第一章 面向对象思想

1.1 面向对象思想概述

  • 概述

Java语言是一种面向对象的程序设计语言,而面向对象思想是一种程序设计思想,我们在面向对象思想的指引下,使用Java语言去设计、开发计算机程序。这里的对象泛指现实中一切事物,每种事物都具备自己的属性和行为。
面向对象思想就是在计算机程序设计过程中,参照现实中事物,将事物的属性特征、行为特征抽象出来,描述成计算机事件的设计思想。它区别于面向过程思想,强调的是通过调用对象的行为来实现功能,而不是自己一步一步的去操作实现。

  • 举例

洗衣服:
面向过程:把衣服脱下来—>找一个盆—>放点洗衣粉—>加点水—>浸泡10分钟—>揉一揉—
清洗衣服—>拧干—>晾起来
面向对象:把衣服脱下来—>打开全自动洗衣机—>扔衣服—>按钮—>晾起来

  • 区别:

面向过程:强调步骤。
面向对象:强调对象,这里的对象就是洗衣机。

1.2 类和对象

什么是类

  • 类:是一组相关属性和行为的集合。可以看成是一类事物的模板,使用事物的属性特征和行为特征来描述该类事物。

现实中,描述一类事物:

  • 属性:就是该事物的状态信息。
  • 行为:就是该事物能够做什么。

类的定义格式

  1. public class ClassName {
  2. //成员变量
  3. //成员方法
  4. }

什么是对象

  • 对象:是一类事物的具体体现。对象是类的一个实例(对象并不是找个女朋友),必然具备该类事物的属性和行为。

现实中,一类事物的一个实例:一只小猫。

对象的使用格式

  • 创建对象:

类名 对象名 = new 类名();

  • 使用对象访问类中的成员:

对象名.成员变量;
对象名.成员方法();

类与对象的关系

  • 类是对一类事物的描述,是抽象的。
  • 对象是一类事物的实例,是具体的。
  • 类是对象的模板,对象是类的实体。

1.3 对象内存图

一个对象,调用一个方法内存图

1.2 Java基础--面向对象和封装 - 图1

通过上图,我们可以理解,在栈内存中运行的方法,遵循”先进后出,后进先出”的原则。变量p指向堆内存中的空间,寻找方法信息,去执行该方法。
但是,这里依然有问题存在。创建多个对象时,如果每个对象内部都保存一份方法信息,这就非常浪费内存了,因为所有对象的方法信息都是一样的。那么如何解决这个问题呢?请看如下图解。

两个对象,调用同一方法内存图

1.2 Java基础--面向对象和封装 - 图2

对象调用方法时,根据对象中方法标记(地址值),去类中寻找方法信息。这样哪怕是多个对象,方法信息
只保存一份,节约内存空间。

一个引用,作为参数传递到方法中内存图

1.2 Java基础--面向对象和封装 - 图3

引用类型作为参数,传递的是地址值。

1.4 成员变量和局部变量区别

变量根据定义位置的不同,我们给变量起了不同的名字。如下图所示:

1.2 Java基础--面向对象和封装 - 图4

  • 在类中的位置不同 重点
    • 成员变量:类中,方法外
    • 局部变量:方法中或者方法声明上(形式参数)
  • 作用范围不一样 重点
    • 成员变量:类中
    • 局部变量:方法中
  • 初始化值的不同 重点
    • 成员变量:有默认值
    • 局部变量:没有默认值。必须先定义,赋值,最后使用
  • 在内存中的位置不同 了解
    • 成员变量:堆内存
    • 局部变量:栈内存
  • 生命周期不同 了解
    • 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:随着方法的调用而存在,随着方法的调用完毕而消失

第二章 封装

2.1 封装概述

概述

面向对象编程语言是对客观世界的模拟,客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的,外界无法直接操作和修改。
封装可以被认为是一个保护屏障,防止该类的代码和数据被其他类随意访问。要访问该类的数据,必须通过指定的方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护,也加强了代码的安全性。

原则

将属性隐藏起来,若需要访问某个属性,提供公共方法对其访问。

2.2 封装的步骤

  1. 使用 private 关键字来修饰成员变量。
  2. 对需要访问的成员变量,提供对应的一对 getXxx 方法 、setXxx 方法。

2.3 封装优化1——this关键字

我们发现 setXxx 方法中的形参名字并不符合见名知意的规定,那么如果修改与成员变量名一致,是否就见名知意
了呢?代码如下:

  1. public class Student {
  2. private String name;
  3. private int age;
  4. public void setName(String name) {
  5. name = name;
  6. }
  7. public void setAge(int age) {
  8. age = age;
  9. }
  10. }

经过修改和测试,我们发现新的问题,成员变量赋值失败了。也就是说,在修改了setXxx()的形参变量名后,方法并没有给成员变量赋值!这是由于形参变量名与成员变量名重名,导致成员变量名被隐藏,方法中的变量名,无法访问到成员变量,从而赋值失败。所以,我们只能使用this关键字,来解决这个重名问题。

this的含义

this代表所在类的当前对象的引用(地址值),即对象自己的引用。

记住 :方法被哪个对象调用,方法中的this就代表那个对象。即谁在调用,this就代表谁。

使用 this修饰方法中的变量,解决成员变量被隐藏的问题,代码如下:

  1. public class Student {
  2. private String name;
  3. private int age;
  4. public void setName(String name) {
  5. //name = name;
  6. this.name = name;
  7. }
  8. public String getName() {
  9. return name;
  10. }
  11. public void setAge(int age) {
  12. //age = age;
  13. this.age = age;
  14. }
  15. public int getAge() {
  16. return age;
  17. }
  18. }

2.4 封装优化2——构造方法

当一个对象被创建时候,构造方法用来初始化该对象,给对象的成员变量赋初始值。

小贴士:无论你与否自定义构造方法,所有的类都有构造方法,因为Java自动提供了一个无参数构造方法,一旦自己定义了构造方法,Java自动提供的默认无参数构造方法就会失效。

构造方法的定义格式

  1. 修饰符 构造方法名(参数列表){
  2. // 方法体
  3. }

构造方法的写法上,方法名与它所在的类名相同。它没有返回值,所以不需要返回值类型,甚至不需要void。使用
构造方法后,代码如下:

  1. public class Student {
  2. private String name;
  3. private int age;
  4. // 无参数构造方法
  5. public Student() {}
  6. // 有参数构造方法
  7. public Student(String name,int age) {
  8. this.name = name;
  9. this.age = age;
  10. }
  11. }

2.5 标准代码——JavaBean

JavaBean 是 Java语言编写类的一种标准规范。符合JavaBean的类,要求类必须是具体的和公共的,并且具有无参数的构造方法,提供用来操作成员变量的set 和get 方法。

  1. public class ClassName{
  2. //成员变量
  3. //构造方法
  4. //无参构造方法【必须】
  5. //有参构造方法【建议】
  6. //成员方法
  7. //getXxx()
  8. //setXxx()
  9. }