Java基础教程——封装

时间:2023-02-14 18:59:18

面向对象的三大特征

  • 封装:encapsulation
  • 继承:inheritance
  • 多态:polymorphism

封装

类是一个最基本的封装

Java基础教程——封装

封装的好处:

  • 数据安全:保证数据安全
  • 方便调用:提供清晰的对外接口,方便外界调用
  • 降低耦合:类内部的实现可以修改,不影响其他类

电脑主机就是一个封装的例子,内存等硬件封装在机箱中,对外提供显示器接口、电源接口、USB接口,加根内存条不影响外界的使用。

良好的封装:尽可能限制类和成员的可访问性 。

对于代码而言:对象的状态信息被隐藏在内部,外界无法直接访问,必须通过该类对外提供的方法访问。

可以防止外界进行不合理的赋值(如年龄赋值为负数),方便对属性值的控制

可参见“共享单车”或“公地悲剧”:

Java基础教程——封装

属性

1.成员变量设为private;

2.提供public的get/set方法作为访问器。

早年有书把field翻译为“属性”,现在field一般翻译为“成员变量”。成员变量不一定有方法器。

例:妖孽类有两个属性:name和species。

class 妖孽 {
    private String name;
    private String species;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getSpecies() {
        return species;
    }
    public void setSpecies(String species) {
        this.species = species;
    }
}

Eclipse中自动生成属性的快捷键:

代码中点击右键(快捷键Ctrl+Alt+S)
->Source
->Generate Getters and Setters...
->全选(或选择需要生成的字段/方法)

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访问修饰符

(暂时可以不必全部理解,只需要关注private)

访问修饰符 自身 同包 同包 不同包 不同包
继承 不继承 继承 不继承
public 大家用
protected 子类用,同包用 X
(default) 同包用(不写) X X
private 自己用 X X X X

成员变量·局部变量

成员变量:类里面定义的变量

局部变量:(1)方法中定义的变量;(2)复合语句中定义的变量for(int n : arr){...}

public class 变量 {
    int 成员变量 = 1;
    void m() {
        int 局部变量 = 2;
        System.out.println("m():" + 局部变量 + "," + 成员变量);
    }
    void m2() {
        int 局部变量 = 3;
        System.out.println("m2():" + 局部变量 + "," + 成员变量);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.print(i + " ");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        变量 t = new 变量();
        t.m();
        t.m2();
    }
}

成员变量和局部变量不同之处:

成员变量 局部变量
定义位置 方法内存 方法内部,甚至语句中
作用范围 整个类都可以用 方法中可用,甚至语句范围内可用
生命周期 方法调用时诞生,方法结束消失 对象创建诞生,对象被回收消失
默认值 有默认值,规则和数组一样 无默认值,必须手动赋值
内存位置 栈(方法调用入栈,结束出栈)

方法(method)

方法,是类或对象行为的抽象。从功能上,方法类似于函数。

Java里的方法不能独立存在,必须写在类中。

传参:值传递

Java只有一种参数传递方式——值传递。

所谓值传递,就是将“实际参数”的副本传入方法,“实际参数”本身不受任何影响。
如经典的交换方法swap:

public class PassParameter {
    static void swap(int a, int b) {
        int temp = a;
        a = b;
        b = temp;
        System.out.println("内部:a = " + a + ", b = " + b);
    }
    public static void main(String[] args) {
        int x = 100, y = 200;
        System.out.println("交换前:x = " + x + ", y = " + y);
        swap(x, y);
        // 并没有交换成功
        System.out.println("交换后:x = " + x + ", y = " + y);
    }
}

↑swap得到的参数,只是实参x、y的复制品,实际上出现了4个变量。
运行结果:

交换前:x = 100, y = 200
内部:a = 200, b = 100
交换后:x = 100, y = 200

​ 要想交换两数的值,可以将其封装到类中,类是引用类型,但传参的时候还是“值传递”。

​ 不过,类变量中存放的其实是对象的引用,方法中对类变量进行修改,改变的不是变量的内存,而是其引用的实例对象的内容。

public class PassParameter2 {
    static void swap(MyData data) {
        int temp = data.a;
        data.a = data.b;
        data.b = temp;
    }
    public static void main(String[] args) {
        MyData md = new MyData();
        md.a = 100;
        md.b = 200;
        swap(md);
        System.out.println("md.a = " + md.a + ", md.b = " + md.b);
    }
}
class MyData {
    int a;
    int b;
}

注意,企图在函数中,对"类类型"的对象直接赋值是不行的,只能对其中的变量进行赋值。
所以不要意图通过方法调用对字符串进行赋值。

例如:

public class TestMethod {
    void changeData(MyData2 md) {
        md = new MyData2();
    }
    void changeStr(String s) {
        s = "新";
    }
    public static void main(String[] args) {
        TestMethod t = new TestMethod();
        MyData2 md2 = null;
        // 方法中对类对象赋值
        t.changeData(md2);
        System.out.println("md = " + md2);
        // 方法中对字符串赋值
        String s = "旧";
        t.changeStr(s);
        System.out.println(s);
    }
}
class MyData2 {
}

