毕向东Java基础教程-面向对象

面向对象的概念

举例：大象装进冰箱。

1. 面向过程
   步骤：打开冰箱--存储大象--关上冰箱。对于面向过程思想，强调的是过程（动作）。
   代表语言：C语言

2. 面向对象
   步骤：冰箱打开--冰箱存储--冰箱关闭（只用找到冰箱即可）。对于面向对象思想，强调的是对象（实体）。
   特点：
   1、面向对象是一种常见的思想，符合人们的思考习惯
   2、面向对象的出现，将复杂的问题简单化（放在生活中，即是特定的事交给特定的人做）

• 面向对象让曾经在过程中的执行者，变成了对象中的指挥者
  特征：封装、继承、多态（如果未体现这三个特征，就不能说运用了面向对象的思想 ）
  代表语言：C++，Java，C#

举例：人开门
两个对象：人和门（名词体现法），开门的方法应该写在门中（门最清楚打开门这个动作）。

类与对象的关系

类：用Java语言对现实生活中的事物进行描述，通常只关注属性和行为这两方面。定义类其实就是在定义类中的成员——成员：成员变量<-->属性，成员函数<-->行为。
对象：该类事物的实例，在Java中通过new关键字来创建的。对象的出现，是为了封装数据（类的每个实例，都有自己特有的数据）。

成员变量&局部变量

成员变量和局部变量的区别：

• 作用范围：成员变量定义在类中，整个类都可访问；局部变量定义在函数、语句、局部代码块中，只在所属的区域有效。
• 存放位置：成员变量存在于堆内存的对象中；局部变量存在于栈内存的方法中。
• 生命周期：成员变量随着对象的创建而存在，随着对象的消失而消失；局部变量随着所属区域的执行而存在，随着所属区域的结束而释放。
• 初始化值：成员变量都有默认初始化值；局部变量没有默认初始化值 。

匿名对象

Example1：当对象对方法仅调用一次时，可简化成匿名对象

Car c = new Car();
c.run();
//可简写为 
new Car().run();

Example2：匿名对象可以作为实际参数进行传递

Car c1 = new Car();
show(c1);
//可简写为
show(new Car()); 

基本数据类型/引用数据类型参数传递

封装

概念：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：将变化隔离；便于使用；提高重用性；提高安全性。
原则：将不需要对外提供的内容都隐藏起来；把属性都隐藏，提供公共方法对其访问。

private（私有）关键字

• 是一个权限修饰符
• 用于修饰成员（成员变量和成员函数）
• 被私有化的成员只在本类中有效

将成员变量私有化，对外提供对应的get/set方法对其进行访问。提高对数据访问的安全性。

封装与私有的区别

• 私有是封装，封装不是私有。
• 私有仅仅是封装的一种体现而已。封装是面向对象的一种特征，隐藏实现的细节，但隐藏细节不代表只有私有能做到，只要能做到对方访问不到就能实现封装。（在Java中，最小的封装体是函数，只要知道函数的功能（需要的未知内容，返回值是什么 ））。

构造函数

概念：构建创造对象时调用的函数。
特点：函数名与类名相同；不用定义返回值类型。
作用：给对象进行初始化。
什么时候定义构造函数：在描述事物时，该事物已存在就具备的一些内容，这些内容都定义在构造函数中。

一般函数与构造函数的区别：

• 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，需要函数功能就调用一次。
• 构造函数：对象创建时，会调用且只调用一次。
  一般函数：对象创建后，可以被调用多次。

public static void main(String[] args)
{
    Person p = new Person();
    p.Person();//错误写法
    p.speak();
    p.speak();
}

注意：默认构造函数的特点；多个构造函数是以重载的形式存在的。

默认构造函数：
创建对象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，class Demo{}在编译成Demo.class文件时会自动创建一个成员 Demo(){}。
• 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。

重载：一个类中可以有多个不同的构造函数，给对象不同的初始化，多个构造函数在类中是以重载的形式来体现的，重载的特点为方法名相同，方法参数（参数个数、参数类型）不一样。
内存图解（构造函数会进栈）：

Example1

class Person
{
    String name;
    int age;
    public Person()
    {
        name = "旺财";
        age = 1;
        speak();        //可调用
    }
    public void speak()
    {
        Person();       //错误写法，如果要调用，需写成new Person();
        System.out.println(name + ":" + age);
    } 
}

Example2：构造函数中可以写return，但并不常用

class Person
{
    String name;
    int age;
    public Person(String n, int a)
    {
        if(a < 0) return;
        name = n;
        age = a;    
    }
}

this关键字

概念：代表当前对象。this就是所在函数所属对象的引用。简单说：哪个对象调用了this所在的函数，this就代表哪个对象。

什么时候使用this关键字：
当在函数内需要用到调用该函数的对象时，就用this。
当成员变量和局部变量重名，可以用关键字this来区分。
用于在构造函数中调用其他构造函数。（注意：只能定义在构造函数的第一行，因为初始化动作要先执行）

内存图解：

Example1-1：当前构造函数调用其他构造函数--正确写法

public class Person 
{
    private String name;
    private int age;
    
    Person(String name)
    {
        this.name = name;
    }
    Person(String name,int age)
    {
        /*调用Person(String name){...}的构造函数，注意不能写为this.Person(name)，因为构造函数不能通过对象来调用，也不能写为Person(name)，因为这个实际上就是this.Person(name)的省略形式*/
        this(name);
        this.age = age;
    }
}

Example1-2：当前构造函数调用其他构造函数--错误写法

public class Person 
{
    private String name;
    private int age;
    
