第5章 面向对象基础（上）

学习目标

• 初步了解面向对象的思想
• 能够明确类与对象关系
• 能够掌握类的定义格式
• 能够掌握创建对象格式
• 理解包的作用
• 掌握包的声明和导入
• 能够通过类访问类的静态成员变量和静态成员方法
• 能够通过对象访问对象的非静态成员变量和非静态成员方法
• 能够区别静态方法和非静态方法
• 能够区别类变量与实例变量
• 能够区别成员变量与局部变量
• 能够理解方法的调用执行机制
• 能够理解方法的参数传递机制
• 掌握方法的可变参数的使用
• 掌握方法重载的概念
• 能够判断出方法的重载
• 了解命令行参数
• 理解递归方法
• 理解对象数组

第五章 面向对象基础（上）

5.1 面向对象思想概述

1、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（OOP）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（POP），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。

2、面向对象与面向过程的区别

面向过程：POP: Process-Oriented Programming

以函数（方法）为最小单位
数据独立于函数之外
以过程，步骤为主，考虑怎么做

面向对象：OOP: Object Oriented Programming

以类/对象为最小单位，类包括：数据+方法
以对象（谁）为主，考虑谁来做，谁能做

面向对象仍然包含面向过程，只不过关注点变了，关注谁来做

程序员的角色：

面向过程：程序员是具体执行者

面向对象：程序员是指挥者

面向对象思想是一种更符合我们思考习惯的思想，它可以将复杂的事情简单化，并将我们从执行者变成了指挥者。

例子：把大象装进冰箱

3、面向对象的基本特征

面向对象的语言中，包含了三大基本特征，即封装、继承和多态。

5.2 类和对象

环顾周围，你会发现很多对象，比如桌子，椅子，同学，老师等。桌椅属于办公用品，师生都是人类。那么什么是类呢？什么是对象呢？

什么是类

• 类：是一类具有相同特性的事物的抽象描述，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。

• 类可以看做是一个模版，或者图纸，系统根据类的定义来造出对象。我们要造一个汽车，怎么样造？类就是这个图纸，规定了汽车的详细信息，然后根据图纸将汽车造出来。
  类：我们叫做class。 对象：我们叫做Object,instance(实例)。以后我们说某个类的对象，某个类的实例。是一样的意思。
  示例1：
  英雄联盟、王者荣耀中的类和对象
  
  英雄就是类，具体的英雄，盖伦、提莫是对象。
  示例2：
  月饼模具和月饼
  月饼模具是类，使用月饼模具制作的一个个月饼就是对象
  

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。

举例：小猫。

属性：名字、体重、年龄、颜色。<br />
行为：走、跑、叫。

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 。

举例：一只小猫。

属性：tom、5kg、2 years、yellow。<br />
行为：溜墙根走、蹦跶的跑、喵喵叫。

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。

5.3 类的定义和对象的创建

事物与类的对比

现实世界的一类事物：

**属性**：事物的状态信息。<br />
**行为**：事物能够做什么。

Java中用class描述事物也是如此：

**成员变量**：对应事物的**属性**<br />
**成员方法**：对应事物的**行为**

类的定义格式

public class ClassName {
  //成员变量
  //成员方法 
}

• 定义类：就是定义类的成员，包括成员变量和成员方法。
• 成员变量：和以前定义变量几乎是一样的。只不过位置发生了改变。在类中，方法外。
• 成员方法：和以前写的main方法格式类似。只不过功能和形式更丰富了。在类中，方法外。

类的定义格式举例：

public class Person {
      //成员变量
      String name；//姓名
    int age；//年龄
    boolean isMarried;
    public void walk(){
        System.out.println("人走路...");
    }
    public String display(){
        return "名字是：" + name + "，年龄是：" + age + "，Married：" + isMarried;
    }
}

对象的创建

创建对象：

new 类名()//也称为匿名对象
//给创建的对象命名
//或者说，把创建的对象用一个引用数据类型的变量保存起来
类名 对象名 = new 类名();

类似于：

System.out.println("高老师年龄是：" + 18);//如果确定只在这里一次性使用，那么可以不用变量保存(#^.^#)
//把18用int类型的age变量保存起来，方便后面使用
int age = 18;
System.out.println("高老师年龄是：" + age);
System.out.println("仓老师比高老师大10岁，年龄是：" + (age+10));

那么，对象名中存储的是什么呢？答：对象地址

class Student{
}
public class TestStudent{
    //Java程序的入口
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(new Student());//Student@7852e922
        Student stu = new Student();
        System.out.println(stu);//Student@4e25154f
        int[] arr = new int[5];
        System.out.println(arr);//[I@70dea4e
    }
}
//Student和TestStudent没有位置要求，谁在上面谁在下面都可以
//但是如果TestStudent类的main中使用了Student类，那么要求编译时，这个Student已经写好了，不写是不行的
//如果两个类都在一个.java源文件中，只能有一个类是public的

