Java基础：类与对象、封装、构造方法

古城微笑少年丶 2024-03-31 12:56 5阅读 0赞

## **第1章 面向对象思想** ##

### **1.1 面向对象思想概述** ###

#### **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。

#### **举例** ####

洗衣服：

面向过程：把衣服脱下来–>找一个盆–>放点洗衣粉–>加点水–>浸泡10分钟–>揉一揉–>清洗衣服–>拧干–>晾起来

面向对象：把衣服脱下来–>打开全自动洗衣机–>扔衣服–>按钮开始–>晾起来

区别:

*  面向过程：强调步骤。
 *  面向对象：强调对象，这里的对象就是洗衣机。

#### **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。

### **1.2 类和对象** ###

环顾周围，你会发现很多对象，比如桌子，椅子，同学，老师等。桌椅属于办公用品，师生都是人类。那么什么是类呢？什么是对象呢？

#### **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：小猫。

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。**

### **1.3 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** ####

public class ClassName {
         
        //成员变量 
        //成员方法 
    }

*  **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**：和以前定义变量几乎是一样的。只不过位置发生了改变。**在类中，方法外。**
 *  **成员方法**：和以前定义方法几乎是一样的。只不过**把static去掉**，static的作用在面向对象后面课程中再详细讲解。

类的定义格式举例：

public class Student {
         
        //成员变量
        String name; //姓名
        int age; //年龄
        //成员方法
        //学习的方法
        public void study() {
        
            System.out.println("好好学习，天天向上");
        }
        //吃饭的方法
        public void eat() {
        
            System.out.println("学习饿了要吃饭");
        }
    }

### **1.4 对象的使用** ###

#### **对象的使用格式** ####

创建对象：

类名 对象名 = new 类名();

使用对象访问类中的成员：

对象名.成员变量； 
    对象名.成员方法()；

对象的使用格式举例：

public class Test01_Student {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //创建对象格式：类名 对象名 = new 类名();
            Student s = new Student();
            System.out.println("s:"+s); //cn.itcast.Student@100363
            //直接输出成员变量值
            System.out.println("姓名："+s.name); //null
            System.out.println("年龄："+s.age); //0
            System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
            //给成员变量赋值
            s.name = "刘德华";
            s.age = 28;
            //再次输出成员变量的值
            System.out.println("姓名："+s.name); //刘德华
            System.out.println("年龄："+s.age); //28
            System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
            //调用成员方法
            s.study(); // "好好学习，天天向上"
            s.eat(); // "学习饿了要吃饭"
        }
    }

![在这里插入图片描述][42b54811467243deb612e7d97ae0a88b.png_pic_center]

#### **成员变量的默认值** ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th><strong>数据类型</strong></th> 
   <th><strong>默认值</strong></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>基本类型</td> 
   <td>整数（<code>byte</code>，<code>short</code>，<code>int</code>，<code>long</code>）</td> 
   <td>0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td>浮点数（<code>float</code>，<code>double</code>）</td> 
   <td>0.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td>字符（<code>char</code>）</td> 
   <td>‘\u0000’</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td>布尔（<code>boolean</code>）</td> 
   <td>false</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>引用类型</td> 
   <td>数组，类，接口</td> 
   <td>null</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### **1.5 类与对象的练习** ###

定义手机类：

public class Phone {
         
        // 成员变量 
        String brand; //品牌 
        int price; //价格 
        String color; //颜色 
        // 成员方法 
        //打电话 
        public void call(String name) {
         
            System.out.println("给"+name+"打电话"); 
        }
        //发短信 
        public void sendMessage() {
         
            System.out.println("群发短信"); 
        } 
    }

定义测试类：

{
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //创建对象
            Phone p = new Phone();
            //输出成员变量值
            System.out.println("品牌："+p.brand);//null
            System.out.println("价格："+p.price);//0
            System.out.println("颜色："+p.color);//null
            System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
            //给成员变量赋值
            p.brand = "小米";
            p.price = 2999;
            p.color = "棕色";
            //再次输出成员变量值
            System.out.println("品牌："+p.brand);//小米
            System.out.println("价格："+p.price);//2999
            System.out.println("颜色："+p.color);//棕色
            System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
            //调用成员方法
            p.call("迪丽热巴");
            p.sendMessage();
        }
    }

![在这里插入图片描述][8089226e284e4c0fabce17536baf6df9.png_pic_center]

### **1.6 对象内存图** ###

#### **一个对象，调用一个方法内存图** ####

![在这里插入图片描述][666958b05e404d37aedc2980c619398c.png_pic_center]

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** ####

![在这里插入图片描述][f693bad7f2674b58921b1c9ec954d90f.png_pic_center]

