黑马程序员——Java 面向对象（上）

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 一、面向对象基本概念

        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）

    开发中：其实就是找对象使用，没有对象，就创建一个对象！

       

 

    成员变量和局部变量 区别在于作用范围不同

       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 局部变量成员变量定义在类中，在整个类中都可以被访问。 局部变量只定义在局部范围内，如：函数内，语句内等。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。 局部变量存在于栈内存中。成员变量有默认初始化值。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。

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

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。

 

  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。

       

     注意： 将成员变量私有化，对外提供对应的set，get方法对其进行访问之所以在对外提供访问方式，就因为可以在访问方式中加入逻辑判断语句，以便提高程序安全性！！

          比如： private int age；

                     public int setAge（int a）

                    {  if......

                        ......

                         else age=a；

                    }

       

    构造函数

       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。

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。

 作用：

        给对象进行初始化。

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。

  注意：当类中重载了构造函数，而且没有定义空参构造函数时，那么以后每次创建对象时必须按照重载的构造函数去创建新的对象！

       

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。

 

   this关键字

       this代表它所在函数所属对象的引用。

       谁调用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

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。

 

  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：单独存储，节省空间，可以直接被类名调用。

        弊端：生命周期过长  访问出现局限性

jvm在调用主函数时，传入的是new String[0];

   string[ ]  args   传值练习！！

class  args{public static void main(String[] args) {System.out.println(args[0]);  //java args练习，java args  test-argsSystem.out.println(args.length); //等到args的长度}}

输出结果：

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this，super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。

       4  当对象中出现共享数据时，该数据被静态所修饰。

       5  对象中的特有数据要定义成非静态存在于堆内存中

       6  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。

静态代码块：

       格式：

              static

              {

                        .........

              }

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。

工具类

如果一个类中定义的方法没有封装特有数据，那么可以将此类定义为工具类，而且通常会将工具类中的方法定义为static方法！

 当方法都静态后，为了更加严谨，将空参构造函数私有话，以便于该类无法建立新对象

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。

如图，打印顺序为 1-2-3-4

静态代码块&构造函数&构造代码块区别  

静态代码块：
随着类的加载而执行，只执行一次，并优先于主函数，也优先于构造代码块。用于给类进行初始化。

构造函数“
构造函数是在对象一建立就运行，给对象进行初始化。

构造代码块：
构造代码块是在对象一建立就运行，而且优先于构造函数执行，用来定义不同对象共性的初始化内容。

区别
构造代码块与构造函数区别：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。

构造代码块与静态代码块：随着类的加载静态代码块只执行一次，构造每次建立对象都会执行 ！

代码执行顺序：“静态代码块”>“构造代码块”>“构造函数”。

静态的应用——文档说明书。

@auhor 

@version

@param arr

@return

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

其中-d myhelp  表示创建myhelp目录（注意是在java文件夹的同目录下）

-author 和-version 表示生成作者和版本

      

     

Java中的javadoc工具就会帮我们完成说明文档也称API的制作。

 

 

  设计模式----单例设计模式（饿汉式与懒汉式）

单例设计模式的作用：使一个类在内存中只存在一个对象。 （EditPlus中背景颜色的设置就是单例设计模式的体现）

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（）

                     {

                            return  s;

                      }

单例设计模式有两种写法：

        1、饿汉式：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：

class Single  {       private static Single s=new Single（）；       private Single（）{}       public static Single getInstance（）       {            return s；       }  }  

   2、懒汉式：特点是对象方法被调用时（getInstance（）时），才初始化，这也叫对象的延时加载, (如果多个应用在同事调用这个方法，可能会new出多个独立对象，存在安全隐患)

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

  懒汉式想要消除安全隐患可以这样写：

//懒汉式安全版class Single  {       private static Single s=null；       private Single（）{}       public static Single getInstance（）       {            if（s==null）     synchronized()   //加上安全锁，如果为空可以排队一个个进去    {  if (s==null)  {  s=new Single（）；    }    }                         return s；       }  }  

   继承

 

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，提供了多态的前提。

        注意：Java语言中，只支持单继承，不支持多继承。例：一个儿子只能有一个父亲。

        原因：因为类与类多继承的话，容易带来安全隐患。如：当多个父类中定义了相同功能，当功能内容不同时，子类对象不确定要运行哪个一个。

        但是Java保留了这种机制，并用另一种体现形式来完成。叫多实现。

 

        super的使用和this的使用几乎一致，且两者都存在于方法区中。

              this表示本来对象的引用。    

              super表示父类对象的引用。

2、函数——覆盖

       当子类出现和父类一模一样的函数时，当子类对象调用该函数，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，而是使用覆盖特性，保留父类的功能定义，并重写功能内容。子类同时具有父类方法中的内容时，可以用super.方法();

