黑马程序员——Java基础---面向对象

时间:2023-02-14 00:08:24

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        面向对象是Java语言区别c语言的一个重要特点,也是学好Java必须掌握的重要部分。接下来我会根据视频教程,总结对Java面向对象的理解与应用,以及牵涉到的一些知识点。

 一、理解面向对象

        我们知道c语言是一门面向过程的语言,那么面向对象就是相对面向过程而言的。如把大象装进冰箱,c语言强调的是功能行为:打开冰箱——>把大象装进冰箱——>关闭冰箱。而Java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。感觉上就是过程是你自己亲自在做,而面向对象却是你指挥着对象去做。面向对象和面向过程都是一种思想,就看自己怎么想了,面向对象是基于面向过程的。

面向对象的特点:

        1. 是一种符合人们思考习惯的思想

        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。

        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

面向对象的最高境界:万物皆对象(面试时慎用)。

 

二、类与对象

1、类与对象的关系

先看一个示例图:

黑马程序员——Java基础---面向对象

如图我们可以理解为:类就是图纸。汽车就是对象。

类的定义:

       使用计算机语言就是不断的描述现实生活中的事物,而java中描述事物通过类的形式体现,类是具体事物的抽象,概念上的定义。

       生活当中描述事物无非就是描述事物的属性和行为。如:人的身高,体重等属性;讲话跑步等行为。Java则是用类class来描述对象的属性和行为。定义类其实就是在定义类中的成员(成员变量和成员函数)。

       属性:对应类中的成员变量。

       行为:对应类中的成员函数。   

而对象即是该类事物实实在在存在的个体。

如:

class Person
{
    int age;
	private void speak()
	{
		System.out.println("age="+age);
	}
}

以上程序就定义了一个以人为对象的类,其中人这个对象具有年龄的属性,还具有说话的功能。而创建一个对象的格式:

       Person p = new Person()

这样就创建了一个人物对象,修改属性和使用功能的格式:

       p.age=20;//对对象属性的修改

       p.speak();//使用对象的功能

2、成员变量和局部变量

       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:

                a)成员变量定义在类中,在整个类中都可以被访问。

                b) 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。

                c) 成员变量有默认初始化值。

       局部变量:

                a) 局部变量只定义在局部范围内,如:函数内,语句内等。

                b) 局部变量存在于栈内存中。

                c) 作用的范围结束,变量空间会自动释放。

                d) 局部变量没有默认初始化值。

3、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。

例: new Car();

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。

 

三、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。

       常用之一:

                将成员变量私有化,对外提供对应的setget方法对其进行访问。提高对数据访问的安全性。

        如:我有一个人对象,而年龄这一属性我不想被对象访问,我就可以将其设为private

人物对象程序:

class Person//描述人物对象的类
{
	private int age;//人对象的年龄属性
	public void setAge(int a)//提供访问方法,并判断是否有效
	{
		if(a>0 && a<130)
		{
			age = a;
			speak();
		}
		else
			System.out.println("feifa age");
	}

	public int getAge()//提供获取方法
	{
		return age;
	}
	private void speak()//对象的说功能
	{
		System.out.println("age="+age);
	}
}

class PersonDemo  
{
	public static void  main(String[] args)
	{
		Person p = new Person();//创建人物对象
		p.setAge(-40);//利用封装提供的访问方法进行修改年龄属性
		p.speak();
	}
}

 

四、对象知识——构造函数

1、 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。

2、 作用:

        给对象进行初始化。

3、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。

4、构造函数和一般函数在写法上有不同。

在运行上也有不同:

        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。

5、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。

 

五、对象知识点——this关键字

先看一个小程序:

class Person
{
	private String name;
	private int age;
	Person(int age)//局部变量时age,成员变量也是age
	{
		this.age = age;//this能够很好区分
	}
	Person(String name)
	{
		this.name = name;//这里用this表示调用构造方法的对象
	}
	Person(String name,int age)
	{
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public void speak()
	{
		System.out.println("name="+name+"...age="+age);
		show();
	}
	public void show()
	{
		System.out.println(this.name);
	}
}

 以上程序综合了构造函数和this的用法。看上去,是用于区*部变量与成员变量同名情况。

       this代表它所在函数所属对象的引用。

       简单说:哪个对象在调用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。

this的概括总结:

        this的两种用法:1、用于区分同名变量的情况,说的成员和局部同名的时候;2、用于构造函数间调用。

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。

 

六、对象知识点——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:对对象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)。

静态需要清楚的几个小问题:

什么时候使用静态?

