面向对象

面向对象概念

理解面向对象

• 面向对象是相对于面向过程而言的
• 面向对象和面向过程都是一种思想
• 面向过程强调的是功能行为，如
  • 打开冰箱
  • 存储进冰箱
  • 关闭冰箱
• 面向对象是将功能封装进对象，强调具备了功能的对象，如
  • 冰箱.打开
  • 冰箱.存储
  • 冰箱.关闭
• 面向对象是基于面向过程的

面向对象的特点

• 面向对象思想是一种更符合我们思考习惯的思想
• 可以将复杂的事情简单化
• 将我们从执行者转换成了指挥者。
• 完成需求时：
  • 先要去找具有所需要的功能的对象来用。
  • 如果该对象不存在，那么创建一个具有所需功能的对象，这样简化开发并提高复用。
• 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。

面向对象的开发与设计

• 开发的过程其实就是不断地创建对象，使用对象，指挥对象做事情。
• 设计的过程其实就是在管理和维护对象之间的关系。

类与对象的关系

类与对象

• 类就是对现实生活中事物的描述。对象就是这类事物实实在在存在的个体。
• Java中描述事物通过类的形式体现，类是具体事物的抽象，概念上的定义。

类的定义

• 生活中描述事物无非就是描述事物的属性和行为。如：
  • 人有身高、属性等属性。
  • 人有说话、打球等行为。
• Java中用类class来描述事物也是如此
  • 属性：对应类中的成员变量
  • 行为：对应类中的成员方法
• 定义类其实就是在定义类中的成员（成员变量和成员方法）

成员变量和局部变量

• 成员变量
  • 成员变量定义在类中，在整个类中都可以被访问
  • 成员变量随着对象的建立而建立，存在于对象所在的堆内存中
  • 成员变量有默认初始值
• 局部变量
  • 局部变量只能定义在局部范围内，如：方法内，语句内等
  • 局部变量存在于占内存中
  • 作用的范围结束，变量空间会自动结束。
  • 局部变量没有默认初始值

对象的创建与使用

对类的描述

class Car{//对Car这类事物进行描述
    String color = "red";
    int num = 4;
    
    void show(){
        System.out.println("color="+color+",num="+num);
    }
}

创建和使用对象

class CarDemo{
    public static void main(String[] args){
        Car c = new Car();//建立对象
        C.color = "black";//对对象的属性进行修改
        c.show();//使用对象的功能
    }
}

对象内存结构

对象的初始化过程

Person p = new Person("zhangsan",20);

上面这条语句在执行过程中做了哪些事？

1. 因为new用到了Person.class，所以会先找到Person.class文件并加载到内存中。
2. 执行该类中的static代码块，如果有的话，给Person.class类进行初始化。
3. 在堆内存中开辟空间，分配内存地址。
4. 在堆内存当中建立对象的特有属性，并进行默认初始化。
5. 对属性进行显示初始化。
6. 对对象进行构造代码块初始化。
7. 对对象进行对应的构造方法进行初始化。
8. 将内存地址交给栈内存中的p变量。

匿名对象

• 匿名对象是对象的简化形式

• 匿名对象的两种使用形式

  1. 当对对象方法仅进行一次调用时可以使用匿名对象。
  • 这样写比较简化
  • 如果对一个对象进行多个成员调用，必须给这个对象起个名字（即不能使用匿名对象进行操作）
  • 注意：使用匿名对象对对象的成员方法进行调用时有意义的，而对对象的成员变量进行调用时无意义的。凡是简化的都会有局限性。

  class CarDemo{
      public static void main(String[] args){
          Car c = new Car();//建立对象
          C.color = "black";//对对象的属性进行修改
          c.show();//使用对象的功能
          
          /*用匿名对象的方式操作如下*/
          new Car().num = 5;
          new Car().color = "blue";
          new Car().show();
      }
  }    
  

  2. 匿名对象可以作为实际参数进行传递。

  class CarDemo{
      public static void main(String[] args){
          Car c = new Car();//建立对象
          show(c);//调用show()方法
          
       /*将匿名对象作为实际参数进行传递，调用show()方法，如下操作*/
          show(new Car());
      }
      
      public static void show(Car c){
          c.num = 3;
          c.color = "black";
          c.run();
      }
  }
  