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** ####

![在这里插入图片描述][696a4e36530d4e5dbe0f926555643054.png_pic_center]

引用类型作为参数，传递的是地址值。

### **1.7 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：

![在这里插入图片描述][ab19d33e87494037a92f0da84b3462c7.png_pic_center]

在类中的位置不同 重点

*  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 重点

*  成员变量：类中
 *  局部变量：方法中

初始化值的不同 重点

*  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 了解

*  成员变量：堆内存
 *  局部变量：栈内存

生命周期不同 了解

*  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

## **第2章 封装** ##

### **2.1 封装概述** ###

#### **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。

### **2.2 封装的步骤** ###

1.  使用 private 关键字来修饰成员变量。
2.  对需要访问的成员变量，提供对应的一对`getXxx`方法 、`setXxx`方法。

### **2.3 封装的操作——private关键字** ###

#### **private的含义** ####

1.  `private`是一个权限修饰符，代表最小权限。
2.  可以修饰成员变量和成员方法。
3.  被`private`修饰后的成员变量和成员方法，只在本类中才能访问。

#### **private的使用格式** ####

private 数据类型 变量名;

*  使用`private`修饰成员变量，代码如下：

public class Student {
         
        private String name; 
        private int age; 
    }

*  提供`getXxx`方法`setXxx`方法，可以访问成员变量，代码如下：

public class Student {
         
        private String name; 
        private int age; 
        public void setName(String n) {
         
            name = n; 
        }
        public String getName() {
         
            return name; 
        }
        public void setAge(int a) {
         
            age = a; 
        }
        public int getAge() {
         
            return age; 
        } 
    }

### **2.4 封装优化1——`this`关键字** ###

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 Student {
         
        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`的含义** ####

`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。**

#### **`this`使用格式** ####

this.成员变量名；

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 Student {
         
        private String name; 
        private int age; 
        public void setName(String name) {
         
            //name = name; 
            this.name = name; 
        }
        public String getName() {
         
            return name; 
        }
        public void setAge(int age) {
         
            //age = age; 
            this.age = age; 
        }
        public int getAge() {
         
            return age;
        } 
    }

**小贴士：方法中只有一个变量名时，默认也是使用`this`修饰，可以省略不写。**

### **2.5 封装优化2——构造方法** ###

当一个对象被创建时候，构造方法用来初始化该对象，给对象的成员变量赋初始值。

**小贴士**：无论你与否自定义构造方法，所有的类都有构造方法，因为`Java`自动提供了一个无参数构造方法，一旦自己定义了构造方法，`Java`自动提供的默认无参数构造方法就会失效。

#### **构造方法的定义格式** ####

修饰符 构造方法名(参数列表){
         
        // 方法体 
    }

构造方法的写法上，方法名与它所在的类名相同。它没有返回值，所以不需要返回值类型，甚至不需要`void`。使用构造方法后，代码如下：

public class Student {
         
        private String name; 
        private int age; 
        // 无参数构造方法 
        public Student() {
        } 
        // 有参数构造方法 
        public Student(String name,int age) {
         
            this.name = name; 
            this.age = age; 
        } 
    }

#### **注意事项** ####

1.  如果你不提供构造方法，系统会给出无参数构造方法。
2.  如果你提供了构造方法，系统将不再提供无参数构造方法。
3.  构造方法是**可以重载**的，既可以定义参数，也可以不定义参数。

### **2.6 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。

public class ClassName{
         
        //成员变量 
        //构造方法 
        //无参构造方法【必须】 
        //有参构造方法【建议】 
        //成员方法 
        //getXxx() 
        //setXxx() 
    }

编写符合`JavaBean`规范的类，以学生类为例，标准代码如下：

public class Student {
         
        //成员变量 
        private String name; 
        private int age; 
        //构造方法 
        public Student() {
        } 
        public Student(String name,int age) {
         
            this.name = name; 
            this.age = age; 
        }
        //成员方法 
        public void setName(String name) {
         
            this.name = name; 
        }
        public String getName() {
         
            return name; 
        }
        public void setAge(int age) {
         
            this.age = age; 
        }
        public int getAge() {
         
            return age; 
        } 
    }

测试类，代码如下：

public class TestStudent {
         
        public static void main(String[] args) {
         
            //无参构造使用 
            Student s= new Student(); 
            s.setName("刘德华"); 
            s.setAge(28); 
            System.out.println(s.getName()+"‐‐‐"+s.getAge());
            //带参构造使用 
            Student s2= new Student("迪丽热巴",18); 
            System.out.println(s2.getName()+"‐‐‐"+s2.getAge()); 
        } 
    }

![在这里插入图片描述][cdc2da7039be4867a3ba6696d4f180de.png_pic_center]

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