  注意：1、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。

             2、静态只能覆盖静态。

             3、父类中的私有方法不能被重写。

             4、子父类中相同名函数不能返回不同类型值

小知识点：

       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。

 

     子类中 构造函数特征：

       在对子类对象进行初始化时，子类的每一个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();

        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。

       如果要访问父类中指定的构造函数，可以通过手动定义super语句的方式来指定。在上面的示例中已经有了很好的体现。

       注：super语句一定定义在子类构造函数中的第一行。

       注意：如果父类中没有空参数的构造函数时，子类必须手动通过super语句形式来指定要访问父类中的构造函数

小知识点：

为什么this（）和super（）不能在同一个构造函数中？

       因为它们两个都必须出现在第一行！

为什么必须出现在第一行？

       因为初始化动作要先做。

JAVA中this关键字的两种用发：

1、表示对当前对象的引用！

2、用于在构造方法中引用满足指定参数类型的构造器（其实也就是构造方法）。但是这里必须非常注意：只能引用一个构造方法且必须位于开始！

知识点：final关键字

       继承的出现，打破了对象的封装性，使得子类可以随意复写父类中的功能。

       这也是继承的一大弊端。 为了解决这一弊端 ，介绍java新的关键字——final（最终）。

   final作为一个修饰符。具有以下特点：

        1、可以修饰类、函数、变量。

        2、被final修饰的类不可以被继承。这样就可以避免被继承、被子类复写功能。

        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，都给这些值起个名字。方便于阅读。而这个值不需要改变，所以加上final修饰。作为常量：常量的书写规范所有字母都大写，如果由多个单词组成，单词间通过_连接。

        5、内部类定义在类中的局部位置上时，只能访问该局部被final修饰的局部变量。

 

     抽象类

 

抽象类的特点

        1、抽象类和抽象方法必须用abstract关键字来修饰。

        2、抽象方法只有方法声明，没有方法体，定义在抽象类中。

        3、 抽象类不可以被实例化，也就是不可以用new创建对象。

        4、抽象类通过其子类实例化，而子类需要覆盖掉抽象类中所有的抽象方法后才可以创建对象，否则该子类也是抽象类。

抽象类与一般类的区别

        1、事物中出现了一些不知道具体内容的方法部分。无法定义主体。通过抽象方法来表示。

        2、抽象类比一般类多了个抽象函数。就是在类中可以定义抽象方法。

        3、抽象类不可以实例化。

        4、抽象类虽然不能创建对象，但是也有构造函数。供子类实例化调用。

注意：抽象类中可以一个抽象方法方法都没有。

注意：1、被abstract修饰的函数不能同时被private、final、static修饰。

      原因：

                final：被final修饰的类不能有子类。而被abstract修饰的类一定是一个父类。

                private:抽象类中的私有的抽象方法，不被子类所知，就无法被复写。

                           而抽象方法出现的就是需要被复写。

                static：如果static可以修饰抽象方法，那么连对象都省了，直接类名调用就可以了。

                            可是抽象方法运行没意义。

             

  小练习：  利用抽象类 写一个获取一段程序的运行时间小程序 ，大家自己想想吧

   接口

一、概述

             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。接口使用interface来表示，子类中用implements实现。格式为：

                      interface 接口名{}   

        子类名 implements接口名{}

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

        3、 接口中的成员都是public的。

              在使用中，常量可以不写public static final，方法可以不写publicabstract，编译时Java会自动添加这些修饰符，因为这是固定的格式修饰符。但为了方便阅读，通常我们都写上。

 

二、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、接口的出现降低耦合性。

        4、接口可以用来多实现。这也是对多继承不支持的转换形式。java支持多实现。

        5、类与接口之间是实现关系，而且类可以继承一个类的同时实现多个接口。

        6、 接口与接口之间可以有继承关系。而且可以多继承。

注意：1、接口不可以创建对象的，因为有抽象方法。需要被子类实现（implements），子类对接口中的抽象方法全都覆盖后，子类才可以实例化。否则子类是一个抽象类。

           2、实现多个接口时，接口中不可以有返回不同类型的同名抽象函数。这样子类实现时将不能复写。

 

三、接口与抽象类区别

                1、抽象类体现继承关系，一个类只能单继承。

                    接口体现实现关系，一个类可以多实现。同时接口与接口之间有继承关系。

                2、抽象类是继承，是 "is a "关系。

                    接口是实现，是 "like a"关系。

                3、抽象类中可以定义非抽象方法，供子类直接使用。

                    接口的方法都是抽象，接口中的成员都有固定修饰符。

                4、抽象类中可以私有变量或方法。

                5、接口可以继承接口，接口之间可以实现多继承（extends）。