第四章面向对象(上)

第四章面向对象(上)

原文：https://shimo.im/docs/hRQv86cQpxWTPV9P/ 《第四章面向对象(上)》

第四章面向对象(上)

4.6 面向对象特征之一：封装与隐藏

封装性的引入与体现
为什么需要封装？封装的作用和含义？
我要用洗衣机，只需要按一下开关和洗涤模式就可以了。有必要了解洗衣机内部的结构吗？有必要碰电动机吗？
我要开车，…

我们程序设计追求“高内聚，低耦合”。
高内聚：类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；
低耦合：仅对外暴露少量的方法用于使用。

隐藏对象内部的复杂性，只对外公开简单的接口。便于外界调用，从而提高系统的可扩展性、可维护性。通俗的说，把该隐藏的隐藏起来，该暴露的暴露出来。这就是封装性的设计思想。

/*
 * 面向对象的特征一:封装与隐藏
 * 一、问题的引入：
 *    当我们创建一个类的对象以后，我们可以通过"对象.属性"的方式，对对象的属性进行赋值。这里，赋值操作要受到
 *    属性的数据类型和存储范围的制约。但除此之外，没有其他制约条件。但是，实际问题中，我们往往需要给属性赋值
 *    加入额外限制条件。这个条件就不能在属性声明时体现，我们只能通过方法进行条件的添加。比如说，setLegs
 *    同时，我们需要避免用户再使用“对象.属性”的方式对属性进行赋值。则需要将属性声明为私有的(private)
 *    --》此时，针对于属性就体现了封装性。
 *    
 * 二、封装性的体现：
 *    我们将类的属性私有化(private),同时,提供公共的(public)方法来获取(getXxx)和设置(setXxx)
 *    
 *    拓展：封装性的体现：① 如上 ② 单例模式 ③ 不对外暴露的私有方法
 *
 */
public class AnimalTest {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Animal();
        a.name = "大黄";
//        a.age = 1;
//        a.legs = 4;//The field Animal.legs is not visible
        a.show();
//        a.legs = -4;
//        a.setLegs(6);
        a.setLegs(-6);
//        a.legs = -4;//The field Animal.legs is not visible
        a.show();
        System.out.println(a.name);
        System.out.println(a.getLegs());
    }
}
class Animal{
    String name;
    private int age;
    private int legs; //腿的个数
    //对于属性的设置
    public void setLegs(int l){
        if(l >= 0 && l % 2 == 0){
            legs = l;
        }else{
            legs = 0;
        }
    }
    //对于属性的获取
    public int getLegs(){
        return legs;
    }
    public void eat(){
        System.out.println("动物进食");
    }
    public void show(){
        System.out.println("name = " + name + ",age = " + age + ",legs = " + legs);
    }
    //提供关于属性 age 的 get 和 set 方法
    public int getAge(){
        return age;
    }
    public void setAge(int a){
        age = a;
    }
}

四种权限修饰符的理解与测试

Java 权限修饰符 public、protected、(缺省)、private 置于类的成员定义前，用来限定对象对该类成员的访问权限。

Java学习路线：day10 面向对象(上)3 - 图1

对于 class 的权限修饰只可以用 public 和 default(缺省)。
》public 类可以在任意地方被访问。
》default 类只可以被同一个包内部的类访问。

Order 类

/*
 * 三、封装性的体现，需要权限修饰符来配合。
 *   1.Java 规定的 4 种权限：(从小到大排序)private、缺省、protected、public
 *   2.4 种权限用来修饰类及类的内部结构：属性、方法、构造器、内部类
 *   3.具体的，4 种权限都可以用来修饰类的内部结构：属性、方法、构造器、内部类
 *          修饰类的话，只能使用：缺省、public
 *  总结封装性：Java 提供了 4 中权限修饰符来修饰类积累的内部结构，体现类及类的内部结构的可见性的方法。
 * 
 */
public class Order {
    private int orderPrivate;
    int orderDefault;
    public int orderPublic;
    private void methodPrivate(){
        orderPrivate = 1;
        orderDefault = 2;
        orderPublic = 3;
    }
    void methodDefault(){
        orderPrivate = 1;
        orderDefault = 2;
        orderPublic = 3;
    }
    public void methodPublic(){
        orderPrivate = 1;
        orderDefault = 2;
        orderPublic = 3;
    }
}

