java基础之面向对象

面向对象：其实也是一种解决问题的方案。在遇到需求，首先不是去分析怎么去解决需求中的功能，而是去找有没有已经存在解决需求中问题的功能(这些解决问题的功能封装在类中)，如果有，就直接使用已经存在的功能；如果没有，就创建一个新的类，在类中书写解决问题的功能(函数)。在面向对象的思想中，开发人员属于调用者（指挥者）

 一、理解面向对象

        我们知道c语言是一门面向过程的语言，那么面向对象就是相对面向过程而言的。如把大象装进冰箱，c语言强调的是功能行为：打开冰箱——>把大象装进冰箱——>关闭冰箱。而Java面向对象的思想就是强调具有功能的对象：冰箱打开，冰箱存储，冰箱关闭。感觉上就是过程是你自己亲自在做，而面向对象却是你指挥着对象去做。面向对象和面向过程都是一种思想，就看自己怎么想了，面向对象是基于面向过程的。

面向对象的特点：

        1. 是一种符合人们思考习惯的思想

        2. 可以将复杂的事情简单化

        3.将程序员从执行者转换成了指挥者

        4. 完成需求时：

                a)先要去找具有所需的功能的对象来用。

                b) 如果该对象不存在，那么创建一个具有所需功能的对象。

                c) 这样简化开发并提高复用。

        在Java的开发过程，其实就是不断的创建对象，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。

面向对象的三个特征：

        封装（encapsulation）   继承（inheritance）   多态（polymorphism）

面向对象的最高境界：万物皆对象（面试时慎用）。

 

二、类与对象

1、类与对象的关系

类的定义：

       使用计算机语言就是不断的描述现实生活中的事物，而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。

       生活当中描述事物无非就是描述事物的属性和行为。如：人的身高，体重等属性；讲话跑步等行为。Java则是用类class来描述对象的属性和行为。定义类其实就是在定义类中的成员（成员变量和成员函数）。

       属性：对应类中的成员变量。

       行为：对应类中的成员函数。   

而对象即是该类事物实实在在存在的个体。

如：

class Person  
{  
    int age;  
    private void speak()  
    {  
        System.out.println("age="+age);  
    }  
}  

以上程序就定义了一个以人为对象的类，其中人这个对象具有年龄的属性，还具有说话的功能。而创建一个对象的格式：

       Person p = new Person()；

这样就创建了一个人物对象，修改属性和使用功能的格式：

       p.age=20;//对对象属性的修改

       p.speak();//使用对象的功能

2、成员变量和局部变量

       之前我们用到的基本都是局部变量，现在我们将会使用成员变量。其实它两都是变量，规范写法上也没啥区别，都是标识符，但是在作用范围和内存中分配不同。

区别：

       成员变量：

                a)成员变量定义在类中，在整个类中都可以被访问。

                b) 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。

                c) 成员变量有默认初始化值。

       局部变量：

                a) 局部变量只定义在局部范围内，如：函数内，语句内等。

                b) 局部变量存在于栈内存中。

                c) 作用的范围结束，变量空间会自动释放。

                d) 局部变量没有默认初始化值。

3、匿名对象

        匿名对象是对象的简化形式。

       匿名对象两种使用情况

                1、当对对象方法仅进行一次调用的时。

                2、匿名对象可以作为实际参数进行传递。

例： new Car();

注：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。

 

三、对象的封装

1、 概念

       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

        a）将变化隔离。

        b）便于使用。

        c）提高重用性。

        d）调高安全性。

3、 原则

        a)  将不需要对外提供的内容都隐藏起来。

        b)  把属性都隐藏，提供公共方法对其访问。

4、 封装的表现形式之一——private（私有）

        private关键字：权限修饰符；用于修饰类中的成员（成员变量，成员函数）；私有只在本类中有效。

       常用之一：

                将成员变量私有化，对外提供对应的set，get方法对其进行访问。提高对数据访问的安全性。

        如：我有一个人对象，而年龄这一属性我不想被对象访问，我就可以将其设为private。

人物对象程序：

class Person//描述人物对象的类  
{  
    private int age;//人对象的年龄属性  
    public void setAge(int a)//提供访问方法，并判断是否有效  
    {  
        if(a>0 && a<130)  
        {  
            age = a;  
            speak();  
        }  
        else  
            System.out.println("feifa age");  
    }  
  
    public int getAge()//提供获取方法  
    {  
        return age;  
    }  
    private void speak()//对象的说功能  
    {  
        System.out.println("age="+age);  
    }  
}  
  
class PersonDemo    
{  
    public static void  main(String[] args)  
    {  
        Person p = new Person();//创建人物对象  
        p.setAge(-40);//利用封装提供的访问方法进行修改年龄属性  
        p.speak();  
    }  
}  

四、对象知识——构造函数

1、 特点：

        a） 函数名与类名相同。

        b） 不用定义返回值类型。

        c） 不可以写return语句。

2、 作用：

        给对象进行初始化。

3、构造函数的小细节：

        当一个类中没有定义构造函数时，那么系统就会默认给该类加入一个空参数的构造函数。当在类中自定义了构造函数后，默认的构造函数就没有了。

4、构造函数和一般函数在写法上有不同。

在运行上也有不同：

        构造函数式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，给是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。

5、什么时候定义构造函数？

        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。

6、构造代码块

       作用：给对象进行初始化。对象一建立就运行，而且优先于构造函数运行。

和构造函数的区别：

       构造代码块是给所以对象进行初始化。

       而构造函数是给对应的对象初始化。

构造代码块中定义的是不同对象共性的初始化内容。

 

