面向对象编程基础

面向对象编程

面向对象与面向过程

面向过程思想

步骤清晰简单,第一步做什么，第二步做什… .

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,我们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。

概念

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，以对象的方式组织(封装)数据。

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。

类与对象的关系

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 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:

必须和类的名字相同

必须没有返回类型,也不能写void

构造器必须要掌握

创建一个学生类

package com.oop.demo02; //学生类 public class Student { //属性：字段 String name; int age; //方法 public void study(){ System.out.println(this.name+"在学习"); } }

测试类

package com.oop.demo02; //一个项目应该只存在一个main方法 public class Application { public static void main(String[] args) { //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; System.out.println(xiaoming.name); System.out.println(xiaoming.age); xiaoming.study();//调用Student类的study方法 xiaohong.name="小红"; xiaohong.age=3; System.out.println(xiaohong.name); System.out.println(xiaohong.age); xiaohong.study();//调用Student类的study方法 } }

结果：

小明 3 小明在学习 小红 3 小红在学习

构造器

1.和类名相同

2.没有返回值

作用：

1.使用new关键字，本质是在调用构造器 2.用来初始化值

注意点：

定义有参构造后，无参就必须显示定义 package com.oop.demo02; public class Person { //一个类即使什么都不写，他也会存在一个方法 String name; //显示的定义一个无参构造 public Person(){ } //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; } }

创建对象内存分析

当开始执行Application的main方法时，方法区读取Application类的内容 并将main方法压入栈中，当mian方法执行到new Pet()语句时，方法区读取Pet类并将new出来的对象（dog、cat）的引用变量名压入栈中，将实际生成的对象放入堆中。main方法再将对应的变量的值赋给对象。

静态方法区在方法区内，用于存储静态方法，与类一起加载。

属性： 字段Field 成员变量

默认初始化：

数字： 0 0.0char : u0000boolean:false引用 ：null

三大特征

封装

该露的露，该藏的藏 我们程序设计要追求“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。

记住这句话就够了:属性私有，get/set

封装的作用

提高程序的安全性隐藏代码的实现细节统一接口系统可维护增加了 package com.oop.demo03; //private 标识符：私有的 public class Student { private String name; private int age; private char sex; //提供一个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 快捷生成get/set方法 public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { if (age<=0||age>120){ this.age=0; }else{ this.age = age; } } public char getSex() { return sex; } public void setSex(char sex) { this.sex = sex; } } public void setAge(int age) { if (age<=0||age>120){ this.age=0; }else{ this.age = age; } } public char getSex() { return sex; } public void setSex(char sex) { this.sex = sex; }

}

package com.oop.demo03; public class Text { public static void main(String[] args) { Student st1 = new Student(); st1.setName("小明"); st1.setAge(120); System.out.println(st1.getName()+"今年"+st1.getAge()+"岁"); } }

结果：

小明今年120岁

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!

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. 好处： 提高了代码的维护性和复用性

弊端: 使类与类之间产生了关系，类的耦合性增强，当父类发生变化，子类也必须发生变化，削弱了类的独立性。

继承中变量的访问特点 在子类方法中访问一个变量

子类局部范围找

子类成员范围找

父类成员范围找

如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)

package com.oop.demo04; //Person 人：父类 public class Person { //在java中所有的类，都默认直接或间接继承Object类 public void say(){ System.out.println("说了一句话"); } } package com.oop.demo04; //学生类 人的 ：派生类，子类 //子类继承了父类，就会拥有父类的全部方法 public class Student extends Person{ } package com.oop; import com.oop.demo04.Student; public class Application { public static void main(String[] args) { Student student = new Student(); student.say(); } } 说了一句话

object类 ：在java中所有的类，都默认直接或间接继承Object类 super 注意点：

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者构造方法中！super和this 不能同时调用构造方法！

对比this

​ 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

前提：

this 没有继承也能使用

super: 只有在继承条件下才能使用

构造方法：

this();本类的构造

super();父类的构造！

package com.oop.demo04; //Person 人：父类 public class Person { //在java中所有的类，都默认直接或间接继承Object类 //public //protected //default //private String name="dong"; public void say(){ System.out.println("说了一句话"); } } package com.oop.demo04; //学生类 是人 ：派生类，子类 //子类继承了父类，就会拥有父类的全部方法 public class Student extends Person{ String name ="tian"; public void text1(String name){ System.out.println(name); System.out.println(this.name); System.out.println(super.name); } } package com.oop; import com.oop.demo04.Student; public class Application { public static void main(String[] args) { Student student = new Student(); student.say(); student.text1("yu"); } }

结果：

说了一句话 yu tian dong

方法重写

需要有继承关系，子类重写父类的方法

方法名必须相同参数列表必须相同修饰符：范围可以扩大但不能缩小：public>protect>default>private抛出的异常：范围，可以缩小但不能扩大：ClassNotFoundException–> Exception(大)

重写，子类的方法和父类必须一致，方法体不同！

为什么要重写：

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

package com.oop.demo05; //子类 public class B extends A{ public void test(){ System.out.println("c==>text()"); } } package com.oop.demo05; //父类 public class A { public void test(){ System.out.println("A==>text()"); } } package com.oop; import com.oop.demo05.A; import com.oop.demo05.B; public class Application { public static void main(String[] args) { //方法的调用只和左边。定义的数据类型有关 B b = new B();//左边引用类型，右面实际类型 b.test();//B //父类的引用指向了子类 A a =new B(); a.test(); } } c==>text() c==>text()

