Java教程

狂神Java SE (七)面向对象

本文主要是介绍狂神Java SE (七)面向对象,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

01 什么是面向对象

  • 面向对象与面向过程

    • 面向过程思想
      • 步骤简单清晰,分步骤一步一步完成
      • 适合处理一些简单问题
    • 面向对象思想
      • 物以类聚,分类的思维模式,考虑问题时,首先考虑解决问题需要哪些分类,然后对分类进行单独思考,最后对某个分类下的细节进行面向过程的思索
      • 适合处理发杂问题、需要多人协作的问题
    • 对于描述复杂的事物,为了从宏观上把握、从整体上合理分析,需要使用面向对象的思路分析整个系统。具体到微观操作,仍然需要面向过程的思路去处理。
  • 面向对象编程(Object-Oriented Programming,OOP )

    • 本质:以类的方式组织代码,以对象的形式组织(封装)数据
    • 核心思想:抽象
    • 三大特性:
      • 封装
      • 继承
      • 多态
    • 从认识论角度考虑时现有对象后有类。对象,是具体的事物。类,是抽象的,是对对象的抽象
    • 从代码运行角度考虑是先有类后有对象。类是对象的模板

02 回顾方法的定义

  • 修饰符
  • 返回类型
  • break和return的区别
    • break 跳出switch语句、结束循环
    • return 结束方法,返回一个结果
  • 方法名
  • 参数列表 (参数类型,参数名) ...
  • 异常抛出

03 回顾方法的调用

  • 静态方法 static
    • 静态方法和类一起加载
    • 静态方法中无法调用非静态方法
  • 非静态方法
    • 非静态方法在类实例化之后才存在
  • 形参和实参
    • 实参和形参的类型要对应
  • 值传递和引用传递
    package com.kuang.oop.demo01;
    
    /**
     * 值传递与引用传递
     *
     * @author maple_w
     * Created on 21/07/12 012 15:08
     */
    public class Demo01 {
    	public static void main(String[] args) {
    		int a = 1;
    		System.out.println(a); // 1
    
    		Demo01.change(a);
    		System.out.println(a); // 1
    
    		Person person = new Person();
    		System.out.println(person.name); // null
    
    		Demo01.change(person);
    		System.out.println(person.name); // name
    
    	}
    
    	// 值传递
    	public static void change(int a) {
    		a = 10;
    	}
    
    	// 引用传递,但本质上还是值传递
    	// 这里的person是一个对象,指向的是new出来的person,可以改变其属性
    	public static void change(Person person) {
    		person.name = "name";
    	}
    }
    
    class Person {
    	String name;
    }	
    
  • this关键字

04 类与对象的创建

类与对象的关系:

  • 类是一种抽象的数据类型,是对某一类事物整体描述/定义,但不能代表某一个具体的事物
    • 动物、植物、手机、电脑...
    • Person类、Pet类、Car类等,都是用来描述/定义某一类具体的事物应该具备的特点和行为
  • 对象是抽象概念的具体实例
    • 如张三是人的一个具体实例
    • 能够体现出特点、展现出功能的是具体的实例,而不是也给抽象的概念。

初始化与创建对象:

  • 使用new关键字创建对象
    • 此时除了分配内存空间之外,还会给创建好的对象进行默认的初始化、及对类中构造器的调用
  • 类中的构造器也成为构造方法,是进行创建对象时必须调用的。
  • 构造器的特点:
    • 必须与类的名字相同
    • 必须没有返回类型,不能写void

05 构造器详解

在新建类时,即使什么内容不不写,也会自动创建一个构造器方法。

	public class Person(){
		// 编译时默认自动生成
		public Person(){}
	}

06 创建对象内存分析

image

07 简单小结类与对象

  • 类与对象
    • 类是一个模板,抽象;
    • 对象是一个具体的实例
  • 方法
    • 定义、调用
  • 对象的引用
    • 引用类型:基本类型(8种)、引用类型
    • 对象是通过引用来操作的 栈-->堆 (地址)
  • 属性:
    • 字段 Field、成员变量
    • 默认初始化
      • 数字: 0, 0.0
      • char: u0000
      • boolean: false
      • 引用类型: null
    • 修饰符 属性类型 属性名 = 属性值
  • 方法
  • 对象的创建和使用
    • 必须使用 new 关键字创造对象,要有构造器
    • 对象的属性
    • 对象的方法
    • 静态的属性(属性)
    • 动态的行为(方法)

08 封装详解

  • 高内聚,低耦合
    • 高内聚:类的内部数据操作细节自己完成,不允许外部干涉
    • 低耦合:仅暴露少量的方法给外部使用
  • 封装(数据的隐藏)
    • 通常应禁止直接访问一个对象中数据的实际表示,应通过操作接口来访问,这称为信息隐藏。
  • 属性私有,get/set

优点:

  1. 提高程序的安全性,保护数据
  2. 隐藏代码的实现细节
  3. 统一接口
  4. 系统可维护性增加了

09 什么是继承

  • 继承的本质是对一批类的抽象,从而实现对现实世界更好的建模
  • extends 的意思是“扩展”,子类是父类的扩展。
  • Java中类只有单继承,没有多继承。

关系:

  • 继承是类和类之间的一种关系。除此之外还有依赖、组合、聚合等关系
  • 继承关系的两个类,一个是子类(派生类),一个是父类(基类)。子类继承父类,用关键字extends来表示
  • 子类和父类之间,从意义上讲应该具有 “is a”的关系

Java中所有的类都继承自object类;
super;
方法重写;

10 Super详解

  • 父类中 private 私有的东西无法被继承
  • 子类的无参构造中,默认构造了父类的无参构造(隐藏代码)

super:

  • super调用父类的构造方法,必须在构造方法的第一个
  • super必须只能出现在子类的方法或构造方法中
  • super和this不能同时调用构造方法

11 方法重写

  • 重写都是方法的重写,与属性无关,都是共有的、非静态方法
  • 父类的引用可以指向子类。方法的调用只和左边定义的数据类型有关。
    	public class A extends B{}
    	
    	public class B{}
    	
    	B b = new A(); // b会调用B的静态方法
    
  • 静态方法和非静态方法区别很大,子类重写了父类的方法时,还会调用子类的方法。

重写:需要有继承关系,子类重写父类的方法。方法必须一致,方法体不同。

  1. 方法名必须相同
  2. 参数列表必须相同
  3. 修饰符:范围可以扩大,不能缩小
    • public > protected > default > private
  4. 抛出的异常:范围可以缩小,不能扩大

为什么需要重写:

  1. 父类的功能,子类不一定需要,或不一定满足
  2. alt + insert , override

12 什么是多态

  • 同一方法可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式
  • 一个对象的实际类型是确定的,但可以指向对象的引用的类型有很多
  • 多态存在的条件:
    • 有继承关系
    • 子类重写父类方法
    • 父类引用指向子类对象
  • 多态是方法的多态,属性没有多态性
  • 适用于动态编译,增强可扩展性
package com.kuang.oop.demo02;

/**
 * 测试类
 *
 * @author maple_w
 * Created on 21/07/12 012 21:50
 */
public class application {
    public static void main(String[] args) {

        // 一个对象的实际类型是确定的
        // new Student();
        // new Person();

        // 可以指向的引用类型就不确定了
        Student s1 = new Student();
        // 父类的引用指向子类
        Person s2 = new Student();
        Object s3 = new Student();

        // 子类重写了父类的方法,执行子类的方法
        s2.run(); // son
        s1.run(); // son

        // s2.eat(); // 无法直接执行

        // 对象能够执行的方法主要看左边的类型,和右边关系不大。
        // Student 子类,能调用的方法都是自己的或者继承父类的
        // Person 父类,可以指向子类,但是不能调用子类独有的方法
    }
}

package com.kuang.oop.demo02;

/**
 * 人物类
 *
 * @author maple_w
 * Created on 21/07/12 012 21:50
 */
public class Person {
    public void run(){
        System.out.println("run");
    }
}

package com.kuang.oop.demo02;

/**
 * 学生类
 *
 * @author maple_w
 * Created on 21/07/12 012 21:50
 */
public class Student extends Person{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("son");
    }

    public void eat(){
        System.out.println("eat");
    }
}

13 instanceof 和类型转换

instanceof 判断类型

package com.kuang.oop.demo03;

/**
 * 测试类
 *
 * @author maple_w
 * Created on 21/07/12 012 22:04
 */
public class application {
    public static void main(String[] args) {

        // Object > String
        // Object > Person > Student
        // Object > Person > Teacher
        Object o = new Student();

        System.out.println(o instanceof Student); // true
        System.out.println(o instanceof Person); // true
        System.out.println(o instanceof Teacher); // false
        System.out.println(o instanceof Object); // true
        System.out.println(o instanceof String); // false

        System.out.println("==================");

        Person p = new Student();
        System.out.println(p instanceof Student); // true
        System.out.println(p instanceof Person); // true
        // System.out.println(p instanceof Teacher); // 编译报错
        System.out.println(p instanceof Object); // true
        // System.out.println(p instanceof String); // 编译报错

        System.out.println("==================");

        Student s = new Student();
        System.out.println(s instanceof Student); // true
        System.out.println(s instanceof Person); // true
        // System.out.println(s instanceof Teacher); // 编译报错
        System.out.println(s instanceof Object); // true
        // System.out.println(s instanceof String); // 编译报错
    }
}

  • 子类转换为父类,向上转型;
  • 父类转换为子类,向下转型,需要强制转换;
  • 子类转换为父类时,可能丢失自己本来的一些方法。

14 static关键字详解

  • 静态变量、非静态变量
  • 静态方法、非静态方法
package com.kuang.oop.demo04;