OrderTest 类

public class OrderTest {
    public static void main(String[] args) {
        Order order = new Order();
        order.orderDefault = 1;
        order.orderPublic = 2;
        //出了 Order 类之后，私有的结构就不可调用了
//        order.orderPrivate = 3;//The field Order.orderPrivate is not visible
        order.methodDefault();
        order.methodPublic();
        //出了 Order 类之后，私有的结构就不可调用了
//        order.methodPrivate();//The method methodPrivate() from the type Order is not visible
    }
}

相同项目不同包的 OrderTest 类

import github.Order;
public class OrderTest {
    public static void main(String[] args) {
        Order order = new Order();
        order.orderPublic = 2;
        //出了 Order 类之后，私有的结构、缺省的声明结构就不可调用了
//        order.orderDefault = 1;
//        order.orderPrivate = 3;//The field Order.orderPrivate is not visible
        order.methodPublic();
        //出了 Order 类之后，私有的结构、缺省的声明结构就不可调用了
//        order.methodDefault();
//        order.methodPrivate();//The method methodPrivate() from the type Order is not visible
    }
}

Java学习路线：day10 面向对象(上)3 - 图2

封装性的练习

Java学习路线：day10 面向对象(上)3 - 图3

/*
 * 1.创建程序,在其中定义两个类：Person 和 PersonTest 类。
 * 定义如下：用 setAge()设置人的合法年龄(0~130)，用 getAge()返回人的年龄。
 * 
 */
public class Person {
    private int age;
    public void setAge(int a){
        if(a < 0 || a > 130){
//            throw new RuntimeException("传入的数据据非法");
            System.out.println("传入的数据据非法");
            return;
        }
        age = a;
    }
    public int getAge(){
        return age;
    }
    //绝对不能这样写！！！
    public int doAge(int a){
        age = a;
        return age;
    }
}

测试类

/*
 *  在 PersonTest 类中实例化 Person 类的对象 b，
 *  调用 setAge()和 getAge()方法，体会 Java 的封装性。
 */
public class PersonTest {
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person();
//        p1.age = 1;    //编译不通过
        p1.setAge(12);
        System.out.println("年龄为:" + p1.getAge());
    }
}

4.7 构造器(构造方法)

构造器的理解

/*
 * 类的结构之三:构造器(构造方法、constructor)的使用
 * constructor:
 * 
 * 一、构造器的作用:
 * 1.创建对象
 * 2.初始化对象的属性
 * 
 * 二、说明
 * 1.如果没有显示的定义类的构造器的话，则系统默认提供一个空参的构造器。
 * 2.定义构造器的格式:
 *             权限修饰符  类名(形参列表) { }
 * 3.一个类中定义的多个构造器，彼此构成重载。
 * 4.一旦显示的定义了类的构造器之后，系统不再提供默认的空参构造器。
 * 5.一个类中，至少会有一个构造器        
 */
public class PersonTest {
    public static void main(String[] args) {
        //创建类的对象:new + 构造器
        Person p = new Person();    //Person()这就是构造器
        p.eat();
        Person p1 = new Person("Tom");
        System.out.println(p1.name);
    }
}
class Person{
    //属性
    String name;
    int age;
    //构造器
    public Person(){
        System.out.println("Person()......");
    }
    public Person(String n){
        name = n;
    }
    public Person(String n,int a){
        name = n;
        age = a;
    }
    //方法
    public void eat(){
        System.out.println("人吃饭");
    }
    public void study(){
        System.out.println("人学习");
    }
}

练习 1

/* 2.在前面定义的 Person 类中添加构造器，
 * 利用构造器设置所有人的 age 属性初始值都为 18。
 * 
 */
public class Person {
    private int age;
    public Person(){
        age = 18;
    }
}
public class PersonTest {
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person();
        System.out.println("年龄为:" + p1.getAge());
    }
}