无法重写的方法:

static 静态方法,属于类，它不属于实例final 常量private 私有方法

super内存分析

1.main方法加载到栈内存，实例化子类 2.new 在堆内存申请地址，并初始化子类成员变量。 3.调用子类的无参构造方法，构造方法被加载到栈内存中

4.执行子类的无参构造会默认先执行父类的无参构造

5.初始化父类的成员变量并存储到堆内存的super空间中

6.执行父类的无参构造，构造方法被加载到栈内存中，将结果输出到控制台

父类构造方法执行完后会从栈内存消失

7.返回子类无参构造方法继续执行，将结果输出到控制台

执行完毕后，子类构造方法会从栈内存消失

8.继续执行main方法

将show方法加载到栈内存，执行show方法,执行完毕后从栈内存消失。

9.继续执行main方法，先查找子类，子类不存在该方法，继续查找父类，父类存在该方法，控制台输出该方法执行结果。

10.main方法执行完毕，从栈内存消失，结束程序。

多态

即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

注意:

多态是方法的多态，属性没有多态性。父类和子类，有联系 类型转换异常 ClassCastException!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(); package com.oop.demo06; public class Person { public void run(){ System.out.println("run"); } public void eat(){ System.out.println("吃东西"); } } package com.oop.demo06; public class Student extends Person{ @Override public void run() { System.out.println("son"); } } package com.oop; 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:父类的引用指向子类 //子类能调用的方法都是自己的或者继承父类的 Student s1 = new Student(); //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(); //对象能执行那些方法，主要看对象左边的类型，和右边关系不大 s1.run();//子类重写父类的方法，执行子类的方法 s2.run(); s1.eat(); s2.eat(); } }

结果：

son son 吃东西 吃东西

instanceof 关键字

​ 判断一个引用类型变量所指向的对象是否是一个类(或接口、抽象类、父类)的实例，即它左边的对象是否是它右边的类的实例，该运算符返回boolean类型的数据。

package com.oop; import com.oop.demo06.Person; import com.oop.demo06.Student; import com.oop.demo06.Teacher; //Person 父类 //Student 、Teacher 子类 public class Application { public static void main(String[] args) { Object object = new Student(); System.out.println(object instanceof Student); System.out.println(object instanceof Person); System.out.println(object instanceof Object); System.out.println(object instanceof String); System.out.println(object instanceof Teacher); System.out.println("======================="); Person person = new Student(); System.out.println(person instanceof Student); System.out.println(person instanceof Person); System.out.println(person instanceof Object); System.out.println(person instanceof Teacher); // System.out.println(person instanceof String); 编译出错 System.out.println("======================="); Student student = new Student(); System.out.println(student instanceof Student); System.out.println(student instanceof Person); System.out.println(student instanceof Object); // System.out.println(student instanceof String); 编译出错 // System.out.println(student instanceof Teacher); 编译出错 } } true true true false false ======================= true true true false ======================= true true true

类型转换

父类引用指向子类的对象

子类转换为父类，向上转换：直接转换

父类转换为子类，向下转换：强制转换

方便方法的调用，减少重复的代码！

package com.oop; import com.oop.demo06.Person; import com.oop.demo06.Student; import com.oop.demo06.Teacher; public class Application { public static void main(String[] args) { Person student =new Student(); //强制转换 //第一种方式 Student stu2=(Student) student; stu2.run(); //第二种方式 ((Student)student).run(); } } //子类转换为父类，可能丢失自己本来的一些方法！ run run

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。

package com.oop.demo08; //abstract 抽象类 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(); } package com.oop.demo08; //抽象类的所有方法，继承了它的子类，都必须要实现它的方法 public class A extends Action{ @Override public void doSomething() { } } //1.不能new这个抽象类，只能靠子类区实现它：约束 //2.抽象类中可以写普通的方法 //3.抽象方法必须写在抽象类中

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。

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…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，则必须干掉坏人: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。

接口的精髓，是对对象的抽象，最能体现这一点的就是 接口。为什么我们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interface

package com.oop.demo09; //interface 定义的关键字，接口都需要有实现类 public interface UserService { //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); //接口中定义的属性都为常量 public static final int age=99;//一般不用 } package com.oop.demo09; public interface TimeService { void timer(); } package com.oop.demo09; //类 可以实现接口 implements 接口 //实现了接口的类，就需要重写接口中的方法 //利用接口实现伪多继承 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() { } }

作用:

约束

定义一些方法，让不同的人实现~

public abstract 方法默认修饰符

public static final 属性默认修饰符

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

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

package com.oop.demo10; 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("这是一个内部类"); } //获取外部类的私有属性 public void getID(){ System.out.println(id); } } }

2.静态内部类

package com.oop.demo10; public class Outer { private int id=10; public void out(){ System.out.println("这是外部类的方法"); } public static class Inner{ public void in(){ System.out.println("这是一个静态内部类"); } //获取外部类的私有属性 public void getID(){ System.out.println(id); } } }

3.局部内部类

package com.oop.demo10; public class Outer { //局部内部类 public void method(){ class Inner{ public void in(){ } } } } //一个类中可以有多个class类，但只能有一个public class 类 class A{ }

4.匿名内部类

package com.oop.demo10; 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(); } } class Apple{ public void eat(){ System.out.println("1"); } }