黑马程序员-------- java面向对象封装、构造函数、this static关键字、单例设计

本文介绍了Java面向对象的基本概念，包括类与对象的关系、封装、构造函数等核心特性，并详细讲解了静态关键字的应用及单例设计模式。

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面向对象

3.1面向对象概念

•1、面向对象时相对面向过程而言
2、面向对象和面向过程都是一种思想
3、面向过程强调的是功能行为
4、面向对象将功能封装进对象，强调具备了功能的对象
5、面向对象时基于面向过程的
6、面向对象特征：封装、继承、多态

3.2类与对象的关系

1、类就是对现实生活中事物的描述
2、对象就是这类事物，实实在在的个体

3、成员变量：作用于整个类中，成员变量在对内存中，因为对象的存在，才在内存中存在
局部变量：作用于函数或者语句中，局部变量在栈内存中
4、匿名对象：匿名对象是对象的简化形式，有两种使用情况
1、当对对象方法仅进行一次调用时，只有调用方法才有意义
2、匿名对象可以作为实际参数进行传递
3、如果对一个对象的多个成员进行调用，必须给对象起名
new Car();就是一个匿名对象

3.3封装

1、封装：是指隐藏对象的属性和实现细节，仅对外提供公共访问方式
2、好处：将变化隔离、便于使用、提高重用性、提高安全性
3、封装原则：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
4、privare：私有，权限修饰符：用于修饰类中的成员（成员变量和成员函数），私有只在本类中有效
注：私有仅仅是封装的一种表现形式
5、一个成员变量通常都会对应两个访问方式 get set。
6、之所以对外提供访问方式，就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，提高代码健壮性

3.4构造函数

1、特点：函数名与类名相同
不用定义返回值类型
可以不写return语句
2、作用：给对象进行初始化，对象已建立就会调用与之对应的构造函数

3、默认构造函数的特点：当一个类中没有定义构造函数时，那么系统会默认给该类加入一个空参数的构造函数 Person(){}。当在类中自定义了构造函数，默认构造函数就没有了
4、多个构造函数是以重载的形式存在的
5、构造函数与一般方法的不同之处：构造函数是在对象已建立就运行，给对象初始化，而一帮方法是对象调用才执行，是给对象添加对象具备的功能。一个对象建立，构造函数只运行一次，而一般方法可以被该对象调用多次。
6、构造代码块：在类中定义一个空名的函数例如直接写个打印语句：。。。。。{ System.out.print（“初始化”）}。而且每一个构造函数一建立的时候都先优先打印这个语句。
1）特点：对象一建立就运行，而且优先于构造函数执行
2）和构造函数的区别：构造代码块是给所有对象进行统一初始化，构造函数是给对应的对象进行初始化

3.5 this关键字

1、用于区分成员变量和局部变量同名的问题例如：this.name(成员变量的name) = name(局部变量传进来的name)
2、this 代表本类的对象。This代表它所在函数所属对象的引用，简单说哪个对象在调用this所在的函数，this就代表哪个对象
3、this应用：当定义类中函数功能时，该函数内部要调用到该函数的对象时，这时用this来表示这个对象。但凡本类功能内部使用了被对象，都用this表示。
4、this语句 this();：用于构造函数间互相调用，只能放在构造函数的第一行，因为初始化要先执行

3.6 static关键字

1、用于修饰成员（成员变量和成员函数

2、被修饰后的成员具备以下特点
随着类的加载而加载，存储在方法区。也会随着类的消失而消失
优先于对象存在
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

3、静态（类）变量与实例（非静态）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，实例变量随着对象的建立而存在于堆内存区
2）生命周期：类变量生命周期最长，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。

4、使用注意
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
静态方法中不可以写this、super关键字，因为静态优先于对象存在
主函数是静态的

5、静态有利有弊
利：对对象的共享数据进行单独空间存储，节省空间。没有必要每一个对象都存储一份，可以直接被类名调用
弊：生命周期过程，访问有局限性。（静态虽好，只能访问静态）

6、主函数：是一个特殊的函数，作为程序入口，可以被jvm（java虚拟机）调用
定义：public 代表着该函数访问权限是最大的
static 代表主函数随着类的加载而加载
void 主函数没有返回值
mian 不是关键字，但是是一个特殊的单词，可以被jvm识别
（String[] arr）函数的参数，参数，参数类型是一个数组，该数组中的元素时字符串，字符串类型数组。
主函数是固定格式：jvm识别
Jvm在调用主函数时，传入的new String[0]
7、什么时候使用静态？从两方面下手，因为静态修饰的内容有成员变量和函数
1）什么时候定义静态变量

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
2）什么时候定义静态函数
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

静态实例应用：数组工具的封装

/*
静态的应用：
每个应用程序中都有共性的功能，
以便将这些功能进行抽取，独立封装，以便复用，如下面的class ArrayTool

虽然可以通过建立ArrayTool的对象使用这些工具方法，对数组进行操作。
发现了问题：
1：对象适用于封装数据的，可是ArrayTool对象并未封装特有数据。
2:操作数组的每一个方法都没有用到ArrayTool对象中的特有数据。

这时就考虑，让程序更严谨，是不需要对象的。
可以讲ArrayTool中的方法定义成static的。直接通过类名. 方法名称即可。

将方法都静态后，可方便于使用，但是该类还是可以被其它程序建立对象的。
为了更为严谨，强制让该类不能建立对象。
可以通过将构造函数私有化完成。

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，就可以使用该类工具。

但是很遗憾，该类中到底有多少个方法，对方却不清楚，因为该类并没有使用说明。

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，该类提供了，获取最值、排序等功能。
@author 关军波
@version v1.1