发现学生对象和数组对象类似，直接打印对象名和数组名都是显示“类型@对象的hashCode值”，所以说类、数组都是引用数据类型，引用数据类型的变量中存储的是对象的地址，或者说指向堆中对象的首地址。

那么像“Student@4e25154f”是对象的地址吗？不是，因为Java是对程序员隐藏内存地址的，不暴露内存地址信息，所以打印对象时不直接显示内存地址，而是JVM提取了对象描述信息给你现在，默认提取的是对象的运行时类型@代表对象唯一编码的hashCode值。

5.4 包（Package）

1、包的作用

（1）可以避免类重名：有了包之后，类的全名称就变为：包.类名

（2）分类组织管理众多的类

例如：

• java.lang——包含一些Java语言的核心类，如String、Math、Integer、 System和Thread等，提供常用功能
• java.net——包含执行与网络相关的操作的类和接口。
• java.io ——包含能提供多种输入/输出功能的类。
• java.util——包含一些实用工具类，如集合框架类、日期时间、数组工具类Arrays，文本扫描仪Scanner，随机值产生工具Random。
• java.text——包含了一些java格式化相关的类
• java.sql和javax.sql——包含了java进行JDBC数据库编程的相关类/接口
• java.awt和java.swing——包含了构成抽象窗口工具集（abstract window toolkits）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)。

（3）可以控制某些类型或成员的可见范围

如果某个类型或者成员的权限修饰缺省的话，那么就仅限于本包使用

2、声明包的语法格式

package 包名;

注意：

(1)必须在源文件的代码首行

(2)一个源文件只能有一个声明包的语句

包的命名规范和习惯：
（1）所有单词都小写，每一个单词之间使用.分割
（2）习惯用公司的域名倒置

例如：com.atguigu.xxx;

建议大家取包名时不要使用“java.xx”包

3、如何跨包使用类

前提：被使用的类或成员的权限修饰符是>缺省的，即可见的

（1）使用类型的全名称

例如：java.util.Scanner input = new java.util.Scanner(System.in);

（2）使用import 语句之后，代码中使用简名称

import语句告诉编译器到哪里去寻找类。

import语句的语法格式：

import 包.类名;
import 包.*;
import static 包.类名.静态成员; //后面再讲

注意：

使用java.lang包下的类，不需要import语句，就直接可以使用简名称

import语句必须在package下面，class的上面

当使用两个不同包的同名类时，例如：java.util.Date和java.sql.Date。一个使用全名称，一个使用简名称

示例代码：

package com.atguigu.bean;
public class Student {
    // 成员变量
    private String name;
    private int age;
    // 构造方法
    public Student() {
    }
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    // 成员方法
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
}

package com.atguigu.test;
import java.util.Scanner;
import java.util.Date;
import com.atguigu.bean.Student;
public class Test{
    public static void main(String[] args){
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        Student stu = new Student();
        String str = "hello";
        Date now = new Date();
        java.sql.Date d = new java.sql.Date(346724566);        
    }
}

5.5 成员变量

1、成员变量的分类

实例变量：没有static修饰，也叫对象属性，属于某个对象的，通过对象来使用

类变量：有static修饰，也叫类变量，属于整个类的，不是属于某个实例

2、如何声明成员变量？

【修饰符】 class 类名{
    【修饰符】 数据类型  属性名;    //属性有默认值
    【修饰符】 数据类型  属性名 = 值; //属性有初始值
}

说明：属性的类型可以是Java的任意类型，包括基本数据类型、引用数据类型（类、接口、数组等）

例如：声明一个中国人的类

class Chinese{
    static String country;
    String name;
    char gender = '男';//显式赋值
}

3、如何在类外面访问成员变量？

（1）类变量

类名.静态成员变量  //推荐
对象名.静态成员变量 //不推荐

（2）实例变量

对象名.静态成员变量  //只能使用这种方式

例如：

public class TestChinese {
    public static void main(String[] args) {
        //类名.静态成员变量
        System.out.println(Chinese.country);
        //错误，非静态成员变量必须通过对象.进行访问
//        System.out.println(Chinese.name);
        Chinese c1 = new Chinese();
        //对象名.非静态成员变量
        System.out.println(c1.name);
        //静态的成员变量也可以通过对象.进行访问
        //对象名.非静态成员变量
        System.out.println(c1.country);
        System.out.println(c1.gender);
    }
}
class Chinese{
    static String country;
    String name;
    char gender = '男';
}

4、成员变量的特点

（1）成员变量有默认值

（2）类变量的值是所有对象共享的，而实例变量的值是每个对象独立的

public class TestChinese {
    public static void main(String[] args) {
        Chinese c1 = new Chinese();
        Chinese c2 = new Chinese();
        c1.name = "张三";
        c2.name = "李四";
        c2.gender = '女';
//        c1.country = "中国";
        Chinese.country = "中国";//推荐
        System.out.println("c1.country = " + c1.country + ",c1.name = " + c1.name + ",c1.gender = " + c1.gender);
        System.out.println("c2.country = " + c2.country + ",c2.name = " + c2.name + ",c2.gender = " + c2.gender);
    }    
}
class Chinese{
    static String country;
    String name;
    char gender = '男';
}

