java学习---面向对象基础

1、面向对象基础

1.1、 面向对象思想

 1.1.1、概述

	面向对象(Object Oriented)是软件开发方法，一种编程范式。面向对象的概念和应用已超越了程序设计和软件开发，扩展到如数据库系统、交互式界面、应用结构、应用平台、分布式系统、网络管理结构、CAD技术、人工智能等领域。面向对象是一种对现实世界理解和抽象的方法，是计算机编程技术发展到一定阶段后的产物。
	面向对象是相对于面向过程来讲的，面向对象方法，把相关的数据和方法组织为一个整体来看待，从更高的层次来进行系统建模，更贴近事物的自然运行模式。

	面向过程到面向对象思想层面的转变：
		面向过程到面向对象，是程序员思想上 从执行者到指挥者的转变。

 1.1.2、 面向过程和面向对象

• 面向过程关注的是执行的过程

	问：把大象装进冰箱，需要分几步？

	回答：3步：1把冰箱门打开，2把大象装进去，3把冰箱门关闭。

• 面向对象关注的是具备功能的对象

	问：把大象装进冰箱 ， 需要分几步？
	
	回答：2步：1招一个能操作冰箱的工人（对象），2指挥工人装大象。

 1.1.3、 三大思想

 面向对象思想从概念上讲分为以下三种：

• OOA：面向对象分析（Object Oriented Analysis）

  	确定需求或者业务的角度，按照面向对象的思想来分析业务。
  
  	例如：OOA只是对需求中描述的问题，进行模块化的处理，描述问题的本质，区别每个问题的不同点相同点，确定问题中的对象。
  

• OOD：面向对象设计（Object Oriented Design）

  	管理程序内部各部分的相互依赖，对OOA分析的结果作进一步的规范化整理，以便能够被OOP直接接受。
  

• OOP：面向对象程序（Object Oriented Programming )

  	程序是由单个能够起到子程序作用的单元或对象组合而成。
  

 1.1.4、 三大特征

• 封装性：类内部属性或方法对外部不可见

	将现实世界中存在的某个客体的属性与行为绑定在一起，并放置在一个逻辑单元内。该逻辑单元负责将所描述的属性隐藏起来，外界对客体内部属性的所有访问只能通过提供的用户接口实现。这样做既可以实现对客体属性的保护作用，又可以提高软件系统的可维护性。只要用户接口不改变，任何封装体内部的改变都不会对软件系统的其他部分造成影响。

• 继承性：将其他的功能继承下来继续发展

	子类自动共享父类数据结构和方法的机制，这是类之间的一种关系。在定义和实现一个类的时候，可以在一个已经存在的类的基础之上来进行，把这个已经存在的类所定义的内容作为自己的内容，并加入若干新的内容。

• 多态性：相同方法在不同条件下有不同的响应

	相同的操作或函数、过程可作用于多种类型的对象上并获得不同的结果。不同的对象，收到同一消息可以产生不同的结果，这种现象称为多态性。
	多态性允许每个对象以适合自身的方式去响应共同的消息。
	多态性增强了软件的灵活性和重用性。

1.2、 类与对象（简单类）

 1.2.1、 两者关系

• 类

	类表示一个共性的产物，是一个综合的特征。

	类由属性和方法组成：
	· 属性：就相当于人的一个个的具象特征（姓名、年龄。。。）
	· 方法：就相当于人的一个个的方法行为（吃饭、睡觉。。。）

• 对象

	对象是一个个性的产物，是一个个体的实例。

	类必须通过对象才可以使用，对象的所有操作都在类中定义。

 1.2.2、 类的定义格式

	class 类名称{
		// 成员属性
		private Integer age;
		// 成员方法
		public void setAge(int age) {
			this.age = age;
		}
	}

• 成员属性

	属性定义格式：
		权限修饰符 数据类型 属性名;
	属性定义并赋值的格式：
		权限修饰符 数据类型 属性名 = 初始化值;

• 成员方法

	方法定义格式：
		权限修饰符 返回值类型 方法名(形式参数列表){
			// 方法体
			return 返回值；
		}

 1.2.3、 对象的创建与使用

	一个类要想真正的进行操作，则必须依靠对象，对象的定义格式如下:
		类名称 对象名称 = new 类名称();

	如果要想访问类中的属性或方法（方法的定义），则可以依靠以下的语法形式：
		访问类中的属性： 对象.属性;
		调用类中的方法： 对象.方法(实际参数列表);

1.3、 创建对象内存分析

 1.3.1、 栈

	Java栈的区域很小，大概2m左右，特点是存取的速度特别快，仅次于PC寄存器	

• 存储操作

	栈内存，通过 '栈指针' 来创建空间与释放空间。指针向下移动，会创建新的内存，向上移动，会释放这些内存
但是这种移动的方式, 必须要明确移动的大小与范围，为了方便指针的移动。这是一个对于数据存储的限制，存储的数据大小是固定的，影响了程序的灵活性。

