Java学习笔记（六）面向对象编程
1、初识面向对象
面向过程和面向对象
- 面向过程思想
- 步骤清晰简单，第一步做什么，第二步做什么…
- 面对过程适合处理一些较为简单的问题
- 面向对象思想
- 物以类聚，分类的思维模式，思考问题首先会解决问题需要哪些分类，然后对这些分类进行单独思考。最后，才对某个分类下的细节进行面向过程的思索。
- 面向对象适合处理复杂的问题，适合处理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来分析整个系统。但是，具体到微观操作，仍然需要面向过程的思路去处理。
什么是面向对象
- 面向对象编程(Object-Oriented Programming, OOP)
- 面向对象编程的本质就是：以类的方式组织代码，以对象的组织(封装)数据。
- 编程核心思想：抽象
三大特性：
- 封装
- 继承
- 多态
- 从认识论角度考虑是先有对象后有类。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。
2、方法回顾和加深
- 方法的定义
- 修饰符
- 返回类型
- break：跳出switch，结束循环和return的区别
- 方法名：注意规范，做到见名知意
- 参数列表：(参数类型，参数名)…
- 异常抛出
//Demo01 类
public class Demo01 {
//main方法
public static void main(String[] args) {
}
/*
修饰符 返回值类型 方法名（。。。）{
//方法体
return 返回值
}
*/
//return 结束方法，返回一个结果
public String sayHello(){
return "hello,world";
}
public void hello(){
return;
}
public int max(int a,int b){
return a>b ? a : b; //三元运算符！
}
//数组下标越界：Arrayindexoutofbounds
public void readFile(String file) throws IOException{
}
}- 方法的调用：递归
- 静态方法
- 非静态方法
public class Demo02 {
//静态方法 static
//非静态方法
public static void main(String[] args) {
//实例化这个类 new
//对象类型 对象名 = 对象值；
Student student = new Student();
student.say();
}
// static和类一起加载的
public static void a(){
//b();
}
//类实例化 之后才会存在
public void b(){
}
}- 形参和实参
public class Demo03 {
//实际参数和形式参数的类型要对应
public static void main(String[] args) {
int add = Demo03.add(1, 2);
System.out.println(add);
}
public static int add(int a,int b){
return a+b;
}
}- 值传递和引用传递
//值传递
public class Demo04 {
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
System.out.println(a);
Demo04.change(a);
System.out.println(a); //1
}
//返回值为空
public static void change(int a){
a = 10;
}
}//引用传递：对象，本质还是值传递
public class Demo05 {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
System.out.println(person.name); //null
Demo05.change(person);
System.out.println(person.name); //Daisy
}
public static void change(Person person){
//perosn是一个对象：指向的---> Perosn perosn = new Perosn();这是一个具体的人，可以改变属性
person.name = "Daisy";
}
}
//定义了一个Person类，有一个属性：name
class Person{
String name; //默认值为null
}- this关键字
3、对象的创建分析
类和对象的关系
- 类是一种抽象的数据类型，它是对某一类事物整体描述/定义，但是并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，这些类都是用来描述/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
- 张三就是人的一个具体实例，张三家里的旺财就是狗的一个具体实例。
- 能够体现出特点,展现出功能的是具体的实例,而不是一个抽象的概念
创建与初始化对象
- 使用new关键字创建对象
//学生类
public class Student {
//属性：字段
String name; //默认值null
int age; //默认值0
//方法
public void study(){
System.out.println(this.name+"在学习");
}
}
/*
//类：抽象的，需要实例化
//类实例化后会返回一个自己的对象
//student对象就是一个Student类的具体实例
Student student = new Student();
Student xiaoming = new Student();
Student xiaohong = new Student();
xiaoming.name = "小明";
xiaoming.age = 3;
xiaohong.name = "小红";
xiaohong.age = 3;
System.out.println(xiaoming.name);
System.out.println(xiaoming.age);
System.out.println(xiaohong.name);
System.out.println(xiaohong.age);
*/- 使用new关键字创建的时候，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以及对类中构造器的调用。
- 类中的构造器也称为构造方法，是在进行创建对象的时候必须要调用的。并且构造器有以下俩个特点：
1.必须和类的名字相同
2.必须没有返回类型，也不能写void - 构造器必须要掌握
Java文件编译后生成一个class文件
public class Person {
//一个类即使什么都不写，它也会存在一个方法
//显示的定义构造器
String name;
//实例化初始值
//1.使用new关键字，必须要有构造器
//2.用来初始化值
public Person(){
this.name = "xiaoming";
}
//有参构造：一旦定义了有参构造，无参就必须显示定义
public Person(String name){
this.name = name;
}
// alt+insert 快速构造
}
/*
public static void main(String[] args) {
//new 实例化了一个对象
Person person = new Person();
System.out.println(person.name); //xiaoming
}
构造器：
1.和类名相同
2.没有返回值
作用：
1.new本质在调用构造方法
2.初始化对象的值
注意点：
1.定义有参构造之后，如果想使用无参构造，显示的定义一个无参构造
alt+insert
this.(当前类的) = (参数传进来的)
*/小结对象与类
1.类与对象
类是一个模板：抽象，对象是一个具体的实例
2.方法
定义、调用!