5、成员变量的内存图

内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来。我们编写的程序是存放在硬盘中的，在硬盘中的程序是不会运行的，必须放进内存中才能运行，运行完毕后会清空内存。Java虚拟机要运行程序，必须要对内存进行空间的分配和管理，每一片区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式。

class Test08FieldSave{
    public static void main(String[] args){
        Chinese c1 = new Chinese();
        c1.name = "张三";
        System.out.println(c1.country);//静态变量，也可以使用"对象名."进行访问
        System.out.println(c1.name);//非静态的实例变量通过"对象名."进行访问
        Chinese c2 = new Chinese();
        c2.name = "李四";
        System.out.println(c2.country);
        System.out.println(c2.name);
        System.out.println("--------------------------------------");
        //其中一个对象将静态变量的值修改了，其他对象都会改变
        //因为静态变量只存一份
        c1.country = "中华人民共和国";
        System.out.println(c1.country);
        System.out.println(c2.country);
        System.out.println(Chinese.country);
        //其中一个对象将非静态实例变量修改了，其他对象不受影响
        c1.name = "张三丰";
        System.out.println(c1.name);
        System.out.println(c2.name);
    }
}
class Chinese{
    static String country = "中国";//静态变量，所有中国人的国家的名称是一样，只需要存储一份
    String name;//实例变量，每一个中国人的姓名是独立，每一个对象单独存储
}

class MyDate{
    int year;
    int month;
    int day;
}
class Employee{
    String name;
    MyDate birthday;
}
class Test09FieldExer3{
    public static void main(String[] args){
        //创建两个员工对象
        Employee e1 = new Employee();
        Employee e2 = new Employee();
        //为两个员工对象的成员变量赋值
        e1.name = "张三";
        e1.birthday = new MyDate();
        e2.name = "李四";
        e2.birthday = new MyDate();
        e1.birthday.year = 2000;
        e1.birthday.month = 1;
        e1.birthday.day = 1;
        e2.birthday.year = 2000;
        e2.birthday.month = 3;
        e2.birthday.day = 8;
        System.out.println("第一个员工，姓名：" + e1.name +"，生日：" + e1.birthday.year + "年" + e1.birthday.month + "月" + e1.birthday.day + "日");
        System.out.println("第二个员工，姓名：" + e2.name +"，生日：" + e2.birthday.year + "年" + e2.birthday.month + "月" + e2.birthday.day + "日");
    }
}

6、成员变量练习题

（1）声明一个圆的图形类，有属性：半径
在测试类的main中，创建圆的2个对象，为半径属性赋值，并显示两个圆的半径值和面积值
提示：圆周率为Math.PI

（2）声明一个银行账户类，有属性：利率、账号、余额

在测试类的main中，创建账户类的两个对象，其中所有账户的利率是相同的，都是0.035，而账号和余额是不同的，并打印显示

（3）声明一个MyDate类型，有属性：年，月，日

      声明另一个Employee类型，有属性：姓名（String类型），生日（MyDate类型）

在测试类中的main中，创建两个员工对象，并为他们的姓名和生日赋值，并显示

5.6 成员方法

成员变量是用来存储对象的数据信息的，那么如何表示对象的行为功能呢？就要通过方法来实现

5.6.1 方法的概念

方法也叫函数，是一个独立功能的定义，是一个类中最基本的功能单元。

把一个功能封装为方法的目的是，可以实现代码重用，从而简少代码量。

5.6.2 方法的原则

方法的使用原则：

（1）必须先声明后使用

类，变量，方法等都要先声明后使用

（2）不调用不执行，调用一次执行一次。

5.6.3 成员方法的分类

成员方法分为两类：

• 实例方法：没有static修饰的方法，必须通过实例对象来调用。
• 静态方法：有static修饰的方法，也叫类方法，可以由类名来调用。

5.6.4 如何声明方法

1、方法声明的位置必须在类中方法外

2、语法格式

【修饰符】 返回值类型 方法名(【参数列表：参数类型1 参数名1,参数类型2 参数名, ...... 】){
        方法体；
        【return 返回值;】
}

• 修饰符： 修饰符后面一一介绍，例如：public，static等都是修饰符

• 返回值类型： 表示方法运行的结果的数据类型，方法执行后将结果返回到调用者

  • 基本数据类型
  • 引用数据类型
  • 无返回值类型：void
• 方法名：给方法起一个名字，见名知意，能准确代表该方法功能的名字
• 参数列表：方法内部需要用到其他方法中的数据，需要通过参数传递的形式将数据传递过来，可以是基本数据类型、引用数据类型、也可以没有参数，什么都不写
• 方法体：特定功能代码

• return：结束方法，并将方法的结果返回去，

  • 如果返回值类型不是void，方法体中必须保证一定有return 返回值;语句，并且要求该返回值结果的类型与声明的返回值类型一致或兼容。
  • 如果返回值类型为void时，return 后面不用跟返回值，甚至也可以没有return语句。
  • return语句后面就不能再写其他代码了，否则会报错：Unreachable code