练习 2

/* 3.修改上题中类和构造器，增加 name 属性,
 *   使得每次创建 Person 对象的同时初始化对象的 age 属性值和 name 属性值。
 */
public class Person {
    private int age;
    private String name;
    public Person(){
        age = 18;
    }
    public Person(String n,int a){
        name = n;
        age = a;
    }
    public void setName(String n){
        name = n;
    }
    public String getName(){
        return name;
    }
    public void setAge(int a){
        if(a < 0 || a > 130){
//            throw new RuntimeException("传入的数据据非法");
            System.out.println("传入的数据据非法");
            return;
        }
        age = a;
    }
    public int getAge(){
        return age;
    }
}
public class PersonTest {
    public static void main(String[] args) {
        Person p2 = new Person("Tom",21);
        System.out.println("name = " + p2.getName() + ",age = " + p2.getAge());
    }
}

练习 3

/*
 * 编写两个类，TriAngle 和 TriAngleTest，
 * 其中 TriAngle 类中声明私有的底边长 base 和高 height，同时声明公共方法访问私有变量。
 * 此外，提供类必要的构造器。另一个类中使用这些公共方法，计算三角形的面积。
 * 
 */
public class TriAngle {
    private double base;//底边长
    private double height;//高
    public TriAngle(){
    }
    public TriAngle(double b,double h){
        base = b;
        height = h;
    }
    public void setBase(double b){
        base = b;
    }
    public double getBase(){
        return base;
    }
    public void setHeight(double h){
        height = h;
    }
    public double getHeight(){
        return height;
    }
}
public class TriAngleTest {
    public static void main(String[] args) {
        TriAngle t1 = new TriAngle();
        t1.setBase(2.0);
        t1.setHeight(2.5);
//        t1.base = 2.5;//The field TriAngle.base is not visible
//        t1.height = 4.3;        
        System.out.println("base : " + t1.getBase() + ",height : " + t1.getHeight());
        TriAngle t2 = new TriAngle(5.1,5.6);
        System.out.println("面积 : " + t2.getBase() * t2.getHeight() / 2);
    }
}

总结属性赋值的过程

/*
 * 总结:属性赋值的先后顺序
 * 
 * ① 默认初始化值
 * ② 显式初始化
 * ③ 构造器中赋值
 * ④ 通过"对象.方法" 或 “对象.属性”的方式，赋值
 * 
 * 以上操作的先后顺序:① - ② - ③ - ④
 * 
 */
public class UserTest {

    public static void main(String[] args) {
        User u = new User();

        System.out.println(u.age);

        User u1 = new User(2);

        u1.setAge(3);

        System.out.println(u1.age);
    }
}
class User{
    String name;
    int age = 1;

    public User(){

    }

    public User(int a){
        age = a;
    }

    public void setAge(int a){
        age = a;
    }
}

JavaBean 的使用

/*
 * JavaBean 是一种 Java 语言写成的可重用组件。
 * 所谓 javaBean，是指符合如下标准的 Java 类：
 *         > 类是公共的
 *         > 有一个无参的公共的构造器
 *         > 有属性，且有对应的 get、set 方法
 * 
 */
public class Customer {

    private int id;
    private String name;

    public Customer(){

    }

    public void setId(int i){
        id = i;
    }

    public int getId(){
        return id;
    }

    public void setName(String n){
        name = n;
    }

    public String getName(){
        return name;
    }
}

UML 类图(`了解！！！`)

Java学习路线：day10 面向对象(上)3 - 图4

1.+ 表示 public 类型，-表示 private 类型，#表示 protected 类型
2.方法的写法: 方法的类型(+、-) 方法名(参数名：参数类型)：返回值类型

