面向对象、继承、接口、抽象类

 

一.面向对象

1.面向对象与面向过程的区别：

(1)面向过程强调功能

(2)面向对象强调具有功能的对象

举例：面向过程：打开冰箱——>把大象装进冰箱——>关闭冰箱；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。

面向对象是一种思想，万物皆对象，程序是对象的集合，他们通过发送消息来告诉彼此所要做的；每个对象都有自己的由其他对象所构成的存储，这样可以构建复杂的体系，同时将复杂性隐藏在对象的简单性背后；每个对象都拥有其类型，每个类区别于其他类的特性就是可以发送什么消息给它。某一特定类型的所有对象都可以接受同样的信息，性质相同的事物可以交互。(java in thinking 抄的，哈哈哈！)

简单的说，面向对象的特点：

        1. 是一种解决问题的思想

        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。
2.面向对象三个特征：
封装，继承，多态
 开发就是找对象，使用，没有对象，就创建一个对象
简单的说就是找对象，建立对象，使用对象，维护对象的关系

3.类和对象的关系：
现实生活中的对象，张三，李四
想要描述：提取对象中共性内容，对具体的抽象
描述时：这些对象的共性有：姓名，年龄，性别，学习java的功能

映射到java中就是class定义的类
具体对象就是对应java在堆内存中用java建立的实体；

类就是对现实生活中事物的描述。
对象就是这类事物实实在在存在。
对于计算机语言是先有类的个体
对于现实生活是先有对象
需求：描述汽车（颜色、轮胎数），描述事物其实就是在描述事物的属性和行为；
属性对应是类中的变量，行为对应的类中的函数（方法）
其实定义类，就是描述事物，就是定义属性和行为，属性和行为共同称为类中的成员变量和成员方法（函数）

4.成员变量和局部变量的区别：
   (1).成员变量定义在类中，整个类中都可以访问。
        局部变量定义在函数，语句，局部代码块中，只在所属的区域有效。
   (2).成员变量存在于堆内存的对象中。
        局部变量存在于栈内存的方法中。
   (3).成员变量随着对象的创建而存在，随着对象的消失而消失。
       局部变量随着所属区域的执行而存在，随着所属区域的结束而释放。

   (4).成员变量都有默认初始化值。
        局部变量没有默认初始化值。

举例：

public class Car {//描述颜色String color = "红色";//描述轮胎数int num = 4; //运行行为void run() {System.out.println(color+"...."+num);}public static void main(String[] args){//生产汽车，在java中通过new操作符来完成；//其实就是在堆内存产生一个实体Car c = new Car();//c就是一个类类型变量类类型变量指向 对象//将已有的车的颜色改成蓝色，指挥该对象来做，在java中指挥//方式是：对象.对象成员c.color= "blue";c.run();new Car().run();/* 匿名对象(一次性使用)调用属性没意义；1.匿名对象使用方式一：当对对象的方法只调用一次时，可以用匿名对象来完成，这样写比较简化，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。2.匿名对象使用方式二：可以将匿名对象作为实际参数进行传递；*///需求：汽车装配厂，对汽车进行改造，将来的车能够改成黑车，//三个轮胎show(new Car());}public  static void show(Car c) {c.num = 3;c.color ="black";c.run();}}</span></span></span>

二、对象的封装

1.对象封装：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

2.好处：将变化隔离
           便于使用；
           提高重用性
           提高安全性
3.封装原则：
   (1)将不需要对外提供的内容都隐藏起来
   (2)把属性都隐藏，提供公共访问方法对其访问；

4.封装的表现形式举例

   如private:私有权限修饰符：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；
   注意：内存的分析，对于set方法的分析；

三、构造函数

1.构造函数的作用：可以用于给对象进行初始化
   对象一建立，就会调用与之对应的构造函数；
2.构造函数小细节：
   (1)当一个类中没有定义构造函数时，那么系统会默认给该类加入一个空参数的构造函数；

   (2)当在类中自定义了构造函数后，默认的构造函数就没有了

3.构造函数与一般函数不同

    (1)在写法上有不同

    (2) 在运行上不同；
         a.构造函数是在对象一建立就运行，给对象初始化；
            而一般函数是对象调用时才执行，给是对象添加对象具备的功能；

         b.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；

4.什么时候定义构造函数？
  分析事物时，该事物存在具备一些特性或行为，那么将这些内容定义在构造函数中；

5.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执行；
   和构造函数的区别：
   构造代码块是给所有对象进行统一初始化；
   而构造函数是给对应的对象初始化；