声明位置示例：

类{
    方法1(){
    }
    方法2(){
    }
}

错误示例：

类{
    方法1(){
        方法2(){  //位置错误
           }
    }
}

示例一：

声明一个圆的图形类：

属性（成员变量）：半径，
成员方法：求面积的方法，返回圆对象信息的方法
在测试类的main中，创建圆的2个对象，为半径属性赋值，调用两个方法进行测试<br />
提示：圆周率为Math.PI

class Circle{
    double radius;
    double area() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

Circle不同的对象，半径值不同，那么面积也不同，所以这里area()是非静态的

示例二：

声明一个计算工具类CountTools：

方法1：求两个整数的最大值

class CountTools{
    static int max(int a, int b) {
        return a > b ? a : b;
    }
}

CountTools只是一个工具类，求两个整数最大值的功能，和CountTools对象无关，所以这里max方法声明为静态的更好，当然也可以声明为非静态的，就是调用的时候需要创建CountTools对象而已。

5.6.5 如何在其他类中调用方法

（1）实例方法

对象名.实例方法(【实参列表】)  //必须通过对象来访问

示例代码：

public class TestCircle {
    public static void main(String[] args) {
        Circle c1 = new Circle();
        c1.radius = 1.2;
        System.out.println("c1的面积：" + c1.area());
        //非静态方法只能通过"对象."进行访问
//        System.out.println("c1的面积：" + Circle.area());
        Circle c2 = new Circle();
        c2.radius = 2.5;
        System.out.println("c2的面积：" + c2.area());
    }
}
class Circle{
    double radius;
    public double area() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

（2）类方法

类名.类方法(【实参列表】)  //推荐
对象名.类方法(【实参列表】) //不推荐

示例：

public class TestCount {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(CountTools.max(4, 1));
        //静态方法也可以通过“对象.”访问，就是麻烦点
        CountTools c = new CountTools();
        System.out.println(c.max(2, 5));
    }
}
class CountTools{
    static int max(int a, int b) {
        return a > b ? a : b;
    }
}

（3）总结

• 形参：在定义方法时方法名后面括号中声明的变量称为形式参数（简称形参）即形参出现在方法定义时。
• 实参：调用方法时方法名后面括号中的使用的值/变量/表达式称为实际参数（简称实参）即实参出现在方法调用时。

总结：

（1）调用时，需要传“实参”，实参的个数、类型、顺序顺序要与形参列表一一对应

    如果方法没有形参，就不需要也不能传实参。

（2）调用时，如果方法有返回值，可以接受或处理返回值结果，当然也可以不接收，那么此时返回值就丢失了。

    如果方法的返回值类型是void，不需要也不能接收和处理返回值结果。

5.6.6 在本类中访问本类的成员变量和成员方法

直接用，不需要加“对象名.”和”类名.”

唯一例外：静态方法中不能直接访问本类的非静态的成员变量和成员方法

class Circle{
    double radius;
    //写一个方法，可以返回“圆对象”的详细信息
    String getDetailInfo(){
        return "半径：" + radius + "，面积：" + area() +"，周长：" + perimeter();
    }
    //写一个方法，可以返回“圆对象”的面积
    double area(){
        return Math.PI*radius*radius;
    }
    //写一个方法，可以返回“圆对象”的周长
    double perimeter(){
        return 2*Math.PI*radius;
    }
}

class Test{
    static void test(){
        System.out.println("");
    }
    void method(){
         test();
    }
    public static void main(String[] args){
        method();//错误
        test();//正确
    }
}

5.6.7 方法的声明与调用练习

1、声明数学工具类MathTools

（1）静态方法1：可以比较两个整数是否相同
（2）静态方法2：可以判断某个数是否是素数
（3）静态方法3：可以返回某个整数所有的约数（约数：从1到这个数之间所有能把它整除的数）
在Test测试类的main中调用测试

2、声明数组工具类ArraysTools

（1）静态方法1：可以实现给任意整型数组实现从小到大排序
（2）静态方法2：可以遍历任意整型数组，返回结果效果：[元素1，元素2，元素3。。。]

3、声明矩形类

（1）包含属性：长、宽

（2）包含3个方法：

求面积、
求周长、
返回矩形对象的信息：长：xx，宽：xx，面积：xx，周长：xx

4、声明一个圆类，有半径radius成员变量

 声明一个图形工具类GraphicTools，包含一个静态方法可以返回两个圆中面积大的那一个圆的方法
在测试类中测试

5.6.8 方法调用内存分析

方法不调用不执行，调用一次执行一次，每次调用会在栈中有一个入栈动作，即给当前方法开辟一块独立的内存区域，用于存储当前方法的局部变量的值，当方法执行结束后，会释放该内存，称为出栈，如果方法有返回值，就会把结果返回调用处，如果没有返回值，就直接结束，回到调用处继续执行下一条指令。