• 存储对象

	存储的是:
	基本数据类型的数据 以及 引用数据类型的引用!
		例如:
		int a =10;
		Person p = new Person();
	数值 10 存储在栈内存中，第二句代码创建的对象的引用(Person对象在堆中的地址)存在栈内存中。

栈存储

 1.3.2、 堆

	存放的是类的对象

• 对象创建

	Java是一个纯面向对象语言，限制了对象的创建方式：所有类的对象都是通过 new 关键字创建，告诉JVM需要在堆中开辟一片新的空间。

	Person p0 = new Person();		// 开辟新的空间
	Person p1 = p0;					// 对象的引用
	Person p2 = new Person();		// 开辟新的空间

• 垃圾回收

	堆内存与栈内存不同，优点在于我们创建对象时，不必关注堆内存中需要开辟多少存储空间，也不需要关注内存占用时长。
    堆内存中内存的释放是由GC(垃圾回收器)自动完成的，不需要程序员进行内存释放，当栈内存中不存在此对象的引用时，则视其为垃圾，等待垃圾回收器回收。

 1.3.3、 方法区

	属于线程共享的区域，在虚拟机启动时创建。
    存放的是
		- 类信息
		- 静态的变量
		- 常量
		- 成员方法
	方法区中包含了一个特殊的区域 ( 常量池 )(存储的是使用static修饰的成员)

 1.3.4、 PC寄存器

	PC寄存器保存的是当前正在执行的JVM指令的地址。
        
    在Java程序中，每个线程启动时，都会创建一个PC寄存器，它是线程私有的，生命周期与线程的生命周期保持一致。
        
    多线程环境下，CPU需要不停地切换各个线程，这时候切换回来以后，就得知道从哪开始继续执行，所以需要PC寄存器来存储正在执行的指令。

 1.3.5、 本地方法栈

• Native Method

	一个Native Method就是一个Java调用非Java代码的接口。

• 作用

	与Java环境外交互：有时Java应用需要与Java外面的环境交互，这是本地方法存在的主要原因。例如Java需要与一些底层系统如操作系统或某些硬件交换信息时的情况。本地方法正是这样一种交流机制：它为我们提供一个非常简洁的接口，而且我们无需去了解Java应用之外的繁琐的细节。

	与操作系统交互：JVM由一个解释器（解释字节码）和一些连接到本地代码的库组成。然而不管怎样，它毕竟不是一个完整的系统，经常依赖于一些底层系统的知识，这些底层系统常常是强大的操作系统。通过使用本地方法，我们得以用Java实现jre与底层系统的交互，甚至JVM的一部分就是用C写的。

• 本地方法栈

	Java虚拟机栈用于管理Java方法的调用，本地方法栈用于管理本地方法的调用，本地方法栈也是线程私有的。

1.4、 构造方法(构造器)

 1.4.1、 回顾对象创建

	Person p = new Person();
	在右侧Person后面出现的小括号, 其实就是在调用构造方法。

 1.4.2、 概述

• 作用

	用于对象初始化。

• 执行时机

	在进行对象的创建时自动调用。

• 特点

	所有的Java类中都会至少存在一个构造方法；
	如果一个类中没有明确的编写构造方法，则编译器会自动生成一个无参的构造方法，构造方法中没有任何的代码；
	如果自行编写了任意一个构造器，则编译器不会再自动生成无参的构造方法。

	当类中有非常量成员变量时，提高两个构造方法，一个是无参构造方法，一个是全属性做参数的构造方法。
	当类中所有成员变量都是常量或者没有成员变量时，不提供任何版本的构造。

 1.4.3、 定义格式

	定义的格式：与普通方法基本相同，区别在于，方法名称必须与类名相同，没有返回值类型的声明（不能写void）。

public class Demo{
	public static void main(String[] args){
		Person p = new Person();
		p = new Person();
	}
}
class Person{
	public Person(){
		System.out.println("对象创建时,此方法调用");
	}
}

 1.4.4、 构造方法重载

• 方法重载

	方法名称相同，参数类型或参数长度不同，可以完成方法的重载。（方法的重载与返回值无关!）

• 构造方法的重载

	一个类, 可以存在多个构造方法：
	参数列表的长度或类型不同即可完成构造方法的重载
	构造方法的重载，可以让我们在不同的创建对象的需求下, 调用不同的方法来完成对象的初始化!

class Person{
    private String name;
	public Person() {
		System.out.println("对象创建时,此方法调用");
	}
    public Person(String name) {
        System.out.println("对象创建时,此方法调用");
        this.name = name;
    }
}

 1.4.5、 匿名对象

	没有对象名称的对象 就是匿名对象。

	匿名对象只能使用一次，因为没有任何的对象引用，所以将称为垃圾，等待被GC回收。

public class Demo{
	public static void main(String[] args){
		System.out.println(new Person().print());
	}
}
class Person{
	public print(){
		return "正在调用实例函数";
	}
}