   注意：构造代码块中定义的是不同对象共性的初始化内容。

四、this关键字

 1 .对this的简单认识：

     this.看上去，是用于区别局部变量和成员变量同名情况
     this为什么可以解决这个问题；
     this到底代表的是什么？
     this代表它所在函数所属对象的引用；
     简单说，那个对象在调用this所在的函数，this就代表哪个对象

2.this的应用：

   (1)当定义类中功能（函数）时，该函数内部要用到调用该函数的对象时，这是用this来表示这个对象；
   但凡本类功能内部调用本类对象时，就用this，一般省略不写
   (2)this语句：用于构造函数之间互相调用；
   this语句只能定义在构造函数的第一行，因为初始化要先执行；

 

五、static的用法
1.用法：

(1).是一个修饰符，用于修饰成员（成员变量，成员函数）；

(2).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，还可以被类名调用 类名.静态成员

2.特点：
(1).随着类的加载而加载，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，对象是后存在的；
(3).被所有对象所共享；
(4).可以直接被类名所调用；

3.什么时候使用static？
要从两方面入手：
(1).当成员变量的数据各个对象都相同时，可以用static修饰，让多个对象共享。
(2).函数如果访问了特有数据(非静态成员变量),该函数是非静态的。
     函数如果没有访问特有数据，那么该函数就可以静态修饰。
     如果类中的功能都是静态的，那么该类创建对象是没有意义的，所以构造函数需要私有化。
     因为静态修饰的内容有成员变量和函数；
什么时候定义静态变量（类变量）呢？
当对象的出现共享数据时，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

什么时候用？
看是否被多个对象使用，static比较耗内存；不建议大量使用；

4.静态使用注意事项：
(1).静态方法只能访问静态成员，非静态方法既可以可以访问静态也可以访问非静态；
(2).静态方法不可以定义this，super关键字
     因为静态优先与对象存在，所以静态方法中不可以出现this

5.静态有利有弊：
利：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；六、实例变量和类变量

1.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；
   (3).主函数是静态的；

七、主函数：是一个特殊的函数，作为程序的入口，可以被jvm调用；
1.主函数的定义：
   public代表者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；
   函数的参数：（String[] arg）函数的参数，参数类型是一个数组，该数组的元素师字符串，字符串类型的数组；

   主函数是固定格式的，jvm识别；
   jvm在调用主函数时，传入的是new String[0]
2.什么时候定义静态函数？
   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；

3.代码块。

(1).局部代码快。
   对局部变量的生命周期进行控制。
(2).构造代码块。
   对所有对象进行初始化。
(3).静态代码块。
   对类进行初始化。
静态代码块：
格式：
static {
 静态代码块的执行语句；
}

特点：随着类的加载而执行，只执行一次；用于给类进行初始化的；

八、单例设计模式：
1解决的问题：保证类在内存的对象唯一性。

想要保证对象唯一：
1.为了避免其他程序过多建立该类对象，先禁止其他程序建立该类对象
2.还为了让其他程序可以访问到该类对象，只好在本类中，自定义一个对象；
3.为了方便其他程序对自定义对象的访问，可以对外提供一些访问方式；
代码体现：
1.将构造函数私有化；
2.在类中创建一个本类对象；
3.提供一个方法可以获取到该对象；

 对于事物该怎么描述，还怎么描述。
当需要将该事物的对象保证在内存中唯一时，就将以上三步加上即可。

class Single {private Single(){}private static Single s = new Single();public static Single getInstance() {return s;}}public class SingleDemo {public static void main(String[] args) {Single s = Single.getInstance();System.out.println(s);}}</span>

2.两种方式的区别？
1.饿汉式：
single类一进内，就已经创建好了对象

public class Single {private static Single s = new Single();private Single() {}public static Single getInstance() {return s;}}</span>

2.懒汉式(延迟加载方式):对象是方法被调用时，才初始化，也叫做对象的延时加载；
single类进内存，对象还没有存在，只有调用getIstance方法时，才建立对象；

package day01;class Single {private static Single s = null;private Single() {}public static Single getInstance() {if(s==null) s = new Single();return s;}}