4.8 关键字：this 的使用

this 调用属性、方法、构造器

/*
 * this 关键字的使用
 * 1.this 用来修饰、调用：属性、方法、构造器
 * 
 * 2.this 修饰属性和方法:
 *         this 理解为：当前对象,或当前正在创建的对象。
 *      
 *  2.1 在类的方法中，我们可以使用"this.属性"或"this.方法"的方式，调用当前对象属性和方法。
 *      通常情况下，我们都选择省略“this.”。特殊情况下，如果方法的形参和类的属性同名，我们必须显式
 *      的使用"this.变量"的方式，表明此变量是属性，而非形参。
 * 
 *  2.2 在类的构造器中，我们可以使用"this.属性"或"this.方法"的方式，调用正在创建的对象属性和方法。
 *      但是，通常情况下，我们都选择省略“this.”。特殊情况下，如果构造器的形参和类的属性同名，我们必须显式
 *      的使用"this.变量"的方式，表明此变量是属性，而非形参。
 *  
 *  3.this 调用构造器
 *      ① 我们可以在类的构造器中，显式的使用"this(形参列表)"的方式，调用本类中重载的其他的构造器！
 *      ② 构造器中不能通过"this(形参列表)"的方式调用自己。
 *      ③ 如果一个类中声明了n个构造器，则最多有n -1个构造器中使用了"this(形参列表)"。
 *      ④ "this(形参列表)"必须声明在类的构造器的首行！
 *      ⑤ 在类的一个构造器中，最多只能声明一个"this(形参列表)"。
 */
public class PersonTest {

    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person();

        p1.setAge(1);
        System.out.println(p1.getAge());

        p1.eat();
        System.out.println();

        Person p2 = new Person("jerry" ,20);
        System.out.println(p2.getAge());
    }
}
class Person{

    private String name;
    private int age;

    public Person(){
        this.eat();
        String info = "Person 初始化时，需要考虑如下的 1,2,3,4...(共 40 行代码)";
        System.out.println(info);
    }

    public Person(String name){
        this();
        this.name = name;
    }

    public Person(int age){
        this();
        this.age = age;
    }

    public Person(String name,int age){
        this(age);    //调用构造器的一种方式
        this.name = name;
//        this.age = age;
    }

    public void setNmea(String name){
        this.name = name;
    }

    public String getName(){
        return this.name;
    }

    public void setAge(int age){
        this.age = age;
    }

    public int getAge(){
        return this.age;
    }

    public void eat(){
        System.out.println("人吃饭");
        this.study();
    }

    public void study(){
        System.out.println("学习");
    }
}

this 的练习

Java学习路线：day10 面向对象(上)3 - 图5

Boy 类

public class Boy {

    private String name;
    private int age;

    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }

    public String getName(){
        return name;
    }

    public void setAge(int ahe){
        this.age = age;
    }

    public int getAge(){
        return age;
    }

    public Boy(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }


    public void marry(Girl girl){
        System.out.println("我想娶" + girl.getName());
    }

    public void shout(){
        if(this.age >= 22){
            System.out.println("可以考虑结婚");
        }else{
            System.out.println("好好学习");
        }
    }
}

Girl 类

public class Girl {

    private String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Girl(){

    }
    public Girl(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void marry(Boy boy){
        System.out.println("我想嫁给" + boy.getName());
    }
    /**
      * 
      * @Description 比较两个对象的大小
      * @author subei
      * @date 2020 年 4 月 21 日上午 9:17:35
      * @param girl
      * @return
     */
    public int compare(Girl girl){
//        if(this.age >girl.age){
//            return 1;
//        }else if(this.age < girl.age){
//            return -1;
//        }else{
//            return 0;
//        }

        return this.age - girl.age;
    }

}

测试类

public class BoyGirlTest {

    public static void main(String[] args) {

        Boy boy = new Boy("罗密欧",21);
        boy.shout();

        Girl girl = new Girl("朱丽叶", 18);
        girl.marry(boy);

        Girl girl1 = new Girl("祝英台", 19);
        int compare = girl.compare(girl1);
        if(compare > 0){
            System.out.println(girl.getName() + "大");
        }else if(compare < 0){
            System.out.println(girl1.getName() + "大");
        }else{
            System.out.println("一样的");
        }
    }
}