3.对应的引用
引用类型:：基本类型(8个）
对象是通过引用来操作的：栈—>堆
4.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：null
修饰符 属性类型 属性名=属性值
5.对象的创建和使用
-必须使用new关键字创造对象，构造器 Person Daisy = new Person( );
-对象的属性 Daisy.name
-对象的方法 Daisy.sleep()
6.类：
静态的属性 即 属性
动态的行为 即 方法
面向对象三大特性： 封装、继承、多衡
4、面向对象三大特性
封装
- 该露的露，该藏的藏
- 程序设计要追求“高内聚，低耦合”。高内聚就是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，而应通过操作接口来访问，这称为信息隐藏。
- 记住这句话：属性私有，get/set
//类 private：私有
public class Student {
//属性私有
private String name; //名字
private int id; //学号
private char sex; //性别
private int age;
//提供一些可以操作这个属性的方法
//提供一些 public 的 get、set方法
//get 获得这个数据
public String getName(){
return this.name;
}
//set 给这个数据设置值
public void setName(String name){
this.name = name;
}
//alt + insert
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public char getSex() {
return sex;
}
public void setSex(char sex) {
this.sex = sex;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
if (age>120 || age<0){
this.age = 3;
}else {
this.age = age;
}
}
}
/*
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.系统可能维护增加了
Student s1 = new Student();
s1.setName("小明");
System.out.println(s1.getName());
s1.setAge(999); //不合适的
System.out.println(s1.getAge());
*/继承
- 继承的本质是对某一批类的抽象，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！**即一个儿子只能有一个爸爸，但一个爸爸可以有多个儿子
- 继承是类和类之间的一种关系。除此之外,类和类之间的关系还有依赖、组合、聚合等。
- 继承关系的俩个类，一个为子类(派生类)，一个为父类(基类)。子类继承父类,使用关键字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.
- object类：在Java中，所有的类，都默认直接或者间接继承Object
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Student student = new Student();
student.say();
student.setMoney(100000);
System.out.println(student.getMoney());
Person person = new Person();
}
}//在Java中，所有的类，都默认直接或者间接继承Object
//Person 人：父类
public class Person /*extends Object*/ {
private int money = 10_0000_0000;
public void say(){
System.out.println("说了一句话");
}
public int getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(int money) {
this.money = money;
}
}//Student is 人：派生类，子类
//子类继承了父类，就会拥有父类全部方法
public class Student extends Person{
//ctrl + H 查看继承关系
}- super
super注意点：
1. super调用父类的构造方法，必须在构造方法的第一个
2. super 必须只能出现在子类的方法或者构造方法中!
3. super和this不能同时调用构造方法!