开发时用饿汉式；

一、继承

1.意思：当多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再重复定义这些属性和行为，只要继那个类即可。

2.举例：将学生和工人的共性的内容抽取出来，单独进行描述；
             只要让学生和工人与单独描述的这个类有关系就可以了

3.特点：

(1).提高了代码的复用性；
(2).让类与类之间产生了关系，有了这个关系，才有了多态的特性；
注意：继承是所属关系；不要乱继承；千万不要为了获取其他类的功能，简化代码而继承；必须是类与类占有所属关系才可以继承，所属关系is a；

4.应用

如何使用一个继承体系中的功能；
想要使用体系，先查阅体系父类的描述，因为父类中定义的是该体系中共性功能。那么这个体系已经可以基本使用；
那么在具体调用时，要创建最子类的对象，为什么呢：
一是因为有可能父类不能创建对象，
二是创建子类对象可以使用更多的功能，包括基本的也包括特有的；
简单一句话：查阅父类功能，创建子类对象使用功能；

举例：

 

//将学生和工人的共性的内容抽取出来，单独描述成一个类，只要他们继承这个类就可以了，提高代码的复用性class Person{//共同属性String name;int age;//person类对象初始化Person(String name,int age){this.name=name;this.age=age;}}class Student extends Person{//student对象初始化Student(String name,int age){super(name,age);}//子类特有行为void study(){System.out.println("good study");}class Worker extends Person{//worker对象初始化Worker(String name,int age){super(name,age);}//子类特有行为void work(){System.out.println("good work");}}}public class ExtendsDemo {public static void main(String[] args) {Student s = new Student("lisi",20);s.study();}}

5.子父类出现后，类成员的特点：
  类中成员：
  a.变量；
  b.函数；
  c.构造函数；

(1).变量：
如果子类中出现非私有的同名变量时，子类要访问本类中的变量，用this，子类要访问父类中的同名变量，用super；

super是的使用和this的使用几乎一致；
this代表的是本类对象的引用。
super代表的是父类对象的引用；

(2).子类中的函数
当子类出现和父类一模一样的函数时，
当子类对象使用函数，会运行子类函数的内容。
如同父类的函数被覆盖一样。

这种情况是函数的另一个特性：重写（覆盖）

当子类继承父类，沿袭了父类的功能，到子类中，但是子类虽具备该功能，但是功能的内容却和父类不一致，这时，没有必要定义新功能，而是使用覆盖特殊，保留父类的功能定义，并重写功能内容；

(3)覆盖:
a.子类覆盖父类，必须保证子类权限大于等于父类权限，才可以覆盖，否则编译失败；
b静态只能覆盖静态；

记住：
重载：只看同名函数的参数列表；
重写：子父类方法要一模一样,包括返回值类型；(在多态中返回值子父类可以不一样，后面再说；)

(4).子父类中的构造函数
在对子类对象进行初始化时，父类的构造函数也会运行，那是因为子类的构造函数默认第一行有一条隐式的语句super();
super()会访问父类中空参数的构造函数，而且子类中所有的构造函数默认第一行都是super()；

 注意：为什么子类一定要访问父类中的构造函数。
因为父类中的数据子类可以直接获取，所以子类对象在建立时，需要先查看父类是如何对这些数据进行初始化的；
所以子类在对象初始化时，要先访问一下父类中的构造函数；

注意：为什么完成这个必须的动作，就在子类的构造函数中加入了super()语句？
如果父类中没有定义空参数构造函数，那么子类的构造函数必须用super明确要调用父类中哪个构造函数。同时子类构造函数中如果使用this调用了本类构造函数时，那么super就没有了，因为super和this都只能定义第一行。所以只能有一个。
但是可以保证的是，子类中肯定会有其他的构造函数访问父类的构造函数。

