Java基础（十三）面向对象编程 OOP
Java面向对象基础知识笔记（二）
1. this关键字
this 关键字代表当前对象的引用，可以用于访问当前对象的成员变量、成员方法和构造方法。在以下情况下常用到 this：
- 使用 this 调用成员变量，解决成员变量与局部变量的同名冲突。
public class Person {
public String name;
public void setName(String name) {
// 成员变量与局部变量不同名，this 可以省略。
this.name = name;
}
}
- 使用 this 调用成员方法。
public class Person {
public void eat() {
}
public void work() {
// this 调用成员方法时，可以省略 this
this.eat();
}
}
- 使用 this 调用重载的构造方法，只能在构造方法中使用，且必须是构造方法的第一条语句。
public class Person {
public String name;
public int age;
public Person(String name) {
this.name = name;
}
public Person(String name, int age) {
// 调用重载的构造方法
this(name);
this.age = age;
}
}
因为 this 是在对象内部代表自身的引用，所有 this 只能调用实例变量、实例方法和构造方法，不能调用类方法、类变量也不能调用局部变量
2. 包
2.1 包的作用
包（Package）用于组织和管理 Java 程序，将相同功能或类别的类放在同一个包中。包的作用如下：
- 存放类：包中能够存放类，易于找到和使用相应的类文件
- 命名空间管理：避免类名冲突。
- 访问控制：通过访问修饰符控制包内的类对外的可见性。
- 封装性：隐藏包内实现细节，对外提供接口。
2.2 包的声明
在 Java 代码文件的开头使用 package 关键字声明所属的包，通常与文件路径相对应。
- 包的声明必须是 Java 源文件中的第一条非注释性的语句，而且源文件只能有一个包声明语句，设计的包需要与文件系统结构相对应。
例如，一个名为 “com.example” 的包，可以这样声明：
package com.example;
1. 命名包不能以 java、javax 开头。
2. 同包下或者子包下的类不需要导包，java.lang 包下的类不需要导包。
3. 使用非同包下的类需要先导包或者使用全限定类名。
3. 访问修饰符
Java 中有四种（三个，一个为空）访问修饰符，用于控制类、成员变量和方法的访问权限：
public：公共访问，在所有类内可见。protected：受保护访问，同包内和子类可见。private：私有访问，仅在当前类内可见。- (不写)
package-private或package-access：默认访问修饰符，仅在同一包内可见。
3.1 修饰类的访问修饰符
类的访问修饰符可以是 public 或 (不写) package-private。
public class MyClass：该类对所有其他类都可见。class MyClass：该类仅对同一包内的其他类可见。
3.2 修饰成员、构造方法的访问修饰符
成员变量、方法和构造方法的访问修饰符可以是 public、protected、private 或 (不写) package-private。
public int num：该成员对所有其他类都可见。protected String name：该成员对同一包内的其他类和子类可见。private double price：该成员仅对当前类可见。int count：该成员仅对同一包内的其他类可见。
4. 封装
4.1 什么是封装
封装（Encapsulation）是面向对象编程中的一项重要原则，指的是将数据和对数据的操作封装在一个类中，通过公共接口控制对数据的访问。
4.2 为什么要封装
封装有以下好处：
- 隐藏实现细节：只暴露必要的接口，隐藏实现细节，更好地控制数据的正确性和完整性。
- 提高安全性：通过访问修饰符限制对数据的访问，避免非法操作。
- 简化使用：外部代码无需关注内部实现，只需调用公共接口即可。
4.3 如何封装
在类中，可以使用 private 访问修饰符来限制成员变量的直接访问。通过提供公共的 getter 和 setter 方法来间接访问和修改私有成员变量。
- Getter 方法：
- 命名规则：使用属性名前加上 “get” 作为方法名前缀，属性名首字母通常大写。
- 返回类型：通常与属性的类型相同。
- 方法体：直接返回属性值。
- Setter 方法：
- 命名规则：使用属性名前加上 “set” 作为方法名前缀，属性名首字母通常大写。
- 返回类型：通常只有一个参数，参数类型与属性的类型相同。
- 方法体：将传入的参数值赋给属性。
- 布尔类型属性的 Getter 方法：
- 命名规则：使用属性名前加上 “is” 作为方法名前缀，属性名首字母通常大写。
- 返回类型：通常是布尔类型。
- 方法体：返回属性的值。
示例代码：
public class Person {
private String name;
public String getName() {
return this.name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
对字段值设置合法性检查，需要在 setter 方法中进一步利用条件判断语句进行赋值限制
5. 包装类【了解】
