黑马程序员——3.面向对象（堆栈、匿名、封装、构造函数、this、静态、数组工具类）

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面向对象

面向对象是相对面向过程而言，面向对象和面向过程都是一种思想，指导我们写代码的方式。

面向过程：
强调的是功能行为。代表语言：C语言。

例如要描述一个人一天的行为：

1. 小明去吃饭
2. 小明去工作
3. 小明去睡觉

“吃饭”、”工作”、”睡觉”都是功能行为，在代码中的直观体现就是函数或者方法，这就是一种面向过程的以功能行为为主体的思想体现。

面向对象：
将功能封装进对象，强调具备了功能的对象。代表语言：Java、C++、C#。
例如要描述一个人一天的行为：

1. 小明去吃饭
2. 小明去工作
3. 小明去睡觉

可以看到，所有的操作都是以”小明”为主体，而不是功能行为。也就是说小明自己已经具备”吃饭”、”工作”、”睡觉”的行为功能，我们只需要让小明执行他具备的功能就可以了。这就是一种面向对象的以执行功能的对象为主体的思想体现。

面向对象的特点

是一种符合人们思考习惯的思想，可以将复杂的事情简单化，将程序员从执行者转换成了指挥者。

完成需求时：

1. 先要去找具有所需功能的对象来用。
2. 如果该对象不存在，那么创建一个具有所需功能的对象。

这样可以简化开发并提高复用性。

面向对象开发，设计，特征

开发的过程：
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。

面向对象的特征：
- 封装(encapsulation)
- 继承(inheritance)
- 多态(polymorphism)

类与对象之间的关系：

可以理解为：类就是图纸，按照这个图纸做出来的就是该类的对象

类的定义：
生活中描述事物无非就是描述事物的属性和行为。如：人有身高，体重等属性，有说话，打球等行为。

Java中用类class来描述事物也是如此。
- 属性：对应类中的成员变量。
- 行为：对应类中的成员函数。
定义类其实在定义类中的成员(成员变量和成员函数)。

成员变量和局部变量的区别

主要是作用范围的不同。
成员变量定义在函数外面，作用于整个类；局部变量定义在函数里面，只在函数里面起作用。成员变量存在于堆内存中，由于对象的存在而存在，局部变量存在于栈内存中。

成员变量：

1. 成员变量定义在类中，在整个类中都可以被访问。
2. 成员变量随着对象的建立而建立，随着对象的消失而消失，存在于对象所在的堆内存中。
3. 成员变量有默认初始化值。

局部变量：

1. 局部变量只定义在局部范围内，如：函数内，语句内等，只在所属的区域有效。
2. 局部变量存在于栈内存中，作用的范围结束，变量空间会自动释放。
3. 局部变量没有默认初始化值，要给定值进行初始化。

堆内存与栈内存：

当我们看到一个变量类型是已知的，就分配在栈里面，比如INT,Double等。其他未知的类型，比如自定义的类型，因为系统不知道需要多大，所以程序自己申请，这样就分配在堆里面。

对象内存结构：
只要是用new操作符定义的实体就会在堆内存中开辟一个新的空间，并且每一个对象中都有一份属于自己的属性。
通过对象.对象成员的方式操作对象中的成员，对其中一个对象的成员进行了修改，和另一个对象没有任何关系。
示例：

Car c1 = new Car();
c1.color="blue";
Car c2 = new Car();

需要提到的是c1、c2都是对实体的引用变量，如果执行c2 = c1，那么c2也就指向了c1引用的实体。c2原来引用的实体因为没有被引用变量引用，就会被垃圾回收器回收。

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时；
2. 匿名对象可以作为实际参数进行传递。

class Car
{
     String color = "red";
int num = 4;

public static void run()
     {
          System.out.println("function run is running!" );
     }
}

class CarDemo{
public static void main(String[] args){

//对对象方法仅进行一次调用时，就可以使用匿名对象
new Car().run();

//匿名对象可以作为实际参数进行传递
             show(new Car());
      }

public static void show(Car c){
            c. num = 3;
            c. color = "black" ;
            System.out.println("function show is running!" );
            System.out.println(c.num + "..." + c. color);
      }
}

封装:

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。

好处：

1. 将变化隔离。
2. 便于使用。
3. 提高重用性。
4. 提高安全性。

封装原则：

1. 将不需要对外提供的内容都隐藏起来。
2. 把属性都隐藏，提供公共方法对其访问。如，getXXX，setXXX。

    /*
 人：
 属性：年龄
 行为：说话
 */
    class Person{
//private：私有，是一个权限修饰符，用于修饰
//不希望别人直接访问赋值，需要通过私有化把属性进行隐藏
private int age ;

//通过提供set、get公共方法对其访问
public void setAge( int a){

//在set方法内可以对属性的赋值进行限制，提高安全性
if (a > 0 && a < 130){
                       age = a;
                } else
                      System.out .println("错误的数据" );
          }

public int getAge(){
return age ;
          }

void speak(){
                System.out .println("age = " + age);
          }
    }

    class PersonDemo{
public static void main(String[] args){
                Person p = new Person();
//通过其他方式访问
                p.setAge(20);
                p.speak();
//赋值不合法，set方法就不允许成功赋值
                p.setAge(-20);
          }
    }

私有仅仅是封装的一种体现而已。

构造函数：

特点：

1. 函数名与类名相同。
2. 不用定义返回值类型。
3. 没有具体的返回值。

P.S. 在构造函数前面加上返回值就只是一般函数了。

作用：给对象进行初始化。

1. 一般函数和构造函数什么区别呢？
   构造函数：对象创建时，就会调用与之对应的构造函数，对对象进行初始化。
   一般函数：对象创建后，需要函数功能时才调用。

   构造函数：对象创建时，会调用并且只调用一次。
   一般函数：对象创建后，可以被调用多次。

2. 创建对象都必须要通过构造函数初始化。
   一个类中如果没有定义过构造函数，那么该类中会有一个默认的空参数构造函数。
   如果在类中定义了指定的构造函数，那么类中的默认构造函数就没有了。

3. 多个构造函数是以重载的形式存在的。

class Person{
private String name ;
private int age ;

//空参数构造函数
          Person(){
                   name = "baby" ;
                   age = 1;
                   System.out.println("person run");
          }

//如果孩子一出生就有名字（包含参数的构造函数）
          Person(String n){
                 name = n;
          }

//如果孩子一出生就有名字和年龄（包含两个参数的构造函数）
          Person(String n, int a){
                 name = n;
                 age = a;
          }

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

class ConsDemo{
public static void main(String[] args){

//在创造对象时会调用对应的构造函数对对象进行初始化
            Person p1 = new Person();
            p1.speak();

//创建包含参数的对象时会调用对应参数的构造函数进行初始化
            Person p2 = new Person("旺财" );
            p2.speak();

            Person p3 = new Person("小强" ,10);
            p3.speak();
      }
}

this关键字：

this代表其所在函数所属对象的引用。换言之，this代本类对象的引用。
当成员变量和局部变量重名，可以用关键字this来区分，this就是所在函数所属对象的引用。

class Person{
private String name ;
private int age ;

      Person(String name){
//通过this区分成员变量和局部变量
this.name = name;
      }

      Person(String name, int age){

//this也可以用于在构造函数中调用其他构造函数
//this()构造函数只能放在第一行
this(name);
this.age = age;
      }

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

class ConsDemo{
public static void main(String[] args){
            Person p1 = new Person("旺财" );
            p1.speak();
            Person p2 = new Person("小强" ,10);
            p2.speak();
      }
} 

static关键字：

用于修饰成员（成员变量和成员函数）。

被修饰后的成员具备以下特点：

1. 随着类的加载而加载。
2. 优先于对象存在。
3. 被所有对象所共享。
4. 可以直接被类名调用。

成员变量存储在堆内存的对象中，所以也叫对象的特有数据。静态变量数据存储在方法区（共享数据区）的静态区，所以也叫对象的共享数据。

class Person{

//成员变量，也叫实例变量
       String name;

//静态变量，也叫类变量
static String country = "CN";
public void show(){
            System.out.println(country + ":" + name);
      }
}

class StaticDemo{
public static void main(String[] args){
            Person p = new Person();
            System.out.println(p.country);