实验1：Account_Customer.pdf

Account 类

public class Account {

    private int id; // 账号
    private double balance; // 余额
    private double annualInterestRate; // 年利率

    public void setId(int id) {

    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }

    public void setBalance(double balance) {
        this.balance = balance;
    }

    public double getAnnualInterestRate() {
        return annualInterestRate;
    }

    public void setAnnualInterestRate(double annualInterestRate) {
        this.annualInterestRate = annualInterestRate;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void withdraw(double amount) { // 取钱
        if(balance < amount){
            System.out.println("余额不足，取款失败");
            return;
        }
        balance -= amount;
        System.out.println("成功取出" + amount);
    }

    public void deposit(double amount) { // 存钱
        if(amount > 0){
            balance += amount;
            System.out.println("成功存入" + amount);
        }
    }

    public Account(int id, double balance, double annualInterestRate) {
        this.id = id;
        this.balance = balance;
        this.annualInterestRate = annualInterestRate;
    }


}

Customer 类

public class Customer {

    private String firstName;
    private String lastName;
    private Account account;

    public Customer(String f, String l) {
        this.firstName = f;
        this.lastName = l;
    }

    public String getFirstName() {
        return firstName;
    }

    public String getLastName() {
        return lastName;
    }

    public Account getAccount() {
        return account;
    }

    public void setAccount(Account account) {
        this.account = account;
    }

}

CustomerTest 类

/*
 * 写一个测试程序。
 * （1）创建一个 Customer，名字叫 Jane Smith, 他有一个账号为 1000，
 * 余额为 2000 元，年利率为 1.23％的账户。
 * （2）对 Jane Smith 操作。存入 100 元，再取出 960 元。再取出 2000 元。
 * 打印出 Jane Smith 的基本信息
 * 
 * 成功存入：100.0
 * 成功取出：960.0
 * 余额不足，取款失败
 * Customer  [Smith,  Jane]  has  a  account:  id  is 1000, 
 *  annualInterestRate  is 1.23％,  balance  is 1140.0
 *  
 */
public class CustomerTest {

    public static void main(String[] args) {
        Customer cust = new Customer("Jane" , "Smith");

        Account acct = new Account(1000,2000,0.0123);

        cust.setAccount(acct);

        cust.getAccount().deposit(100); //存入 100
        cust.getAccount().withdraw(960); //取钱 960
        cust.getAccount().withdraw(2000); //取钱 2000

        System.out.println("Customer[" + cust.getLastName() + cust.getFirstName() + "]  has  a  account:  id  is "
                + cust.getAccount().getId() + ",annualInterestRate  is " + cust.getAccount().getAnnualInterestRate() * 100 + "%,  balance  is "
                + cust.getAccount().getBalance());
    }
}

实验2：Account_Cust…Bank.pdf

Account 类

public class Account {

    private double balance;

    public double getBalance() {
        return balance;
    }

    public Account(double init_balance){
        this.balance = init_balance;
    }

    //存钱操作
    public void deposit(double amt){
        if(amt > 0){
            balance += amt;
            System.out.println("存钱成功");
        }
    }

    //取钱操作
    public void withdraw(double amt){
        if(balance >= amt){
            balance -= amt;
            System.out.println("取钱成功");
        }else{
            System.out.println("余额不足");
        }
    }
}

Customer 类

public class Customer {

    private String firstName;
    private String lastName;
    private Account account;

    public String getFirstName() {
        return firstName;
    }
    public String getLastName() {
        return lastName;
    }
    public Account getAccount() {
        return account;
    }
    public void setAccount(Account account) {
        this.account = account;
    }
    public Customer(String f, String l) {
        this.firstName = f;
        this.lastName = l;
    }    
}

Bank 类

public class Bank {

    private int numberOfCustomers;    //记录客户的个数
    private Customer[] customers;    //存放多个客户的数组

    public Bank(){
        customers = new Customer[10];
    }

    //添加客户
    public void addCustomer(String f,String l){
        Customer cust = new Customer(f,l);
//        customers[numberOfCustomers] = cust;
//        numberOfCustomers++;
        customers[numberOfCustomers++] = cust;
    }