栈结构：先进后出，后进先出。

示例一：

public class TestCount {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 4;
        int b = 2;
        int m = CountTools.max(a, b));
    }
}
class CountTools{
    static int max(int a, int b) {
        return a > b ? a : b;
    }
}

示例二：

public class TestCircle {
    public static void main(String[] args) {
        Circle c1 = new Circle();
        c1.radius = 1.2;
        int area1 = c1.area();
        Circle c2 = new Circle();
        c2.radius = 2.5;
        int area2 = c2.area();
    }
}
class Circle{
    double radius;
    public double area() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

示例三：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {2,4,1,5,3};
        ArrayUtil.sort(arr);
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }
}
class ArrayUtil{
    public static void sort(int[] arr){
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length - i; j++) {
                if(arr[j] > arr[j+1]){
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+1];
                    arr[j+1] = temp;
                }
            }
        }
    }
}

5.6.9 方法的参数传递机制

• 方法的参数传递机制：实参给形参赋值

  • 方法的形参是基本数据类型时，形参值的改变不会影响实参；

  • 方法的形参是引用数据类型时，形参地址值的改变不会影响实参，但是形参地址值里面的数据的改变会影响实参，例如，修改数组元素的值，或修改对象的属性值。

    • 注意：String、Integer等特殊类型容易错

示例代码1：

class Test{
    public static void swap(int a, int b){
        int temp = a;
        a = b;
        b = temp;
    }
    public static void main（String[] args){
        int x = 1;
        int y = 2;
        swap(x,y);//调用完之后，x与y的值不变
    }
}

示例代码2：

class Test{
    public static void change(MyData my){
        my.num *= 2;
    }
    public static void main(String[] args){
        MyData m = new MyData();
        m.num = 1;
        change(m);//调用完之后，m对象的num属性值就变为2
    }
}
class MyData{
    int num;
}

示例代码3：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {2,4,1,5,3};
        ArrayUtil.sort(arr);
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }
}
class ArrayUtil{
    public static void sort(int[] arr){
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length - i; j++) {
                if(arr[j] > arr[j+1]){
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+1];
                    arr[j+1] = temp;
                }
            }
        }
    }
}

陷阱1：

/*
陷阱1：在方法中，形参 = 新new对象，那么就和实参无关了
*/
class Test{
    public static void change(MyData my){
        my = new MyData();//形参指向了新对象
        my.num *= 2;
    }
    public static void main(String[] args){
        MyData m = new MyData();
        m.num = 1;
        change(m);//调用完之后，m对象的num属性值仍然为1
    }
}
class MyData{
    int num;
}

陷阱2：见字符串和包装类部分

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        StringUtil util = new StringUtil();
        String str = "尚硅谷";
        util.change(str);
        System.out.println(str);
    }
}
class StringUtil{
    public void change(String str){
        str += "你好";//String对象不可变，一旦修改就会产生新对象
    }
}

5.6.10 成员变量与局部变量的区别

1、变量的分类

• 成员变量

  • 静态变量
  • 实例变量
• 局部变量

2、区别

1、声明位置和方式
（1）静态变量：在类中方法外，并且有static修饰
（2）实例变量：在类中方法外，没有static修饰
（3）局部变量：在方法体{}中或方法的形参列表、代码块中

2、在内存中存储的位置不同
（1）静态变量：方法区
（2）实例变量：堆
（3）局部变量：栈

3、生命周期
（1）静态变量：和类的生命周期一样，因为它的值是该类所有对象共享的，早于对象的创建而存在。
（2）实例变量：和对象的生命周期一样，随着对象的创建而存在，随着对象被GC回收而消亡，
而且每一个对象的实例变量是独立的。
（3）局部变量：和方法调用的生命周期一样，每一次方法被调用而在存在，随着方法执行的结束而消亡，
而且每一次方法调用都是独立。

4、作用域
（1）静态变量和实例变量：不谈作用域
在本类中，唯一的限制，静态方法或静态代码块中不能使用非静态的，其他都可以直接使用。
在其他类中，能不能使用看修饰符（public,protected,private等）
（2）局部变量：有作用域
出了作用域就不能使用

5、修饰符（后面来讲）
（1）静态变量：很多
public,protected,private,final,volatile等，一定有的是static
（2）实例变量
public,protected,private,final,volatile,transient等
（3）局部变量
final

public,protected,private：权限修饰符
final：是否是常量，即值是否可以修改
volatile：和多线程有关
transient：是否序列化，和IO有关