    Person(String name)
    {
        this.name = name;
    }
    Person(String name,int age)
    {
        this.age = age;
        this(name);
    }
}

编译错误：对this的调用必须是构造函数的第一个语句。

static关键字

定义：static是一个修饰符，用于修饰成员（成员变量和成员函数）

class Person 
{
    String name;                  //对象所特有的数据，成员变量（实例变量）
    static String country = "CN"; //静态变量（类变量）
}

被static修饰的成员的特点：

• 随着类的加载而存在
• 优先于对象存在
• 被所有对象所共享
• 可以直接被类名调用（也能被对象调用）

成员变量和静态变量的区别：

1. 两个变量的生命周期不同
   成员变量随着对象的创建而存在，随着对象的被回收而释放。
   静态变量随着类的加载而存在，随着类的消失而消失。

2. 调用方式不同
   成员变量只能被对象调用。
   静态变量可以被对象和类名调用。

3. 数据存储位置不同
   成员变量数据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。

使用的注意事项：

• 静态方法在访问本类的成员时，只能访问静态成员（非静态方法即可访问静态成员，又可访问非静态成员）
• 静态方法中不可以写this，super关键字
• 主函数是静态的

Example1：在静态方法中可通过对象访问非静态方法

class StaticDemo
{
    int num = 4;
    static int data = 10;
    public static void main(String[] args)
    {
        new StaticDemo().show();
        //或 StaticDemo sd = new StaticDemo(); sd.show();
    }
    public void show()
    {
        System.out.println(num); //实际上是this.num
        System.out.println(data);//实际上是StaticDemo.data
    }
}

static的应用——主函数的特殊之处

public static void main(String[] args)

格式固定；被JVM所识别和调用。

• public：权限必须最大
• static：不需要对象，直接用主函数所属类名调用即可
• void：主函数没有具体的返回值（ 不然..难道返回给虚拟机？）
• main：函数名，不是关键字，只是一个jvm识别的固定的名字
• String[] args：主函数的参数列表，字符串类型数组

默认情况下传入的值为一个空数组，若要传值，可以通过：

javac 类名
java 类名 XX XX ...（字符串参数）

注意：

class MainDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        ...
    }
    public static void main(int x)        //函数的重载而已，这样写不会报错
    {
        ...
    }
}

内存图解

• 执行java StaticDemo2后，会开辟空间（栈、堆、方法区（分为非静态区和静态区（存储静态成员））），栈是运行区，方法区是代码置放区。
• 非静态区和静态区中的方法是所有该类的对象都具有的功能，这些对象唯一的区别是封装的数据不一样。
• 当执行main方法的第一行时，加载Person类，在classpath路径下找是否有Person.class文件，若没有设置classpath，则在当前目录下找，找到后会把Person.class文件加载进内存。

静态什么时候使用？

1. 静态变量
   当对象所具备的成员变量的值都是相同的，那么这个成员就需要被静态修饰；如果是不同的，那就是对象的特有数据，必须存储在对象中，是非静态的。

2. 静态函数
   函数是否用静态修饰，只参考一点——该函数功能是否需要访问到对象的特有数据（即非静态的成员变量），如果需要，该功能就是非静态的；如果不需要，该功能就是静态的，当然也可以将其定义为非静态，但是非静态需要被对象调用，而仅创建对象调用非静态的没有访问特有数据的方法，该对象的创建没有意义，会造成堆空间的浪费。

   class Demo
   {
       int age;
       static int num = 9;
       Demo(int age)
       {
           this.age = age;
       }
       public static void speak()
       {
           System.out.println("hahaha");
       }
   }
   
   class StaticDemo
   {
       public static void main(String[] args)
       {
           //Demo d = new Demo(30);
           //d.speak();
           Demo.speak();
       }
   }
   

静态代码块

特点：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。（构造函数是给对象初始化的，注意有的类可能不需要对象（如，所有的函数都是静态的））

class StaticCode
{
    static int num; //在此处也可以赋值，即static int num = 10，但在此处只能进行一次赋值动作，而在静态代码块里还能对其进行更多的处理
    static
    {
        num = 10;
        num *= 3;
        System.out.println("hahaha");
    }
    static void show()
    {
        System.out.println(num);
    }
}

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

一般会用静态代码块对类进行初始化的，那么在这个类中，全是静态成员。

构造代码块

类中的独立代码块。
构造代码块：可以给所有对象进行初始化，具有通用性
构造函数：给对应的对象（调用该构造函数的对象）进行针对性的初始化。
构造代码块比构造函数先执行。

class Person
{
    private String name;
    {
        cry();
    }
    Person()
    {
        name = "baby";
//      cry();
    }
    Person(String name)
    {
        this.name = name;
//      cry();
    }
    public void cry()
    {
        System.out.println("哇哇");
    }
    public void speak()
    {
        System.out.println("name:"+name);
    }
    static void show()
    {
        System.out.println("show run");
    }
}

class StaticCodeDemo
{
    public static void main(String[] arg)
    {
        Person p1 = new Person();
        p1.speak();
        Person p2 = new Person();
        p2.speak();
        new Person();
        //以上会输出三遍“哇哇”
        Person.show(); //不会输出“哇哇”，即不会执行构造代码块中的内容
    }
}

不允许其他类创建某类的对象

class ArrayTool
{
    private ArrayTool(){}//该类中的方法都是静态的，所以该类是不需要创建对象的；为了保证不让其它类创建该类对象，可以将构造函数私有化
    
    public static int getMax(int[] arr)
    {
        ...
    }
    
    public static void selectSort(int[] arr)
    {
        ...
    }
}