    //获取客户的个数
    public int getNumberOfCustomers() {
        return numberOfCustomers;
    }

    //获取指定位置上的客户
    public Customer getCustomers(int index) {
//        return customers;    //可能报异常
        if(index >= 0 && index < numberOfCustomers){
            return customers[index];
        }

        return null;
    }    

}

BankTest 类

public class BankTest {

    public static void main(String[] args) {

        Bank bank = new Bank();

        bank.addCustomer("Jane", "Smith");    

        bank.getCustomers(0).setAccount(new Account(2000));

        bank.getCustomers(0).getAccount().withdraw(500);

        double balance = bank.getCustomers(0).getAccount().getBalance();

        System.out.println("客户: " + bank.getCustomers(0).getFirstName() + "的账户余额为：" + balance);

        System.out.println("***************************");
        bank.addCustomer("万里", "杨");

        System.out.println("银行客户的个数为: " + bank.getNumberOfCustomers());

    }
}

4.9 关键字：package、import 的使用

关键字—package

/*
 * 一、package 关键字的使用
 * 1.为了更好的实现项目中类的管理，提供包的概念
 * 2.使用 package 声明类或接口所属的包，生命在源文件的首行
 * 3.包，属于标识符，遵循标识符的命名规则、规范"见名知意"
 * 4.每“.”一次,就代表一层文件目录。
 * 
 * 补充:同一个包下，不能命名同名接口或同名类
 *     不同包下，可以命名同名的接口、类。
 *
 */
public class PackageImportTest {

}

JDK 中主要的包介绍

1.java.lang----包含一些 Java 语言的核心类，如 String、Math、Integer、System 和 Thread，提供常用功能
2.java.net----包含执行与网络相关的操作的类和接口。
3.java.io----包含能提供多种输入/输出功能的类。
4.java.util----包含一些实用工具类，如定义系统特性、接口的集合框架类、使用与日期日历相关的函数。
5.java.text----包含了一些 java 格式化相关的类
6.java.sql----包含了 java 进行 JDBC 数据库编程的相关类/接口
7.java.awt----包含了构成抽象窗口工具集（abstractwindowtoolkits）的多个类，这些类被用来构建和管理应用程序的图形用户界面(GUI)。B/S  C/S

MVC 设计模式

MVC 是常用的设计模式之一，将整个程序分为三个层次：视图模型层，控制器层，与数据模型层。这种将程序输入输出、数据处理，以及数据的展示分离开来的设计模式使程序结构变的灵活而且清晰，同时也描述了程序各个对象间的通信方式，降低了程序的耦合性。

Java学习路线：day10 面向对象(上)3 - 图6
Java学习路线：day10 面向对象(上)3 - 图7

关键字—import

import java.util.*;

import account2.Bank;

/*
 * 二、import关键字的使用
 * import:导入
 * 1.在源文件中显式的使用import结构导入指定包下的类、接口
 * 2.声明在包的声明和类的声明之间
 * 3.如果需要导入多个结构，则并列写出即可
 * 4.可以使用"xxx.*"的方式,表示可以导入xxx包下的所有结构。
 * 5.如果导入的类或接口是java.lang包下的，或者是当前包下的，则可以省略此import语句。
 * 6.如果在代码中使用不同包下的同名的类。那么就需要使用类的全类名的方式指明调用的是哪个类。
 * 7.如果已经导入java.a包下的类。那么如果需要使用a包的子包下的类的话，仍然需要导入。
 * 8.import static组合的使用：调用指定类或接口下的静态的属性或方法.
 * 
 */
public class PackageImportTest {

    public static void main(String[] args) {
        String info = Arrays.toString(new int[]{1,2,3});

        Bank bank = new Bank();

        ArrayList list = new ArrayList();
        HashMap map = new HashMap();

        Scanner s = null;    

        System.out.println("hello");

        UserTest us = new UserTest();

    }
}

整个Java全栈系列都是笔者自己敲的笔记。写作不易，如果可以，点个赞呗！✌

Java学习路线：day10 面向对象(上)3

第四章 面向对象(上)