6、默认值
（1）静态变量：有默认值
（2）实例变量：有默认值
（3）局部变量：没有，必须初始化
其中的形参比较特殊，靠实参给它初始化。

5.6 可变参数

在JDK1.5之后，如果我们定义一个方法时，此时某个形参的类型可以确定，但是形参的个数不确定，那么我们可以使用可变参数。

格式：

【修饰符】 返回值类型 方法名(【非可变参数部分的形参列表,】参数类型... 形参名){  }

要求：

（1）一个方法最多只能有一个可变参数

（2）如果一个方法包含可变参数，那么可变参数必须是形参列表的最后一个

【修饰符】 返回值类型 方法名(【非可变参数部分的形参列表,】参数类型[] 形参名){  }

只是后面这种定义，在调用时必须传递数组，而前者更灵活，既可以传递数组，又可以直接传递数组的元素，这样更灵活了。

示例一： 求n个整数的和

public class ChangeArgs {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 1, 4, 62, 431, 2 };
        int sum1 = getSum1(arr);
        System.out.println(sum1);
        int sum2 = getSum2(arr);
        System.out.println(sum2);
        int sum3 = getSum2(1, 4, 62, 431, 2);
        System.out.println(sum3);
    }
    // 完成数组 所有元素的求和
    // 原始写法
    public static int getSum1(int[] arr) {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            sum += arr[i];
        }
        return sum;
    }
    // 可变参数写法
    public static int getSum2(int... arr) {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            sum += arr[i];
        }
        return sum;
    }
}

示例二：求1-n个整数中的最大值

public class ChangeArgs_Exer1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(max(1));
        System.out.println(max(5,3,2,6));
    }
    public static int max(int num, int... others){
        int max = num;
        for (int i = 0; i < others.length; i++) {
            if(max < others[i]){
                max = num;
            }
        }
        return max;
    }
}

示例三：字符串拼接

需求一：返回n个字符串拼接结果，如果没有传入字符串，那么返回空字符串””

public class ChangeArgs_Exer2 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(concat());
        System.out.println(concat("hello","world"));
    }
    public static String concat(String... args){
        String str = "";
        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
            str += args[i];
        }
        return str;
    }
}

需求二：n个字符串进行拼接，每一个字符串之间使用某字符进行分割，如果没有传入字符串，那么返回空字符串””

public class ChangeArgs_Exer4 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(concat('+'));
        System.out.println(concat('+',"hello","world"));
    }
    public static String concat(char seperator, String... args){
        String str = "";
        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
            if(i==0){
                str += args[i];
            }else{
                str += seperator + args[i];
            }
        }
        return str;
    }
}

课后练习

1、声明一个方法，可以找出任意个整数的最大公约数

2、声明一个方法，可以找出任意个字符串中的公共字符，例如：hello与world的公共字符是o和l，如果没有就返回””

提示：获取字符串长度的方法：int length()

            例如：字符串.length()，   "hello".length()返回5
       获取字符串[index]位置的字符：char charAt(int index)
            例如：字符串.charAt(index)    hello.charAt(1)返回'e'

参考答案：

class Test12MethodExer1{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(maxYue(6,9));
        System.out.println(maxYue(16,18,4,8));
    }
    public static int maxYue(int... args){
        //找很多个数的公约数
        //(1)找出它们中最小的
        //类似于在数组中找最小值
        int min = args[0];
        for(int i=1; i<args.length; i++){
            if(args[i] < min){
                min = args[i];
            }
        }
        //(2)从小的数往1的方向找，找到的第一个公约数就是它们的最大公约数
        for(int i=min; i>=1; i--){
            //这个i得把args中所有的数都整除了，那么i就是他们的公约数
            boolean flag = true;//假设i可以把args中所有数都整除了
            for(int j=0; j<args.length; j++){
                if(args[j] % i !=0){//args中有一个数不能被i整除，说明这个i不是它们的公约数
                    flag = false;
                    break;
                }
            }
            if(flag){
                return i;//return会结束当前方法
            }
        }
        return 1;//1是所有数的公约数
        /*
        假设args中6和9  args[0]是6，args[1]是9，min=6
        外循环第一次i=min=6,  
                内循环第一次：j=0,  if(args[0] % 6！=0)不成立 j++
                内循环第二次：j=1,  if(args[1] % 6!=0)成立   flag = false  ;break;
                说明i不是它们公约数
        外循环第二次i=5
                内循环第一次：j=0,  if(args[0] % 5 !=0)成立 j++  flag = false;break;
                说明i不是它们公约数
        外循环第三次i=4
                内循环第一次：j=0,  if(args[0] % 4 !=0)成立 j++  flag = false;break;
                说明i不是它们公约数
        外循环第四次i=3
                内循环第一次：j=0,  if(args[0] % 3 !=0)不成立 j++ 
                内循环第二次：j=1,  if(args[1] % 3 !=0)不成立 j++  
                if(flag)成立，return i;
        */
    }
}

public static void main(String[] args) {
        // 声明一个方法，可以找出任意个整数的最大公约数
        int maxYueShu = getMaxYueShu(10, 20, 15, 20);
        System.out.println("maxYueShu = " + maxYueShu);
        System.out.println(sameChars("hello", "world"));//ol
        System.out.println(sameChars("chai", "wolrd"));
        System.out.println(sameChars("atguigu", "java"));
        System.out.println(sameChars("samewordsg", "string", "words"));
    }
    public static String sameChars(String... words) {
        String same = "";
        for (char a = 'A'; a <= 'z'; a++) {
            //统计相同单词的个数
            int count = 0;
            for (int j = 0; j < words.length; j++) {
                for (int h = 0; h < words[j].length(); h++) {
                    if (words[j].charAt(h) == a) {
                        count++;
                        break;
                    }
                }
            }
            //当相同的个数等于字符个数时 判定所有的字符串都出现过
            if (count == words.length) {
                same += a;
            }
        }
        return same;
    }