//可以用类名直接调用静态变量
            System.out.println(Person.country);
      }
}

使用注意：

1. 静态方法只能访问静态成员，如果访问非静态成员，就会报错！
   原因：静态方法和变量存在的时候，对象还不存在，非静态变量也不存在，肯定无法访问。
   非静态方法既可以访问静态成员，又可以访问非静态成员。

2. 静态方法中不可以写this，super关键字。
   原因：静态方法存在的时候，对象还不存在，this代表的就是调用方法的那个对象，既然不存在，肯定不可以写在静态方法中。

3. 主函数是静态的，主函数特殊之处：
   1. 格式是固定的。
   2. 被jvm所识别和调用。

主函数各成分解析：
- public：权限必须是最大的，被jvm调用。
- static：不需要对象调用，直接用主函数所属类名调用即可。 命令行窗口中输入：java StaticDemo，实际上就是在执行StaticDemo.main();。
- void：主函数不需要具体的返回值。
- main：函数名，不是关键字，只是一个jvm识别的固定的名字。
- String[] args：这是主函数的参数列表，是一个数组类型的参数，而且元素都是字符串类型。

静态什么时候用？

1. 静态变量
   当分析对象中所具备的成员变量的值都是相同时，这时这个成员就可以被静态修饰。
   如果是相同的数据，即对象不需要对数据进行做修改，只需要使用即可。这时可以把变量定义成静态的。

2. 静态函数
   函数是否用静态修饰，就参考一点，就是该函数功能是否需要访问到对象中的特有数据。
   如果方法需要访问非静态的成员变量，该方法就是非静态的。
   如果不需要，就可以将该功能定义成静态的。当然，也可以定义成非静态，但是非静态需要被对象调用。

静态代码块

随着类的加载而执行，而且只执行一次。
作用：用于给类进行初始化。

class StaticCode{
static int num;

//用于给类进行初始化的静态代码块
static{
             num = 10;
      }
static void show(){
            System.out.println(num);
      }
}

class StaticCodeDemo{
public static void main(String[] args){
            StaticCode.show();
      }
}

构造代码块

作用：可以给所有对象进行初始化。

class Person{
private String name ;

//构造代码块，给所有对象进行初始化的
      {
            System.out.println("person run");
      }

//构造函数，是给对应的对象进行针对性的初始化
      Person(){
             name = "baby" ;
      }

//构造函数
      Person(String name){
this.name = name;
      }

public void speak(){
            System.out.println("name:" + name);
      }
}

class StaticCodeDemo{
public static void main(String[] args){
            Person p1 = new Person();
            p1.speak();
            Person p2 = new Person("旺财");
            p2.speak();
      }
}

数组工具类：

public class ArrayTool{
//该类中的方法都是静态的，所以该类是不需要创造对象的
//为了保证不让他人创建该类对象，可以将构造函数私有化
private ArrayTool(){}

//获取整型数组的最大值
public static int getMax(int[] arr){
int maxIndex = 0;
for(int x = 1; x < arr.length; x++){
if(arr[x] > arr[maxIndex])
                        maxIndex = x;
             }
return arr[maxIndex];
      }

//对数组进行选择排序
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);
                   }
             }
       }

//用于给数组进行元素的位置置换。
private static void swap(int[] arr, int a,int b){
int temp = arr[a];
            arr[a] = arr[b];
            arr[b] = temp;
       }

//获取指定的元素在指定数组中的索引
public static int getIndex(int[] arr, int key){
for(int x = 0; x < arr.length; x++){
if(arr[x] == key)
return x;
            }
return -1;
      }

//将int 数组转换成字符串，格式是：[e1,e2,...]
public static String arrayToString(int[] arr){
            String str = "[";

for(int x = 0; x < arr.length; x++){
if(x != arr.length - 1)
                        str = str + arr[x] + ",";
else
                        str = str + arr[x] + "]";
            }
return str;
      }
}

class ArrayToolDemo{
//保证程序的独立运行
public static void main(String[] args){
int[] arr = {4,8,2,9,7,72,6};

int max = ArrayTool.getMax(arr);
            System.out.println("max = " + max);
int index = ArrayTool.getIndex(arr,10);
            System.out.println("index = " + index);
      }
}