注意：super语句一定定义在子类构造函数的第一行；

6.子类的实例化过程：
结论:
子类的所有构造函数，默认都会访问父类中空参数的构造函数；因为子类每一个构造函数内的第一行都有一句隐式super()；

当父类中没有空参数的构造函数时，子类必须手动通过super或this语句形式来指定要访问父类的构造函数；

当然，子类的构造函数第一行也可以手动指定this语句来访问本类中的构造函数。子类中至少会有一个构造函数会访问父类中的构造函数。

父类中构造函数也有super，object是所有类的父类（上帝类）；

为什么super和this不能再同一行？
因为他们都只能写在第一行，
为什么写在第一行？
因为初始化动作要先做；

7.final：最终。作为一个修饰符；
(1).可以修饰类，函数，变量。
(2).被final修饰的类不可以被继承。为了避免被继承，被子类复写功能。(弥补了继承打破了封装性的弊端)
(3).被final修饰的方法不可以被复写。
(4).被final修饰的变量是一个常量，只能赋值一次，既可以修饰成员变量，又可以修饰局部变量。
当在描述事物时，一些数据的出现值是固定的，那么这时为了增强阅读性，都会给这些值起个名字。方便与阅读。而这个值不需要改变，所以加上final修饰；
写法规范：常量所有字母都大写，多个单词，中间用_连接。
(5).内部类定义在类中的局部位置上，只能访问该局部被final修饰的局部变量

小想法：一个新的东西有好处，也有弊端，应尽量利用好处，减少弊端；

8.一个对象实例化过程：
Person p = new Person();
(1)JVM会读取指定的路径下的Person.class文件，并加载进内存，
并会先加载Person的父类(如果有直接的父类的情况下).
(2)在堆内存中的开辟空间，分配地址。
(3)并在对象空间中，对对象中的属性进行默认初始化。
(4)调用对应的构造函数进行初始化。
(5)在构造函数中，第一行会先到调用父类中构造函数进行初始化。
(6)父类初始化完毕后，在对子类的属性进行显示初始化。
(7)在进行子类构造函数的特定初始化。
(8)初始化完毕后，将地址值赋值给引用变量.

二、抽象类

1.定义：当多个类中出现相同功能，但是功能主体不同；这时可以进行向上抽取。这时，只抽取功能定义，而不抽取功能主体；
抽象：看不懂，模糊的，不具体的，不能创建一个看不懂的类的对象，因为调用方法没意义，如果方法加上括号就可以了；
2.抽象类的特点：
(1).抽象方法一定在抽象类中；
(2).抽象方法和抽象类都必须被abstract关键字修饰；
(3).抽象类不可以用new创建对象，因为调用抽象方法没意义；
(4).抽象类中的方法要被使用，必须由子类复写起所有的抽象方法后，建立子类对象调用；如果只覆盖部分抽象方法，那么该子类还是一个抽象类；（抽象类的抽取是分析问题来的，不是单纯抽取代码）
注意：抽象类可以强制子类做一些事情；
抽象类和一般类没有太大的不同，该怎么样描述事物，就如何描述事物；只不过该事物中，出现了一些看不懂的东西，这些不确定的部分，也是该事物的功能，需要明确出来，但是无法定义主体；
通过抽象方法来表示。凡是不确定的，沿袭到子类来确定；

抽象类比一般方法多了个抽象函数，就是在类中可以定义抽象方法；
抽象类不可以实例化；

特殊：抽象类中也可以不定义抽象方法，这样做仅仅是不让该类建立对象；

3.抽象类举例：
假如我们在开发一个系统时，需要对员工进行建模，员工包含3个属性；姓名、工号、及工资。经理也是员工，除了含有员工的属性外，另外还有一个奖金属性，请使用继承的思想设计出员工类和经理类。要求类中提供必要的方法进行属性访问；

员工类：name id pay
经理类：继承了员工，并有自己的bonus。
抽象类就是对某一些事物描述的时候，有些地方描述不具体，描述不了。

package day02;abstract class Employee{//定义变量；private String name;private String id;private double pay;//初始化；Employee(String name,String id,double pay) {this.name = name;this.id = id;this.pay = pay;}//行为public abstract void work();//强制子类必须工作，但工作具体内容以具体情况为准；}class Manager extends Employee{private int bonus;Manager(String name,String id,double pay,int bonus){super(name,id,pay);this.bonus = bonus;}// 子类自己的工作方式public void work() {System.out.println("manager work");}}public class AbstractDemo {public static void main(String[] args) {new Manager("lisi", "101", 2000, 500).work();}}

4.模板方法模式
需求：获取一段程序运行的时间。
原理：获取程序开始和结束的时间并相减；

获取时间：System.currentTimeMillis();