5.7 方法重载

• 方法重载：指在同一个类中，允许存在一个以上的同名方法，只要它们的参数列表不同即可，与修饰符和返回值类型无关。
• 参数列表：数据类型个数不同，数据类型不同，数据类型顺序不同。
• 重载方法调用：JVM通过方法的参数列表，调用不同的方法。

示例一：比较两个数据是否相等

比较两个数据是否相等。参数类型分别为两个byte类型，两个short类型，两个int类型，两个long类型，并在main方法中进行测试。

public class Method_Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义不同数据类型的变量
        byte a = 10;
        byte b = 20;
        short c = 10;
        short d = 20;
        int e = 10;
        int f = 10;
        long g = 10;
        long h = 20;
        // 调用
        System.out.println(compare(a, b));
        System.out.println(compare(c, d));
        System.out.println(compare(e, f));
        System.out.println(compare(g, h));
    }
    // 两个byte类型的
    public static boolean compare(byte a, byte b) {
        System.out.println("byte");
        return a == b;
    }
    // 两个short类型的
    public static boolean compare(short a, short b) {
        System.out.println("short");
        return a == b;
    }
    // 两个int类型的
    public static boolean compare(int a, int b) {
        System.out.println("int");
        return a == b;
    }
    // 两个long类型的
    public static boolean compare(long a, long b) {
        System.out.println("long");
        return a == b;
    }
}

示例二：求各种最大值

用重载实现：
定义方法求两个整数的最大值
定义方法求三个整数的最大值
定义方法求两个小数的最大值

//求两个整数的最大值
public int max(int a,int b){
    return a>b?a:b;
}
//求三个整数的最大值
public int max(int a, int b, int c){
    return max(max(a,b),c);
}
//求两个小数的最大值
public double max(double a, double b){
    return a>b?a:b;
}

示例三：判断两个方法是否是合理的重载方法

//判断如下两个方法是否构成重载：是
class StringUtil{
    public static String concat(char seperator, String... args){
        String str = "";
        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
            if(i==0){
                str += args[i];
            }else{
                str += seperator + args[i];
            }
        }
        return str;
    }
    public static String concat(String[] args){
        String str = "";
        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
            str += args[i];
        }
        return str;
    }
}

//判断如下两个方法是否构成重载：不是
class Count{
    public static int getSum(int... nums){
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            sum += nums[i];
        }
        return sum;
    }
    public static int getSum(int[] nums){
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            sum += nums[i];
        }
        return sum;
    }
}

class Test06_Overload_Problem2{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(sum(1,2));//(int a, int b)
        System.out.println(sum(1,2,3));//(int... args)和(int a, int... args)都兼容，就有问题
    }
    //不调用编译没问题，但是调用时就有问题
    public static int sum(int a, int b){
        return a+b;
    }
    public static int sum(int... args){
        int sum = 0;
        for(int i=0; i<args.length; i++){
            sum += args[i];
        }
        return sum;
    }
    public static int sum(int a, int... args){
        int sum = a;
        for(int i=0; i<args.length; i++){
            sum += args[i];
        }
        return sum;
    }    
}

课后练习

1、声明一个数组工具类ArraysTools，包含几个重载方法

（1）重载方法系列1：可以为byte[]，short[]，int[]，long[]，double[]，char[]数组实现从小到大排序

（2）重载方法系列2：可以遍历byte[]，short[]，int[]，long[]，double[]，char[]数组，遍历结果形式：

    [元素1，元素2，。。。]

2、声明一个图形工具类GraphicTools，包含两个重载方法

（1）包含方法1：根据底边和高，求三角形面积，
（2）包含方法2：根据三条边，求三角形面积

提示：根据三角形三边求面积的海伦公式：

5.8 命令行参数（了解）

通过命令行给main方法的形参传递的实参称为命令行参数

public class TestCommandParam{
    //形参：String[] args
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(args);
        System.out.println(args.length);
        for(int i=0; i<args.length; i++){
            System.out.println("第" + (i+1) + "个参数的值是：" + args[i]);
        }
    }
}

运行命令：

java TestCommandParam

java TestCommandParam 1 2 3

java TestCommandParam hello atguigu

5.9 static关键字

static是一个修饰符，可以修饰：

• 成员变量，我们称为类变量，或静态变量，表示某个类的所有对象共享的数据

• 成员方法，我们称为类方法，或静态方法，表示不需要实例对象就可以调用的方法，使用“类名.”进行调用

  • 父类的静态方法可以被继承不能被重写
  • 父接口的静态方法不能被实现类继承
• 代码块，我们称为静态代码块，或静态初始化块，用于为静态变量初始化，每一个类的静态代码块只会执行一次，在类第一次初始化时执行