/**
 * static
 *
 * @author maple_w
 * Created on 21/07/12 012 22:42
 */
public class Student {

    private static int age; // 静态变量
    private double score; // 非静态变量

    public void run(){} // 非静态方法

    public static void go(){} // 静态方法

    public static void main(String[] args) {

        go();
        Student.go();
        new Student().run();

        Student s1 = new Student();
        System.out.println(Student.age);
        System.out.println(s1.age);
        System.out.println(s1.score);
    }
}

  • 静态代码块
    • 静态代码块最先执行,且只执行依次
    • 然后执行匿名代码块
    • 最后执行构造方法
  • 静态导入包
package com.kuang.oop.demo04;

// 静态导入包
import static java.lang.Math.random;
import static java.lang.Math.PI;

/**
 * 静态代码块
 *
 * @author maple_w
 * Created on 21/07/12 012 22:44
 */
public class Person {
    {
        // 匿名代码块
        System.out.println("匿名代码块"); // 2.
    }

    static {
        // 静态代码块 只会执行一次
        System.out.println("静态代码块"); // 1.
    }

    public Person(){
        System.out.println("构造方法"); // 3.
    }

    public static void main(String[] args) {
		random();
	
        Person person = new Person();
        // 静态代码块
        // 匿名代码块
        // 构造方法
        System.out.println("================");
        Person person1 = new Person();
        // 匿名代码块
        // 构造方法
    }
}

15 抽象类

  • abstract 修饰符可以用来修饰方法,也可以修饰类。如果修饰方法,该方法就是抽象方法,如果修饰类,该类就是抽象类。
  • 抽象类中可以没有抽象方法,但有抽象方法的类一定要声明为抽象类。
  • 抽象类不能使用new关键字来创建对象,它是用来让子类继承的。
  • 抽象方法,只有方法的声明,没有方法的实现,它是用来让子类实现的。
  • 子类继承抽象类,必须要实现抽象类没有实现的 抽象方法,否则该子类也要声明为抽象类。
  • 抽象类是一种类,只能单继承。接口可以多继承。

16 接口的定义与实现

类与接口:

  • 普通类:只有具体实现
  • 抽象类:具体实现和规范(抽象方法)都有
  • 接口:只有规范(抽象方法)
  • 声明类的关键字:class,声明接口的关键字 interface

接口相关:

  • 接口就是规范,定义的是一组规则,体现在现实世界中”如果你是...则必须能...“
  • 接口的本质是契约,就像法律一样,制定好之后大家都遵守。
  • 面向对象的精髓,是对对象的抽象,最能体现这一点的就是接口。设计模式所研究的,就是如何合理的去抽象
  • 实现了接口的类需要重写接口中的方法;
  • 接口中的所有定义都是抽象的 public abstract;
  • 接口不能被实例化,接口中没有构造方法
  • implements 可以实现多个接口

17 N种内部类

内部类:在一个类的内部再定义一个类

  • 成员内部类
    package com.kuang.oop.demo07;
    
    /**
     * 外部类
     *
     * @author maple_w
     * Created on 21/07/13 013 8:28
     */
    public class Outer {
    
    	private int id = 10;
    
    	public void out(){
    		System.out.println("外部类方法");
    	}
    
    	public class Inner{
    		public void in(){
    			System.out.println("内部类方法");
    		}
    
    		// 获得外部类的私有属性
    		public void getID(){
    			System.out.println(id);
    		}
    	}
    }
    
    package com.kuang.oop.demo07;
    
    /**
     * 测试类
     *
     * @author maple_w
     * Created on 21/07/13 013 8:29
     */
    public class application {
    	public static void main(String[] args) {
    
    		Outer outer = new Outer();
    		// 通过外部类实例化 成员内部类
    		Outer.Inner inner = outer.new Inner();
    		inner.in(); // 内部类方法
    		inner.getID(); // 10
    
    	}
    }
    
    
  • 静态内部类
    	public static class Inner1{
    		public void in(){
    			System.out.println("静态内部类");
    		}
    		// 无法获取到外部类的属性
    	}
    
  • 局部内部类
	// 一个java类中可以有多个class类,但只能有一个public class  
	class A{  
	}
	
	public class Ounter{
		public void method(){
			class Inner{
			}
		}
	}
  • 匿名内部类
    package com.kuang.oop.demo07;
    
    /**
     * 匿名内部类
     *
     * @author maple_w
     * Created on 21/07/13 013 8:38
     */
    public class Test {
    	public static void main(String[] args) {
    		// 匿名内部类,没有名字的初始化类,不用将实例保存到变量中
    		new Apple().eat();
    	}
    }
    
    class Apple{
    	public void eat(){
    		System.out.println("1");
    	}
    }
    
    
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