Java类和对象

1. 面向对象思想

1.1 面向对象思想概述

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–>放衣服–>开启洗衣机–>晾起来
  • 区别:
    • 面向过程:强调步骤
    • 面向对象:强调对象,这里对象指洗衣机

      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

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。
  • 属性:就是该类事物的状态信息
  • 行为:就是该类事物能够做什么事
  • 举例:小猫。属性:名字,颜色,年龄,体重。行为:走,跳,叫,吃。

    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,必然具备该类事物的属性和行为。
  • 现实中,一类事物(猫类)的一个实例:一只小猫。
  • 举例:一只小猫。属性:tom,5kg,2years,yellow。行为:反复横跳,喵喵叫,吃饭。

    类和对象的关系

  • 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,实际存在的。
  • 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

    title
  • 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一样的。只不过把static去掉。

    举例:

    public class Student {
      //成员变量;
      String name; // 姓名
      int age; //年龄
    
      //成员方法
      public void eat(){
          System.out.println("吃饭饭");
      }
      public void sleep(){
          System.out.println("睡觉觉");
      }
      public void study() {
          System.out.println("学习");
      }
    }
    

1.4 对象的使用

对象的使用格式

  • 使用步骤1,导包:也就是指出需要使用的类,在什么位置,同一包下可省略导包步骤。
    import 包名称.类名称;
    import com.zero.demo.demo03_Class.Student;
  • 步骤2,创建对象:类名 对象名 = new 类名();
  • 步骤3,使用对象访问类中成员:
    title

举例:

public class Demo03Student {
    public static void main(String[] args){
        Student stu = new Student();
        System.out.println(stu.name = "校长");
        System.out.println(stu.age = 55);
        stu.eat();
        stu.sleep();
        stu.study();
    }
}

注意:如果成员变量没有进行赋值,那么将会有一个默认值,规则和数组一样。

成员变量的默认值

title

1.5 对象内存图

一个对象,调用一个方法内存图:

title
两个对象,调用一个方法内存图:

title
两个引用指向同一个对象的内存图:

title
使用对象类型作为方法的参数:

title

1.6 成员变量和局部变量的区别

变量根据定义位置的不同,变量有不同的名字

  • 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(形参)
  • 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:无默认值。必须先定义,赋值,才能使用。
  • 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:随着对象创建而诞生,随着对象被垃圾回收而消失
    • 局部变量:随着方法进栈而诞生,随着方法出栈而消失

      2. 三大特征之一:封装

      2.1 封装概述

      面向对象编程语言是对象客观世界的模拟,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,只能在本类中才能访问。

    private的使用格式

    title

举例:

public class Student {
private String name; // 使用private修饰成员变量
private int age;
}
// 定义getxxx方法和setxxx方法,提供对外接口
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–this关键字

如果方法形参和成员变量名一致,会导致成员变量赋值失败。 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。我们需使用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。

  • 使用格式:this.成员变量名;

举例:

title

2.5 封装优化–构造方法

当一个对象被创建时,构造方法用来初始化该对象,给对象的成员变量赋初始值。

构造方法的定义格式

title

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,也不需要void。举例如下:

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. 构造方法的名称必须和所在的类名称完全一模一样。
  2. 构造方法不要写返回值类型,连void都不写。
  3. 构造方法不能return一个具体的返回值。
  4. 如果没有编写任何构造方法,那么编译器会默认生成一个,没有参数,方法体也为空。public Student(){};
  5. 一般编写了至少一个构造方法,那么编译器将不再生成。

2.6 标准代码–JavaBean

JavaBean是Java语言编写类的一种标志规范。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。所以一个标准类通常要拥有下面四个组成部分:

  1. 所有的成员变量都要使用private关键字修饰。
  2. 为每个成员变量编写一对getxxx/setxxx方法。
  3. 编写一个无参数的构造方法。
  4. 编写一个全参数的构造方法。

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

    以上代码可以通过Code->Generate功能自动生成:

    title


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