5.1 有哪些包装类
Java 提供了包装类（Wrapper Class）来表示基本数据类型的对象形式，如下：
| 基本类型 | 包装类 |
|---|---|
| boolean | Boolean |
| char | Character |
| byte | Byte |
| short | Short |
| int | Integer |
| long | Long |
| float | Float |
| double | Double |
5.2 默认值是 null
包装类的默认值都是 null。
例如，Integer 类的初始值是 null，而不是基本类型 int 的默认值 0。
示例代码：
Integer num = null;
System.out.println(num); // 输出为 null
5.3 自动装箱、自动拆箱
Java 提供了自动装箱（Autoboxing）和自动拆箱（Unboxing）机制，使得基本类型和包装类之间的转换更加方便。
- 自动装箱：将基本类型自动转换为对应的包装类对象。
- 自动拆箱：将包装类对象自动转换为对应的基本类型。
示例代码：
// 自动装箱
Integer i = 42;
// 自动拆箱
int num = i;
6. 继承
6.1 什么是继承
继承（Inheritance）是面向对象编程中的一个重要概念，允许子类继承父类的属性和方法。它提供了一种有效的方式来重用代码和组织类层次结构。但是过度使用继承可能会导致复杂的代码结构和性能问题，因此需要谨慎使用。
- 子类可以继承父类的非私有属性和方法。
- 子类可以添加自己的属性和方法。
- 子类的构造方法可以调用父类的构造方法。
- Object 类是所有类的根类。
- Java 中类只支持单一继承，每一个类只能有一个父类（直接父类）。
6.2 为什么要继承
继承有以下好处：
- 代码重用：子类可以继承父类已有的代码。
- 派生性：子类是父类的一种特殊形式，具有父类的共性。
- 扩展性：通过添加新的属性和方法，子类可以扩展父类的功能。
6.3 怎么继承
在 Java 中，使用 extends 关键字实现继承。子类可以继承父类的非私有成员和方法，并可以重写父类的方法。
示例代码：
public class Animal {
public void eat() {
System.out.println("Animal is eating.");
}
}
public class Cat extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("Cat is eating.");
}
}
6.4 继承了什么
继承使子类获得了父类的以下内容：
- 非私有成员变量。
- 非私有方法。
- 父类的构造方法。
6.5 直接继承、间接继承
- 直接继承：子类只有一个直接父类。
- 间接继承：子类的父类也是其他类的子类。
示例代码：
public class Animal { }
public class Mammal extends Animal { }
public class Cat extends Mammal { }
在上述示例中，Cat 类直接继承自 Mammal，而 Mammal 类间接继承自 Animal。
6.6 方法重写 (@Override)
子类可以重写父类的方法，即提供自己的实现。使用 @Override 注解可以明确表示一个方法是重写父类的方法。
示例代码：
public class Animal {
public void eat() {
System.out.println("Animal is eating.");
}
}
public class Cat extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("Cat is eating.");
}
}
+ 方法重载是在一个类中定义多个同名但参数不同的方法，而方法重写是在子类中重写父类的方法，方法名和参数都相同。
方法重载是编译时多态，方法重写是运行时的多态。
+ 重写方法必须与被重写方法同名、同参、同返回
6.7 instanceof 的使用
instanceof 是 Java 中的关键字，用于判断一个对象是否是某个类的实例或子类的实例。它可以用来做类型检查和类型转换。
示例代码：
Animal cat = new Cat();
if (cat instanceof Cat) {
System.out.println("cat is an instance of Cat");
}
if (cat instanceof Animal) {
System.out.println("cat is an instance of Animal");
}
6.8 Object是所有类的父类
在 Java 中，Object 是所有类的直接或间接父类。它定义了一些通用方法，如 equals()、toString() 等。
6.9 final 的使用
final 是 Java 中的关键字，可以修饰类、方法和变量。
final class MyClass：该类不能被继承。final void myMethod()：该方法不能被子类重写。final int num：该变量是一个常量，不能再次赋值。
6.10 实例化的过程【大的顺序】
在 Java 中，实例化一个对象的过程主要分为以下几个步骤：
- 分配内存空间，创建对象。
- 调用父类的构造方法（从顶级父类开始）。
- 按声明顺序依次初始化成员变量（包括父类的成员变量）。
- 执行构造方法的代码块和构造方法体。
- 返回创建的对象的引用。