        从两方面下手: 因为静态修饰的内容有成员变量和函数。

1、什么时候定义静态变量(类变量)呢?

        当对象中出现共享数据时,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。

2、什么时候定义静态函数呢?

        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thissuper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。

静态代码块:

       格式:

              static

              {

                           静态代码块中的语句。

              }

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。

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。

静态的应用——文档说明书。

        每一个应用程序中都有共性的功能,可以将这些功能进行抽取,独立封装。以便复用。

下面我们以一个数组工具类为例,作一个文档说明书。

程序:

/**
这是一个可以对数组进行相关操作的工具类,该类提供了取数组的最值、排序等功能。
@author Godream
@version V1.0

*/
//类名权限要最大才能创建说明书文档
public class ArrayTool 
{
	/**
	空参数构造函数
	*/
	private ArrayTool()	//私有化构造函数是为了让其不能创建对象。
	{
	
	}

	/**
	这个功能用于得到int类型数组中的最大值
	@param arr 接收一个int类型的数组
	@return 返回接收的该数组的最大值
	*/
	public static int getMax(int[] arr)
	{
		int max=0;
		for (int x=1;x<arr.length ;x++ )
		{
			if(arr[x]>arr[max])
				max=x;
		}
		return arr[max];
	}
	
	/**
	这个功能用于得到int类型数组中的最小值
	@param arr 接收一个int类型的数组
	@return 返回该数组的最小值
	*/
	public static int getMin(int[] arr)
	{
		int min=0;
		for (int x=1;x<arr.length ;x++ )
		{
			if(arr[x]<arr[min])
				min=x;
		}
		return arr[min];
	}

	/**
	对int类型数组进行选择升序排列
	@param arr 接收一个int类型的数组
	*/
	public static void selectSort(int[] arr)
	{
		for (int x=0;x<arr.length-1 ; x++)
		{
			for (int y=x+1; y<arr.length; y++)
			{
				if(arr[x]>arr[y])
					swap(arr,x,y);
			}
		}
	}

	/**
	对int类型数组进行冒泡升序排列
	@param arr 接收一个int 类型数组
	*/
	public static void bubbleSort(int[] arr)
	{	
		for (int x=0;x<arr.length-1;x++ )
		{
			for (int y=0;y<arr.length-x-1;y++ )
			{	
				if(arr[y]>arr[y+1])
					swap(arr,y,y+1);
			}
		}
	}

	/**
	对数组中的两个元素进行位置交换
	@param arr 接收一个int类型的数组
	@param a 要置换的元素角标
	@param b 要置换的元素角标
	*/
	private static void swap(int[] arr,int a,int b)
	{
		arr[a]=arr[b]+(arr[b]=arr[a])*0;
	}

	/**
	遍历数组:打印数组中所有元素,形式为:[elemet1,elemet2,...]
	@param arr 接收一个int类型的数组
	*/
	public static void printArray(int[] arr)
	{
		System.out.print("[");
		for (int x=0; x<arr.length-1; x++)
		{
			System.out.print(arr[x]+",");
		}
		System.out.println(arr[arr.length-1]+"]");
	}
}

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

Java中的javadoc工具就会帮我们完成说明文档也称API的制作。

如图:

黑马程序员——Java基础---面向对象

这个就是我们制作的属于自己API了:

黑马程序员——Java基础---面向对象

 

知识拓展:

主函数:

主函数是一个特殊的函数。作为程序的入口,可以被JVM调用。

主函数的定义:

        public:代表着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。

      String[] arr):函数的参数,参数类型是一个数组,该数组中的元素是字符串。字符串类型的数组。

        argsarguments  参数  。唯一可以更改的地方。

主函数是固定格式的:被JVM识别。

 

七、单例设计模式

设计模式的概念:解决某一问题最行之有效的方法。java*有23种设计模式。

接下来我们讲解其中的一种:单例设计模式。

单例设计模式的作用:使一个类在内存中只存在一个对象。

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()

                     {

                            returns;

                      }

单例设计模式只是为了保证内存中的对象唯一,其他在类中该怎么描述吗,还是怎么描述。

单例设计模式有两种写法:

        1、饿汉式:也就是刚三部中的示例语句。它的特点是先初始化对象。如: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:它的特点对象是方法被调用时,才初始化,这也叫对象的延时加载。如:在以下完整代码中,Single类进内存,对象还没有存在,只有调用了getInstance()方法时,才创建对象。

完整代码如下:

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

 

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