封装

什么是封装

• 封装是指隐藏对象的属性和实现细节，对外提供公共访问方式。
• 方法和类也是一种封装。
• 注意：私有仅仅是封装的一种表现形式。

封装的好处

• 将变化隔离
• 便于使用
• 提高重用性
• 提高安全性

封装的原则

• 将不需要对外提供的内容都隐藏起来。
• 把属性都隐藏，提供公共方法对其访问。
  • 之所以对外提供访问方式，是因为可以在访问方式中加入逻辑判断语句。
  • 对访问的数据进行操作，提高代码的健壮性。

private关键字

• private关键字是一种修饰符，表示私有的。
• 用于修饰类中的成员（成员变量、成员方法），私有的只在本类中有效。

代码演示

class Person{
    private int age;
    public void setAge(int a){
        if(a>0 && a<130){
             age = a;
            speak();
        }
        else
            System.out.println("年龄有误！");
    }
    public void getAge(){
        return age;
    }
    
    void speak(){
        Syetem.out.println("age="+age);
    }
}

class PersonDemo{
    public static void main(String[] args){
        Person p = new Person();
        p.setAge = 20;
        p.speak();
    }
}

构造方法

构造方法的特点

• 方法名和类名相同
• 不用定义返回值类型
• 不可以写return语句

class Person{
    Person(){//构造方法
        System.out.println("Person run!");
    }
}
class PersonDemo{
    public static void main(String[] args){
        Person p = new Person();
    }
}

构造方法的作用

• 可以用于给对象进行初始化。对象一建立就会调用与之对应的构造方法

构造方法的小细节

• 当一个类中没有定义构造方法时，系统会默认给该类加入一个空参数的构造方法。
• 当类中自定义了构造方法后，默认的构造方法就不再提供了。
• 多个构造方法是以重载的形式存在的。
• 一个类中默认会有一个空参数的构造方法，这个默认的构造方法的权限和所属类一致。
  • 如果类被public修饰，那么默认的构造方法也带有public修饰。
  • 如果类没有被public修饰，那么默认的构造方法，也没有public修饰。
• 默认构造方法的权限是随着类的变化而变化的。

构造方法与一般方法的区别

• 构造方法和一般方法在写法上有区别
• 在运行上也有不同
  • 构造方法是在对象一建立就运行，给对象初始化，而一般方法是对象调用才执行，给对象添加对象具备的功能。
  • 一个对象建立，构造方法只执行一次，而一般方法可以被该对象调用多次。

什么时候定义构造方法？

• 当分析事物时，该事物存在具备一些特性或者行为，那么将这些内容定义在构造函数中。

构造代码块

• 构造代码块中定义的是不同对象的共性的初始化内容
• 作用：给对象进行初始化
• 对象一建立就运行，而且优先于构造方法执行。
• 与构造方法的区别：
  • 构造代码块是给所有对象进行统一初始化
  • 而构造方法是给对应的对象初始化。

{
    System.out.println("这是一个构造代码块！")
}

this关键字

this关键字的特点

• this代表其所在方法所属对象的引用。
• 简单说：哪个对象在调用this所在的方法，this就代表哪个对象。

this语句

• this语句用于构造方法之间进行相互调用
• this语句只能定义在构造方法的第一行。因为初始化要先执行。

this的应用

• 当定义类中功能时，该方法内部要用到调用该方法的对象时，这时用this来表示这个对象。
• 但凡本类功能内部使用了本类对象，都用this表示。

static关键字

static关键字作用

• static是一个修饰符，用于修饰成员（成员变量、成员方法）

被修饰后的成员具备以下特点

• 随着类的加载而被加载。也就说，静态会随着类的消失而消失，说明它的生命周期最长。
• 优先于对象存在。明确一点，静态是先存在的，对象是后存在的。
• 被所有对象所共享
• 可以直接被类名调用。格式：类名.静态成员

class Person{
    String name;//成员变量，实例变量
    static String country = "CN";//静态的成员表变量，类变量
}

实例变量与类变量的区别

1. 存放位置
   • 类变量随着类的加载而存在于方法区中。
   • 实例变量随着对象的建立而存在于堆内存中。
2. 生命周期
   • 类变量的生命周期最长，随着类的消失而消失。
   • 实例变量生命周期随着对象的消失而消失。

静态使用的注意事项

1. 静态方法只能访问静态成员。非静态方法既可以访问静态也可以访问非静态。
2. 静态方法中不可以定义this、super关键字。因为静态优先于对象存在，所以静态方法中不可以出现this。
3. 主方法是静态的。

静态的优缺点

• 优点
  • 对对象的共享数据进行单独空间的存储，节省空间。没有必要每一个对象中存储一份。
  • 可以直接被类名调用，不必创建对象后使用对象调用。
• 缺点
  • 生命周期过长。会随着类的消失而消失。
  • 访问存在局限性。（静态虽好，只能访问静态）