当代码完成优化后，就可以解决这类问题；这种方式模板方法设计模式；

什么是模板方法呢：
在定义功能时，功能的一部分是确定的，但是有一部分是不确定，而确定的部分在使用不确定的部分；那么这时就将不确定的部分暴露出去，由该类的子类去完成；

class GetTime(0 {//final关键字不让子类覆盖；public final getTime(){long start = System.currentIimeMillis();runCode();long end = System.currentIimeMillis();System.out.print("毫秒："+（end-start）);}public abstract void runCode();}class SubTime extends GetIime {public void runCode(){for(int i=0;i<10000;i++){System.out.println(i);}}}class TemplateDemo{public static void main(String[] args){SubTime gt = new SubTime();gt.getTime();}}

三、接口

1.接口：初期理解；可以认为是一个特殊的抽象类，当抽象类中的方法都是抽象的，那么该类可以通过接口的形式来表示；
class用于定义类
interface用于定义接口；

2.接口常见定义格式特点：
(1).接口中常见定义：常量，抽象方法。
(2).接口中的成员都有固定修饰符；
常量：public static final
方法：public abstract
记住：接口中的成员都是public的；

接口：是不可以创建对象的，因为有抽象方法；
需要被子类实现，子类对接口中的抽象方法全部覆盖后，子类才可以实例化；否则子类是一个抽象类；

接口中子类与父类的修饰权限必须相同，而抽象类中可以不相同；

接口可以被类多实现，也是对多继承不支持的转化形式；

类与类之间是继承关系，类与接口直接是实现关系。接口之间是继承关系；

3.接口的特点：
(1).接口是对外暴露的规则；
(2).接口是程序的功能扩展；
(3).接口可以多实现；
(4).类与类之间是继承关系，类与接口直接是实现关系，类可以在继承一个类的同时实现多个接口，接口之间是继承关系（java支持多继承，只有在接口中体现，类中是通过接口的实现）；

4.抽象类和接口的异同点：
相同点：
都是不断向上抽取而来的。
不同点：
(1)抽象类需要被继承，而且只能单继承。
接口需要被实现，而且可以多实现。
(2)抽象类中可以定义抽象方法和非抽象方法，子类继承后，可以直接使用非抽象方法。
接口中只能定义抽象方法，必须由子类去实现。
(3)抽象类的继承，是is a关系，在定义该体系的基本共性内容。
接口的实现是 like a 关系，在定义体系额外功能。

举例：
abstract class Sporter
{
abstract void play();//抽象类基本功能
}

interface Study//接口额外功能；
{

}
class wangwu extends Sporter implentments Study
{

}

package day02;//抽象学生类abstract class College{//学生肯定都学习和睡觉，但吸烟就不是必须的，只是额外的//抽象的学习方法abstract void study();//非抽象的睡觉方法void sleep(){System.out.println("sleep");}}//接口interface Smoking{void smoke();//定义额外的功能}//lisi有吸烟的嗜好，，但也要学习，实现吸烟接口class Lisi extends College implements Smoking{//复写学习方法void study(){System.out.println("Lisi_study");}//复写吸烟方法public void smoke(){System.out.println("Lisi_smoking");}}//mike是好学生，不吸烟class Mike extends College {//复写学习方法void study(){System.out.println("Mike_study");}}class InterfaceDemo{public static void main(String[] args) {Lisi l = new Lisi();l.study();l.smoke();new Mike().study();}}

5.模板方法模式
需求：获取一段程序运行的时间。
原理：获取程序开始和结束的时间并相减；

获取时间：System.currentTimeMillis();

当代码完成优化后，就可以解决这类问题；这种方式模板方法设计模式；

什么是模板方法呢：
在定义功能时，功能的一部分是确定的，但是有一部分是不确定，而确定的部分在使用不确定的部分；那么这时就将不确定的部分暴露出去，由该类的子类去完成；

 

 

package day02;abstract class GetTime{//final关键字不让子类覆盖；public final void getTime(){long start = System.currentTimeMillis();//开始时间runCode();long end = System.currentTimeMillis();//结束时间System.out.print("毫秒："+(end-start));}public abstract void runCode();//程序代码是不确定的部分，提供抽象方法}class SubTime extends GetTime {//重写抽象方法public void runCode(){for(int i=0;i<10000;i++){System.out.println(i);}}}public class TemplateDemo{public static void main(String[] args){SubTime gt = new SubTime();gt.getTime();}}