面向对象思想
面向对象思想概述
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,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。
区别
- 面向过程:强调步骤,当需要实现一个功能的时候,每一个具体的步骤都要亲力亲为,详细处理每一个细节。
- 面向对象:强调对象,当需要实现一个功能的时候,不关心具体的步骤,而是找一个已经具有该功能的人,来帮我做事儿。
特点
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。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。
类和对象
什么是类
类: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。
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:猫类
- 属性:名字、体重、年龄、颜色。
- 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。
- 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。
类的定义
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。
- 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
- 成员方法:对应事物的行为
类的定义格式
格式详解:
- 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:在类中,方法外的变量。
- 成员方法:成员方法之中不能包括static关键字
类的定义格式举例:
package demo01; /* 定义一个类,用来模拟“学生”事物。其中就有两个组成部分: 属性(是什么): 姓名 年龄 行为(能做什么): 吃饭 睡觉 学习 对应到Java的类当中: 成员变量(属性): String name; // 姓名 int age; // 年龄 成员方法(行为): public void eat() {} // 吃饭 public void sleep() {} // 睡觉 public void study() {} // 学习 注意事项: 1. 成员变量是直接定义在类当中的,在方法外边。 2. 成员方法不要写static关键字。 */ public class Student { // 成员变量 String name; // 姓名 int age; // 姓名 // 成员方法 public void eat() { System.out.println("吃饭饭!"); } public void sleep() { System.out.println("睡觉觉!"); } public void study() { System.out.println("学习!"); } }
对象的使用
通常情况下,一个类并不能直接使用,需要根据类创建一个对象,才能使用。
步骤如下
1. 导包:也就是指出需要使用的类,在什么位置。
- 格式: import 包名称.类名称;
注意:
- 对于和当前类属于同一个包的情况,可以省略导包语句不写。
- java.lang包下的所有类无需导入。
2. 创建
- 格式:类名称 对象名 = new 类名称();
3. 使用成员:
- 使用成员变量 格式:对象名.成员变量名
- 使用成员方法 格式:对象名.成员方法名(参数)
注意事项:
- 如果成员变量没有进行赋值,那么将会有一个默认值如下图所示。
使用我们刚才定义的Stundet类,创建对象
package demo01; public class Demo02Student { public static void main(String[] args) { // 1. 导包。 // 我需要使用的Student类,和我自己Demo02Student位于同一个包下,所以省略导包语句不写 // 2. 创建,格式:类名称 对象名 = new 类名称(); // 根据Student类,创建了一个名为stu的对象 Student stu = new Student(); // 3. 使用其中的成员变量,格式:对象名.成员变量名 System.out.println(stu.name); // null System.out.println(stu.age); // 0 // 改变对象当中的成员变量数值内容,将右侧的字符串,赋值交给stu对象当中的name成员变量 stu.name = "赵丽颖"; stu.age = 18; System.out.println(stu.name); // 赵丽颖 System.out.println(stu.age); // 18 // 4. 使用对象的成员方法,格式:对象名.成员方法名() stu.eat();//吃饭饭! stu.sleep();//睡觉觉! stu.study();//学习! } }
类与对象的练习
定义手机类:
package cn.itcast.day06.demo02; /* 定义一个类,用来模拟“手机”事物。 属性:品牌、价格、颜色 行为:打电话、发短信 对应到类当中: 成员变量(属性): String brand; // 品牌 double price; // 价格 String color; // 颜色 成员方法(行为): public void call(String who) {} // 打电话 public void sendMessage() {} // 群发短信 */ public class Phone { // 成员变量 String brand; // 品牌 double price; // 价格 String color; // 颜色 // 成员方法 public void call(String who) { System.out.println("给" + who + "打电话"); } public void sendMessage() { System.out.println("群发短信"); } }
定义测试类:
package demo02; public class Demo01PhoneOne { public static void main(String[] args) { // 根据Phone类,创建一个名为one的对象 格式:类名称 对象名 = new 类名称(); Phone one = new Phone(); System.out.println(one.brand); // null System.out.println(one.price); // 0.0 System.out.println(one.color); // null //给成员变量赋值 one.brand = "苹果"; one.price = 8388.0; one.color = "黑色"; //访问成员变量 System.out.println(one.brand); // 苹果 System.out.println(one.price); // 8388.0 System.out.println(one.color); // 黑色 one.call("乔布斯"); // 给乔布斯打电话 one.sendMessage(); // 群发短信 } }
