到Person.class文件并加载到内存中；
2.        执行该类中的static代码块，如果有的话，给Person.class类进行初始化；
3.        在对内存中开辟空间，分配内存地址；
4.        在对内存中建立对象的特有属性，并进行默认初始化；
5.        对对象的特有属性进行显示初始化；
6.        对对象的属性进行构造代码块的初始化；
7.        对对象进行对应的构造函数的初始化；
8.        将内存地址赋值给栈内存中的p变量。
l 对象方法被调用过程

l 完成对类的初始化，此时在方法区中加载了静态方法和各个成员方法；
l 对象的成员方法被调用过程：
1.        当某个成员方法被调用时，将该方法在栈内存中建立函数调用栈，并将函数参数传递进去，其中this也是作为一个参数传递到函数栈中，指向该类初始化对象在堆内存中的引用；
2.        然后通过函数执行操作堆内存中的成员属性；
l 类的静态方法被调用过程：
1.        在方法区中的静态方法是通过类名来直接调用的，由于它优先于对象而存在，所以只能通过类名来调用，同时由于此时没有建立对象引用，所以不能操作对象的特有属性。