什么时候使用静态？

• 要从两方面下手。因为静态修饰的内容有成员方法和成员变量

  • 什么时候定义静态变量（类变量）呢？

    • 当对象中出现共享数据时，该数据被静态所修饰。
    • 对象中的特有数据要定义成非静态存在于堆内存中。

  • 什么时候定义静态方法？

    • 当功能内部没有访问到非静态数据（对象的特有数据），那么该功能可以定义成静态的。

    class Person{
        String name;
        public void show1(){
            System.out.println(name+"heihei");
        }
        public static void show2(){
            System.out.println("haha");
        }
    }
    class PersonDemo{
        public static void main(String[] args){
            Person p = new Person();
            p.show1();
            
            Person.show2();
        }
    }
    

静态的应用----工具类

每一个应用程序中都有共性的功能，可以将这些功能进行抽取，独立封装，以便复用。

class ArrayTool{
    private ArrayTool(){}
    public static int getMax(int[] arr){//获取最大值
        int max = 0;
        for(int x=1; x<arr.length; x++){
            if(arr[x] > arr[max])
                max = x;
        }
        return arr[max];
    }
    public static int getMin(int[] arr){//获取最小值
        int min = 0;
        for(int x=1; x<arr.length; x++){
            if(arr[x] < arr[min])
                min = x;
        }
        return arr[min];
    }
    public static void selectSort(int[] arr){//选择排序
        for(int x=0; x<arr.length-1; x++){
            for(int y=x+1; y<arr.length; y++){
                if(arr[x] > arr[y]){
                    swap(arr,x,y);
                }
            }
        }
    }
    public static void bubbleSort(int[] arr){//冒泡排序
        for(int x=0; x<arr.length-1; x++){
            for(int y=0; y<arr.length-x-1; y++){
                if(arr[y] > arr[y+1]){
                    swap(arr,y,y+1);
                }
            }
        }
    }
    private static void swap(int[] arr, int a, int b){//交换数据
        int temp = arr[a];
        arr[a] = arr[b];
        arr[b] = temp;
    }
    public static void printArray(int[] arr){//打印数组
        System.out.print("[");
        for(int x=0; x<arr.length; x++){
            if(x! = arr.length-1)
                System.out.print(arr[x]+", ");
            else
                System.out.print(arr[x]+"]");
        }
    }
}

class ArrayToolDemo{
    public static void main(String[] args){
        int[] arr = {2,6,34,83,9,6,};
        /*ArrayTool tool = new ArrayTool();
        int max = tool.getMax(arr);
        System.out.println("max="+max);*/
        int max = ArrayTool.getMax(arr);
        System.out.println("max="+max);
    }
}

从以上代码可以看出，虽然可以通过建立ArrayTool的对象使用工具方法，对数据进行操作。发现了问题：

1. 对象是用于封装数据的，可是ArrayTool并未封装特有数据。
2. 操作数据的每一个方法都没有用到ArrayTool对象中的特有方法。

这时就考虑，让程序更严谨，是不需要对象的。可以将ArrayTool中的方法都定义成static的。直接通过类名调用。

通常工具类中定义的都是静态方法。

将方法静态后，可以方面使用，但是该类还是可以被其他程序建立对象的，为了更为严谨，强制让该类不能建立对象。可以通过构造方法私有化完成。

能隐藏起来的都隐藏起来。

接下来，将ArrayTool.class文件发送给其他人，其他人只要将该文件设置到classpath路径下，就可以使用该工具类。但是，很遗憾，该类中到底定义了多少个方法，对方却不清楚。因为该类并没有使用说明书。