对象内存图
一个对象,调用一个方法内存图
通过上图,我们可以理解,在栈内存中运行的方法,遵循"先进后出,后进先出"的原则。变量p指向堆内存中的空间,寻找方法信息,去执行该方法。但是,这里依然有问题存在。创建多个对象时,如果每个对象内部都保存一份方法信息,这就非常浪费内存了,因为所有对象的方法信息都是一样的。那么如何解决这个问题呢?请看如下图解
两个对象,调用同一方法内存图
对象调用方法时,根据对象中方法标记(地址值),去类中寻找方法信息。这样哪怕是多个对象,方法信息只保存一份,节约内存空间。
一个引用,作为参数传递到方法中内存图
引用类型作为参数,传递的是地址值。
成员变量和局部变量区别
变量根据定义位置的不同,我们给变量起了不同的名字。如下图所示:
在类中的位置不同
- 成员变量:类中,方法外
- 局部变量:方法中或者方法声明上(形式参数)
作用范围不一样
- 成员变量:类中
- 局部变量:方法中
初始化值的不同
- 成员变量:有默认值
- 局部变量:没有默认值。必须先定义,赋值,最后使用
在内存中的位置不同
- 成员变量:堆内存
- 局部变量:栈内存
生命周期不同
- 成员变量:随着对象的创建而存在,随着对象的消失而消失
- 局部变量:随着方法的调用而存在,随着方法的调用完毕而消失
封装
封装概述
面向对象编程语言是对客观世界的模拟,客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的,外界无法直接操作和修改。封装可以被认为是一个保护屏障,防止该类的代码和数据被其他类随意访问。要访问该类的数据,必须通过指定的方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护,也加强了代码的安全性。
原则
将属性隐藏起来,若需要访问某个属性,提供公共方法对其访问。
封装的步骤
- 使用 private 关键字来修饰成员变量。
- 对需要访问的成员变量,提供对应的一对 getXxx 方法 、 setXxx 方法。
private关键字
含义
- private是一个权限修饰符,代表最小权限。
- 可以修饰成员变量和成员方法。
- 被private修饰后的成员变量和成员方法,只在本类中才能访问。
下面我们就按照步骤封装一个类
public class Demo { //1. 使用 private 修饰成员变量, private String name; private int age; // 2 提供 getXxx 方法 / setXxx 方法,可以访问成员变量: public void setName(String n) { name = n; } public String getName() { return name; } public void setAge(int a) { age = a; } public int getAge() { return age; } }
我们发现 setXxx 方法中的形参名字并不符合见名知意的规定,那么如果修改与成员变量名一致,是否就见名知意了呢?代码如下:
public class Demo { private String name; private int age; public void setName(String name) { name = name; } public void setAge(int age) { age = age; } }
经过修改和测试,我们发现新的问题,成员变量赋值失败了。也就是说,在修改了 setXxx() 的形参变量名后,方法并没有给成员变量赋值!这是由于形参变量名与成员变量名重名,导致成员变量名被隐藏,方法中的变量名,无法访问到成员变量,从而赋值失败。所以,我们只能使用this关键字,来解决这个重名问题。
this关键字
- 含义:this代表所在类的当前对象的引用(地址值),即对象自己的引用。
- 记住 :方法被哪个对象调用,方法中的this就代表那个对象。即谁在调用,this就代表谁。
使用 this 修饰方法中的变量,解决成员变量被隐藏的问题,代码如下:
public class Demo { private String name; private int age; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } }
构造方法
代码举例
public class Demo { private String name; private int age; // 无参数构造方法 public Demo() { } // 有参数构造方法 public Demo(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } }
注意事项:
- 构造方法的名称必须和所在的类名称完全一样,就连大小写也要一样
- 构造方法不要写返回值类型,连void都不写
- 构造方法不能return一个具体的返回值
- 如果没有编写任何构造方法,那么编译器将会默认赠送一个构造方法,没有参数、方法体什么事情都不做。
- 一旦编写了至少一个构造方法,那么编译器将不再赠送。
- 构造方法也是可以进行重载的。重载:方法名称相同,参数列表不同。
标准代码——JavaBean
JavaBean 是 Java语言编写类的一种标准规范。符合 JavaBean 的类,要求类必须是具体的和公共的,并且具有无参数的构造方法,提供用来操作成员变量的 set 和 get 方法。编写符合 JavaBean 规范的类,以学生类为例,标准代码如下:
package demo05; /* 一个标准的类通常要拥有下面四个组成部分: 1. 所有的成员变量都要使用private关键字修饰 2. 为每一个成员变量编写一对儿Getter/Setter方法 3. 编写一个无参数的构造方法 4. 编写一个全参数的构造方法 这样标准的类也叫做Java Bean */ public class Student { private String name; // 姓名 private int age; // 年龄 public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } }
定义测试类
package demo05; public class Demo01Student { public static void main(String[] args) { Student stu1 = new Student(); stu1.setName("迪丽热巴"); stu1.setAge(20); System.out.println("姓名:" + stu1.getName() + ",年龄:" + stu1.getAge());//姓名:迪丽热巴,年龄:20 Student stu2 = new Student("古力娜扎", 21); System.out.println("姓名:" + stu2.getName() + ",年龄:" + stu2.getAge());//姓名:古力娜扎,年龄:21 stu2.setAge(22); System.out.println("姓名:" + stu2.getName() + ",年龄:" + stu2.getAge());//姓名:古力娜扎,年龄:22 } }