• 成员内部类，我们称为静态成员内部类，简称静态内部类，不需要外部类实例对象就可以使用的内部类，在静态内部类中只能使用外部类的静态成员

  • static不能修饰top-level的类

• 静态导入

import static 包.类名.静态成员;
import static 包.类名.*;

例如：使用一个枚举类的常量对象时，使用一个接口的内部接口时等

5.10 递归

• 递归：指在当前方法内调用自己的这种现象。

• 递归的分类:

  • 递归分为两种，直接递归和间接递归。
  • 直接递归称为方法自身调用自己。
  • 间接递归可以A方法调用B方法，B方法调用C方法，C方法调用A方法。

• 注意事项：

  • 递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。
  • 在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。

示例一：计算1-100之间所有自然数的和

public class RecursionMethod1{
    public static void main(String[] args) {
        int sum = sum(100);
        System.out.println("1-100的和：" + sum);
    }
    public static int sum(int n){
        if(n == 1){
            return 1;
        }else{
            return n + sum(n-1);
        }
    }
}

示例二：求n!

public class RecursionMethod2{
    public static void main(String[] args) {
        int jieCheng = jieCheng(10);
        System.out.println("10的阶乘是：" + jieCheng);
    }
    public static int jieCheng(int n){
        if(n <= 1){
            return 1;
        }else{
            return n * jieCheng(n-1);
        }
    }
}

示例三：计算斐波那契数列（Fibonacci）的第n个值

规律：一个数等于前两个数之和，

f(0) =1，
f(1) = 1，
f(2) = f(0) + f(1) =2，
f(3) = f(1) + f(2) = 3,
f(4) = f(2) + f(3) = 5
...
f(n) = f(n-2) + f(n-1);

public class RecursionMethod3{
    public static void main(String[] args) {
        Count c = new Count();
        System.out.println("f(10)：" + c.f(10));
        System.out.println("f方法被调用的总次数：" + c.total);
    }
}
class Count{
    int total = 0;
    public int f(int n){
        total++;
        if(n <= 1){
            return 1;
        }else{
            return f(n-2) + f(n-1);
        }
    }
}

练习

1、描述：猴子吃桃子问题，猴子第一天摘下若干个桃子，当即吃了所有桃子的一半，还不过瘾，又多吃了一个。第二天又将仅剩下的桃子吃掉了一半，又多吃了一个。以后每天都吃了前一天剩下的一半多一个。到第十天，只剩下一个桃子。试求第一天共摘了多少桃子？

2、有n级台阶，一次只能上1步或2步，共有多少种走法？

3、

5.11 对象数组

数组是用来存储一组数据的容器，一组基本数据类型的数据可以用数组装，那么一组对象也可以使用数组来装。

即数组的元素可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型。当元素是引用数据类型是，我们称为对象数组。

注意：对象数组，首先要创建数组对象本身，即确定数组的长度，然后再创建每一个元素对象，如果不创建，数组的元素的默认值就是null，所以很容易出现空指针异常NullPointerException。

示例一：

（1）定义圆Circle类，包含radius半径属性，getArea()求面积方法，getPerimeter()求周长方法，String getInfo()返回圆对象的详细信息的方法

（2）在测试类中创建长度为5的Circle[]数组，用来装5个圆对象，并给5个圆对象的半径赋值为[1,10)的随机值

class Test16_ObjectArray{
    public static void main(String[] args){
        //要在数组中存储5个圆对象
        //声明一个可以用来存储圆对象的数组
        Circle[] arr = new Circle[5];
        //for(int i=0; i<arr.length; i++){
        //    System.out.println(arr[i]);
        //}
        //System.out.println(arr[0].radius);//NullPointerException
        //给元素赋值
        //元素的类型是：Circle，应该给它一个Circle的对象
        //arr[0] = 1.2;//错误的
        //arr[0]相当于它是一个Circle类型的变量，也是对象名，必须赋值为对象
        /*
        arr[0] =  new Circle();
        arr[0].radius = 1.2;
        System.out.println(arr[0].radius);
        */
        //创建5个对象，半径随机赋值为[1,10)的随机值
        //Math.random()==>[0,1)
        //Math.random()*9==>[0,9)
        //Math.random()*9+1==>[1,10)
        for(int i=0; i<arr.length; i++){
            arr[i] = new Circle();//有对象才有半径
            arr[i].radius = Math.random()*9+1;
        }
        //遍历显示圆对象的信息
        for(int i=0; i<arr.length; i++){
            //arr[i]是一个Circle的对象，就可以调用Circle类中的属性和方法
            System.out.println(arr[i].getInfo());
        }
    }
}
class Circle{
    double radius;
    public double getArea(){
        return 3.14 * radius * radius;
    }
    public double getPerimeter(){
        return 3.14 * 2 * radius;
    }
    public String getInfo(){
        return "半径：" + radius +"，面积：" + getArea() + "，周长：" + getPerimeter();
    }
}