开始制作程序的说明书，java的说明书通过文档注释来完成。

/**
这是一个可以对数组进行操作的工具类，该类中提供了获取最值，排序等功能。
@author 小杨
@version v1.2
*/
public class ArrayTool{
    /**
    空参构造方法
    */
    private ArrayTool(){}
    /**
    获取一个整形数组中的最大值
    @param arr 接收一个int类型的数组。
    @return 会返回一个该数组中最大值
    */
    public static int getMax(int[] arr){//获取最大值
        int max = 0;
        for(int x=1; x<arr.length; x++){
            if(arr[x] > arr[max])
                max = x;
        }
        return arr[max];
    }
    /**
    获取一个整形数组中的最小值
    @param arr 接收一个int类型的数组。
    @return 会返回一个该数组中最小值
    */
    public static int getMin(int[] arr){//获取最小值
        int min = 0;
        for(int x=1; x<arr.length; x++){
            if(arr[x] < arr[min])
                min = x;
        }
        return arr[min];
    }
    /**
    给int数组中的数据进行选择排序
    @param arr 接收一个int类型的数据
    */
    public static void selectSort(int[] arr){//选择排序
        for(int x=0; x<arr.length-1; x++){
            for(int y=x+1; y<arr.length; y++){
                if(arr[x] > arr[y]){
                    swap(arr,x,y);
                }
            }
        }
    }
    /**
    给int数组中的数据进行冒泡排序
    @param arr 接收一个int类型的数据
    */
    public static void bubbleSort(int[] arr){//冒泡排序
        for(int x=0; x<arr.length-1; x++){
            for(int y=0; y<arr.length-x-1; y++){
                if(arr[y] > arr[y+1]){
                    swap(arr,y,y+1);
                }
            }
        }
    }
    /**
    给数组中元素进行位置的置换
    @param arr 接收一个int类型的数值
    @param a 要置换的位置
    @param b 要置换的位置
    */
    private static void swap(int[] arr, int a, int b){//交换数据
        int temp = arr[a];
        arr[a] = arr[b];
        arr[b] = temp;
    }
    /**
    用于打印数组中的元素，打印形式是：[element1,element2,...]
    */
    public static void printArray(int[] arr){//打印数组
        System.out.print("[");
        for(int x=0; x<arr.length; x++){
            if(x! = arr.length-1)
                System.out.print(arr[x]+", ");
            else
                System.out.print(arr[x]+"]");
        }
    }
}

静态代码块

静态代码块的格式

static{
    静态代码块中的执行语句;
}

静态代码块的特点

• 随着类的加载而执行，只执行一次,并优先于主函数。
• 用于给类进行初始化。

class StaticCode{
    static {
        System.out.println("a");
    }
}
class StaticCodeDemo{
    static{
        System.out.println("b");
    }
    public static void main(String[] args){
        new StaticCode();
        new StaticCode();
        System.out.println("over");
    }
    static{
        System.out.println("c");
    }
}
//...java StaticCodeDemo
//执行结果：b c a over

主函数

主函数的固定格式

public static void main(String[] args){
}

主函数的定义

• public：代表着函数的访问权限是最大的。
• static：代表着主函数随着类的加载就已经存在了。
• void：主函数没有具体的返回值。
• main：不是关键字，但是是一个特殊的单词，可以被jvm识别
• (String[] args)：函数的参数，参数类型是一个数组，该数组中的元素是字符串。（字符串类型的数组）

主函数的作用

• 主函数是一个特殊的函数。作为程序的入口，可以被jvm识别调用。
• jvm在调用主函数时，传入的是new String[0]。

单例设计模式

什么是设计模式

• 设计模式：解决某一类问题最行之有效的方法。Java中有23种设计模式。
• 单例设计模式：解决一个类在内存中只存在一个对象。

保证对象唯一

1. 为了避免其他程序过多建立该对象，先禁止其他程序建立对象。
2. 还为了让其他程序访问该对象，只好在本类中，自定义一个对象。
3. 为了方便其他程序对自定义对象的访问，可以对外提供一些访问方式。

代码实现上述三步

1. 将构造方法私有化。
2. 在类中创建一个本类对象。
3. 提供一个方法可以获取到该对象。

class Single{
    private Single(){}
    private static Single s = new Single();
    public static Single getInstance(){
        return s;
    }
}
class SingleDemo{
    public static void main(String[] args){
        Single ss = getInstance();
    }
}

单例设计模式的使用时机

• 对于事物该怎么描述，还怎么描述。当需要将该事物的对象保证在内存中唯一时，就将以上三步加上即可。

  //一种实现方式，这种实现方式用的多，定义单例设计模式，建议使用该方式
  //这个是先初始化对象，称为：饿汉式
  //Single类一进内存，就已经创建好了对象。
  class Single{
      private Single(){}
      private static Single s = new Single();
      public static Single getInstance(){
          return s;
      }
  }
  
  //另一种实现方式
  //对象是方法被调用时，才初始化，也叫做对象的延时加载，称为：懒汉式
  //Single类进内存，对象还没有存在，只有调用了getInstance方法时，才建立对象。
  class Single{
      private static Single s = null;
      private Single(){}
      public static Single getInstance(){
          if(s==null)
              s = new Single;
          return s;
      }
  }
  //以上两种实现形式都可以！
  

面向对象

原文：https://www.cnblogs.com/yxc-160206/p/13200152.html