运行结果:

md = null
旧

构造方法

构造方法也叫构造器,Constructor。

  • 作用:初始化对象,通常是为成员变量赋初始值。

  • 特点:1.没有返回值;2.方法名必须和类名一致。

其实构造方法的返回值是隐式的,就是当前类的对象。
new一个对象,实际上是调用其构造方法。
对象在构造方法调用前已经产生,但是需要通过构造方法返回。

public class 类和对象 {
    public static void main(String[] args) {
        Tiger c = new Tiger();
    }
}
class Tiger {
    public Tiger() {
        System.out.println("---构造方法---");
    }
}

运行结果:

---构造方法---


无参构造方法:

  • 如果不手写构造方法,系统默认提供一个“无参构造方法”。

  • 如果手写构造方法,系统不再提供无参构造方法。

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构造方法自动生成:
Java基础教程——封装

自动生成的构造方法中往往会有一句super(),表示调用父类的无参构造方法,删掉也会调用。

class Tiger {
    private String name;
    public Tiger(String name) {
        super();// 此代码可以不要,表示调用父类构造方法
        // 成员变量和参数同名,根据就近原则,name使用参数,加this表示使用成员变量
        this.name = name;
    }
}

重载·overload

1.方法名相同
2.参数列表不同:
a)参数类型相同,个数不同
b)参数个数相同,类型不同
3.重载不管修饰符、返回类型等(方法调用可以不管返回值)

public class TestOverload {
    static void m(int a, int b) {
        System.out.println("m1");
    }
    static void m(int a, double b) {
        System.out.println("m2");
    }
    public static void main(String[] args) {
        m(1, 2);
        m(1, 2.0);
    }
}

静态·static

static可以用来修饰{类、成员变量、方法、代码块},表示这些成分属于“类本身”而不是“实例”。

静态变量

成员变量分为:
|-类变量(静态)
|-实例变量

实例可以有多个,每个实例可以有自己的数据;
类只有一个,static修饰的变量属于类,也只有一份,多个对象可以共享。

示例:数猫咪

public class Test静态变量 {
    public static void main(String[] args) {
        Cat c1 = null;
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            c1 = new Cat();
            c1.count++;
            c1.countStatic++;
        }
        System.out.println(c1.count);
        System.out.println(c1.countStatic);
        Cat.countStatic++;// 静态变量可以直接通过类名调用
        System.out.println(c1.countStatic);
    }
}
class Cat {
    static int countStatic = 1;
    int count = 1;
}

静态方法

静态方法不属于对象,属于类。
静态分不需要new(实例化对象)就可以使用。

最著名的静态方法就是main方法。

静态方法的使用方式:类名.静态方法名(参数列表);

Array.sort(...)就是一个静态方法,没有new一个Arrays类出来,就可以使用之。

package ah;
public class Test静态方法 {
    public static void main(String[] args) {
        Dog.method静态方法();// 其他类中:类名调用
        // 非静态方法(普通方法):new对象调用
        Dog _dog = new Dog();
        _dog.method普通方法();
    }
}
class Dog {
    void method普通方法() {
        System.out.println("Dog:method普通方法");
    }
    static void method静态方法() {
        System.out.println("Dog:method静态方法");
    }
}

如果是在当前类中调用,类名可以省略。

public class Test静态方法2 {
    void method普通方法() {
        System.out.println("method普通方法");
    }
    static void method静态方法() {
        System.out.println("method静态方法");
    }
    // -----------------------------
    public static void main(String[] args) {
        Test静态方法2.method静态方法();// 本类中:类名调用
        method静态方法();// 本类:直接调用
        // 即自己的非静态方法,也必须new
        Test静态方法2 _self = new Test静态方法2();
        _self.method普通方法();
    }
}

静态代码块

普通代码块:类被创建(new)的时候执行,比构造方法还早。
静态代码块:类被使用的时候执行,比普通代码块还早。
|--当第一次使用本类时,静态代码块执行,且之后不会再执行。

public class Test静态代码块 {
    public static void main(String[] args) {
        Tiger _t = new Tiger();
    }
}
class Tiger {
    public Tiger() {
        System.out.println("构造方法");
    }
    {
        System.out.println("普通代码块");
    }
    static {
        System.out.println("静态代码块");
    }
}

输出结果:

静态代码块
普通代码块
构造方法

静态代码块的典型用途:一次性对静态成员变量进行赋值。
如:

public class Test静态代码块 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Driver.os);
    }
}
class Driver {
    static String os;
    static {
        if ("Windows 10".equals(System.getProperty("os.name"))) {
            os = "WinDriver";
        } else {
            os = "Driver";
        }
    }
}