和this比较：
- 代表的对象不同：
- this:本身调用者这个对象
- super:代表父类对象的应用
- 使用前提不同：
- this:没有继承也可以使用
- super:只能在继承条件才可以使用
- 构造方法不同：
- this()：本类的构造
- super()：父类的构造
//在Java中，所有的类，都默认直接或者间接继承Object
//Person 人：父类
public class Person /*extends Object*/ {
public Person() {
System.out.println("Person无参执行了");
}
protected String name = "小明";
//如果换成private，则私有的东西无法被继承！
public void print(){
System.out.println("Person");
}
}//Student is 人：派生类，子类
//子类继承了父类，就会拥有父类全部方法
public class Student extends Person{
public Student() {
//隐藏代码：调用了父类的无参构造
super(); //调用父类的构造器，必须要在子类构造器的第一行
System.out.println("Student无参执行了");
}
private String name = "小红";
public void print(){
System.out.println("Student");
}
public void test1(){
print(); //Student
this.print(); //Student
super.print(); //Person
}
public void test(String name){
System.out.println(name);
System.out.println(this.name);
System.out.println(super.name);
}
}
/*
Student student = new Student();
student.test("小王");
student.test1();
*/- 方法重写：重点
重写：需要有继承关系，子类重写父类方法
1．方法名必须相同
2．参数列表列表必须相同
3．修饰符：范围可以扩大但不能缩小：public>Protected>Default>private
4．抛出的异常：范围，可以被缩小，但不能扩大
重写，子类的方法和父类必要一致：方法体不同!
为什么需要重写：
父类的功能，子类不一定需要，或者不一定满足！
快捷键： Alt + Insert —> override
import com.oop.demo05.A;
import com.oop.demo05.B;
public class Application {
//即b是A new出来的对象,因此调用了A的方法
//因为静态方法是类的方法，而非静态是对象的方法
//有static时,b调用了B类的方法，因为b是用b类定义的
//没有static时,b调用的是对象的方法，而b是用A类new的
public static void main(String[] args) {
//方法的调用只和左边，定义的数据类型有关
A a = new A();
a.test(); //A
//父类的引用指向了子类
B b = new A(); //子类重写了父类的方法
b.test(); //B
}
}//继承
public class A extends B{
//Override 重写
@Override//注解：有功能的注释
public void test() {
System.out.println("A=>test()");
}
}//重写都是方法的重写，和属性无关
public class B {
public void test(){
System.out.println("B=>test()");
}
}多态
- 动态编译：类型，可扩展性
- 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(父类，有关系的类)
- 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
public class Person {
public void run(){
System.out.println("run");
}
}
/*
多态注意事项:
1.多态是方法的多态,属性没有多态
2.父类和子类，有联系 类型转换异常! CLassCastException !
3.存在条件:继承关系，方法需要重写，父类引用指向子类对象! Father f1 = new Son();
以下无法重写：
1. static方法,属于类，它不属于实例
2. final常量;
3. private方法;
*/public class Student extends Person{
@Override
public void run() {
System.out.println("son");
}
public void eat(){
System.out.println("eat");
}
}import com.oop.demo06.Person;
import com.oop.demo06.Student;
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：父亲的引用指向子类
//Student能调用的方法都是自己的或者继承父类的!
Student s1 = new Student();
//Person父类型，可以指向子类，但是不能调用子类独有的方法
Person s2 = new Student();
Object s3 = new Student();
//对象能执行哪些方法，主要看对象左边的类型，和右边关系不大！
s2.run(); //子类重写了父类的方法，执行子类的方法
s1.run();
}
}注意：多态是方法的多态，属性没有多态性。
- instanceof （类型转换） 引用类型，判断一个对象是什么类型
//object > string
//object > Person > Teacher
//object > Person > Student
Object object = new Student( );
//System.out.println(X instanceof Y); //能不能编译通过
System.out.println(object instanceof Student); //true
System.out.println(object instanceof Person); //true
System.out.println(object instanceof Object); //true
System.out.println(object instanceof Teacher); //False
System.out.println(object instanceof String); //False
System.out.println("====================");
Person person = new Student( );
System.out.println(person instanceof Student); //true
System.out.println(person instanceof Person); //true
System.out.println(person instanceof Object); //true
System.out.println(person instanceof Teacher); //False
//System.out.println(person instanceof String); //编译报错，因为没有联系
System.out.println("====================");
Student student = new Student( );
System.out.println(student instanceof Student); //true
System.out.println(student instanceof Person); //true
System.out.println(student instanceof Object); //true
//System.out.println(student instanceof Teacher); //编译报错，因为没有联系
//System.out.println(student instanceof String); //编译报错，因为没有联系import com.oop.demo06.Person;
import com.oop.demo06.Student;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
//类型之间的转化：父 子
//高 低
Person obj = new Student();
//student将这个对象转换为Student类型，我们就可以使用Student类型的方法了
//Student student = (Student) obj;
//student.go();
((Student)obj).go();
//子类转换为父类，可能丢失自己的本来的一些方法!