*/
public class ArrayTool
{
	/**
	空参数构造函数。
	*/
	private ArrayTool(){}//构造函数私有化

	/**
	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)//取数组最大值
	{
		int max=0;
		for (int x=1;x<arr.length ;x++ )
		{
			if(arr[max]<=arr[x])
			{
				int temp=arr[max];
				arr[max]=arr[x];
				arr[x]=temp;
			}
			
		}
		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)//取数组最小值
	{
		int min=0;
		for (int x=1;x<arr.length ;x++ )
		{
			if(arr[min]>=arr[x])
			{
				int temp=arr[min];
				arr[min]=arr[x];
				arr[x]=temp;
			}
		}
		return arr[min];
	}

	/**
	给int数组进行选择排序
	@param arr 接收一个int类型的数组。
	
	*/
	public static void selectSort(int[] arr)//数组选择排序
	{
		for (int x=0;x<arr.length-1 ;x++ )
		{
			for (int y=x+1;y<arr.length ;y++ )
			{
				/*if(arr[x]>=arr[y])
				{
					int temp=arr[x];
					arr[x]=arr[y];
					arr[y]=temp;
				}*/
				swap(arr,x,y);
			}
			
		}
		printArray(arr);
		/*
		  System.out.print("[ ");
		  for (int x=0;x<arr.length ;x++ )
		  {	if(x!=arr.length-1)
				System.out.print(arr[x]+" ");
			else
				System.out.println(arr[x]+" ]");
	      }
		*/
		
	}

	/**
	给int数组进行冒泡排序
	@param arr 接收一个int类型的数组。
	
	*/
	public static void bubbleSort(int[] arr)
	{
		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])
				{
					int temp=arr[y];
					arr[y]=arr[y+1];
					arr[y+1]=temp;
				}*/
				swap(arr,y,y+1);
			}
		}
		printArray(arr);
		/*
		  System.out.print("[ ");
		  for (int x=0;x<arr.length ;x++ )
		  {	if(x!=arr.length-1)
				System.out.print(arr[x]+" ");
			else
				System.out.println(arr[x]+" ]");
	      }
		*/
      }

	 /**
	  用于打印数组中的元素。打印形式是：[element1 element2 ...]
	 */
	 public static void printArray(int[] arr )
	{	
		System.out.print("[ ");
		for (int x=0;x<arr.length ;x++ )
		{	if(x!=arr.length-1)
				System.out.print(arr[x]+" ");
			else
				System.out.println(arr[x]+" ]");
		}
	}
	/**
	给数组中的元素进行位置的置换。
	@param arr 接收一个int类型的数组。
	@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)//内部调用可以私有化
	{
		if(arr[a]>arr[b])
			{
				int temp=arr[a];
				arr[a]=arr[b];
				arr[b]=temp;
			}
	}

}

封装功能，制作java程序说明书

要求：获取数组中的最大值、最小值并用选择排序和冒泡排序对数组进行排序

{2,1,4,7,8,3,1}

思路：上面已将数组的这些功能进行了封装，我们只需调用即可

class ArrayToolDemo 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		int[] arr=new int[]{2,1,4,7,8,3,1};
		
		int max=ArrayTool.getMax(arr);
		System.out.println("max="+max);
		int min=ArrayTool.getMin(arr);
		System.out.println("min="+min);
		ArrayTool.selectSort(arr);
		System.out.println();
		ArrayTool.bubbleSort(arr);
	}
}

打印结果：

8、静态代码块

格式：static {静态代码块执行语句；}
特点：随着类的加载而执行，只执行一次，用于给类进行初始化的，优先于主函数
静态代码块-->执行完->-构造代码块->--执行完->-构造函数执行顺序

9、对象的初始化过程 Person p = new Person(“zhangsan”,20)，这句话都做了什么

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）在对内存中开辟空间，分配内存地址
4）在对内存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函数初始化
8）将内存地址给栈内存中的p变量

3.7 单例设计模式

设计模式：解决某一类问题最行之有效的方法，java有23中设计模式
单例设计模式：解决一个类在内存中只存在一个对象
想要保证对象唯一性：

1：先禁止其它程序建立该类对象，避免其它程序过多建立该类象（私有构造函数）
2：为了让其它程序可以访问到该类对象，只好在本类中自定义对象
3：为了方便其它程序对自定义对象的访问，可以对外提供一些访问方式

这三部怎么用代码体现呢？

1：将构造函数私有化
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

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，就可
将以上三步加上即可。

<span style="font-size:14px;">class Single
{
	private int age;

	private Single(){}//将构造函数封装，禁止其它类创建Single类对象
	private static Single s=new Single();//创建本类对象
	public static Single getInstance()//对外提供访问接口
	{
		return s;
	}
	public void setAge(int age)
	{
		this.age=age;
	}
	public int getAge()
	{
		return age;
	}

}

class SingleDemo
{
	public static void main(String[] args)
	{
		Single s1=Single.getInstance();
		Single s2=Single.getInstance();
		s1.setAge(20);
		System.out.println("age="+s2.getAge());//结果 20


	}
}
</span>

单例内存分布图

单例设计的两种模式：

<span style="font-size:14px;">/*
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 static Single s = new Single();
	private Single(){}
	public static Single getInstance()
	{
		return s;
	}
}
*/

//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)
		{
			synchronized(Single.class)//加入同步锁
			{				
				if(s==null)
					s = new Single();
			}
		}
		return s;
	}
}

//记录原则：定义单例，建议使用饿汉式。

class  SingleDemo1
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		System.out.println("Hello World!");
	}
}</span>

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