Student student = new Student( );
student.go();
Person person = student;
}
}
/*
多态总结：
1.父类引用指向子类的对象
2.把子类转换为父类，向上转型；
3.把父类转换为子类，向下转型；强制转换
4.方便方法的调用，减少重复的代码!简洁
*/5、抽象类和接口
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，那么该方法就是抽象方法；如果修饰类，那么该类就是抽象类。
- 抽象类中可以没有抽象方法，但是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，那么就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。
//abstract 抽象类：本质是一个类 extends:单继承 （接口可以多继承）
public abstract class Action {
//约束，有人帮我们实现
//abstract,抽象方法，只有方法名字，没有方法的实现！
public abstract void doSomething();
//1.不能new这个抽象类，只能靠子类去实现它：约束！
//2.抽象类里面可以写普通方法
//3.抽象方法必须在抽象类中
//简而言之就是抽象的抽象：就是一个约束
//存在意义：提高开发效率
}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！自己无法写方法，即专业的约束，约束和实现分离：面向接口编程
- 接口就是规范，定义的是一组规则，体现了现实世界中“如果你是…则必须能…”的思想。如果你是天使，则必须能飞。如果你是汽车，则必须能跑。如果你好人，则必须千掉坏人：如果你是坏人，则必须欺负好人。
- 接口的本质是契约，就像我们人间的法律一样。制定好后大家都遵守。
- OO的精髓，是对对象的抽象，最能体现这一点的就是接口。为什么讨论设计模式都只针对具备了抽象能力的语言(比如c++、java、c#等)，就是因为设计模式所研究的，实际上就是如何合理的去抽象。
- 声明类的关键字是class，声明接口的关键字是interfac
- 接口作用：
- 接口是一个约束
- 可以定义一些方法，让不同人实现
- 方法都是 public abstract
- 常量都是 public static final
- 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
- 必须要重写接口中的方法
//interface 定义的关键字，接口都需要有实现类
public interface UserService {
//属性默认是常量 public static final
int AGE = 99;
//接口中的所有定义其实都是抽象的 public abstract
void add(String name);
void delete(String name);
void update(String name);
void query(String name);
}
public interface TimeService {
void timer();
}//抽象类 通过 extends 只能单继承
//类 可以实现接口 通过 implements 接口
//实现了接口的类，就需要重写接口中的方法
//利用接口实现多继承
public class UserServiceImpl implements UserService,TimeService {
@Override
public void add(String name) {
}
@Override
public void delete(String name) {
}
@Override
public void update(String name) {
}
@Override
public void query(String name) {
}
@Override
public void timer() {
}
}6、内部类
内部类就是在一个类的内部在定义一个类，比如，A类中定义一个B类，那么B类相对A类来说就称为内部类，而A类相对B类来说就是外部类了。
1.成员内部类
public class Outer {
private int id = 10;
public void out(){
System.out.println("这是外部类的方法");
}
public class Inner{
public void in(){
System.out.println("这是内部类的方法");
}
//获得外部类私有属性
public void getID(){
System.out.println(id);
}
}
}public class Application {
public static void main(String[] args) {
Outer outer = new Outer();
//通过这个外部类来实例化内部类
Outer.Inner inner = outer.new Inner();
inner.in();
outer.out();
inner.getID();
}
}⒉静态内部类
3.局部内部类
public class Outer {
//局部内部类
public void method(){
class Inner{
public void in(){
}
}
}
}4.匿名内部类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//没有名字初始化类，不用将实例保存到变量中
new Apple().eat();
UserService userService = new UserService(){
@Override
public void hello() {
}
};
}
}
class Apple{
public void eat(){
System.out.println("1");
}
}
interface UserService{
void hello();
}一个java类中可以有多个class类，但是只能有一个public class
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