五、对象知识点——this关键字

先看一个小程序：

class Person  
{  
    private String name;  
    private int age;  
    Person(int age)//局部变量时age，成员变量也是age  
    {  
        this.age = age;//this能够很好区分  
    }  
    Person(String name)  
    {  
        this.name = name;//这里用this表示调用构造方法的对象  
    }  
    Person(String name,int age)  
    {  
        this.name = name;  
        this.age = age;  
    }  
  
    public void speak()  
    {  
        System.out.println("name="+name+"...age="+age);  
        show();  
    }  
    public void show()  
    {  
        System.out.println(this.name);  
    }  
}  

 以上程序综合了构造函数和this的用法。看上去，是用于区分局部变量与成员变量同名情况。

       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。

this的应用：

       当定义类中功能时，该函数内部要用到调用该函数的对象时，这时用this来表示这个对象。

       但凡本类功能内部使用到了本类对象，都用this表示。

this语句：

       用于构造函数之间进行互相调用。如：this(name);

        thi语句只能定义在构造函数的第一行。因为初始化要先执行。

对this的概括总结：

        this的两种用法：1、用于区分同名变量的情况，说的成员和局部同名的时候；2、用于构造函数间调用。

注：一般函数不能直接调用构造函数，因为this语句不能用在一般函数中，只能用在构造函数间。

 

六、对象知识点——static（静态）关键字

        static是一个修饰符，用于修饰成员（成员变量和成员函数）。当成员被静态修饰后，就多了一个调用方式，除了可以被对象调用外，还可以直接被类名调用。格式：类名.静态成员。

static特点：

        1、随着类的加载而加载。

              也就是说：静态会随着类的消失而消失，说明它的生命周期最长。

        2、优先于对象存在。明确一点：静态是先存在。对象是后存在。

        3、被所有对象所共享。

        4、可以直接被类名所调用。

       由于静态成员可以直接被类名调用，因此静态成员变量又称为类变量。而非静态成员变量又被称为实例变量。

实例变量和类变量的区别：

        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。

静态有利有弊：

        利处：对对象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都存储一份。可以直接被类名调用。

        弊端：生命周期过长。

                   访问出现局限性。（静态虽好，只能访问静态）。

静态需要清楚的几个小问题：

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（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。

2、什么时候定义静态函数呢？

        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。

静态使用注意事项：

        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、主函数是静态的。

静态代码块：

       格式：

              static

              {

                           静态代码块中的语句。

              }

特点：随着类的加载而执行，执行一次。并优先于主函数。用于给类进行初始化。

类的加载过程：

1、 在创建对象时，会先判断对象所属的类型(类)在内存中是否存在，如果存在则直接使用；如果不存在，则把类加载到内存中的方法区下

2、 在把类(.class)加载到方法区时，分两种情况：

2.1、从.class文件的上面向下依次加载内容

2.2、静态的内容加载到方法区的静态区域下

非静态内容加载到方法区的非静态区域下

3、 当.class中的内容全部加载到方法区后，会对静态区域下的所有静态变量进行默认初始化

4、 当所有的静态变量默认初始化完成之后，再对静态变量进行显式初始化

5、 在对所有的静态变量显式初始化完成之后，会调用静态代码块进入到栈中执行

6、 只有在所有的静态代码块全部执行（按照静态代码块在.class文件中的先后书写顺序执行）完之后，整个.class的加载才完成。

对象创建过程：

1、 在堆中开辟一块空间，在开辟完后，给空间分配一个地址

2、 当空间分配地址后，把所有的非静态成员全部加载到开辟的空间下

3、 当所有的非静态成员全部加载完成之后，对所有的非静态成员变量进行默认初始化

4、 在所有的非静态成员变量默认初始化完成之后，调用该对象的构造函数进入到栈中执行

5、 在栈中构造函数执行时，会分为两部分：

5.1、 第一部分：隐式三步 

        1、执行super()语句

        2、显式初始化所有的非静态成员变量

        3、把构造代码块加到栈中执行

5.2、第二部分：在隐式三步，执行完之后，才会执行构造函数中所书写的代码

在整个构造函数全部执行完之后，才会把空间的地址交给对象引用

 

 

七、单例设计模式

设计模式的概念：解决某一问题最行之有效的方法。java中共有23种设计模式。

接下来我们讲解其中的一种：单例设计模式。

单例设计模式的作用：使一个类在内存中只存在一个对象。

用代码实现单例设计模式需要做三部：

        1、将构造函数初始化。

              例：private Single(){}

        2、在类中创建一个本类对象。

              例：private static Single s= newSingle（）；

        3、提供一个访问方法可以获取到该对象。

              例：public static Single getInstance（）

                     {

                            returns;

                      }

单例设计模式只是为了保证内存中的对象唯一，其他在类中该怎么描述吗，还是怎么描述。

单例设计模式有两种写法：

        1、饿汉式：也就是刚三部中的示例语句。它的特点是先初始化对象。如：Single类一进内存，就已经创建好了对象。在实际开发中，出于安全考虑，建议使用饿汉式。

完整代码如下：

class Single  
{  
     private static Single s=new Single（）；  
     private Single（）{}  
     public static Single getInstance（）  
     {  
          return s；  
     }  
}  

2、懒汉式：它的特点对象是方法被调用时，才初始化，这也叫对象的延时加载。如：在以下完整代码中，Single类进内存，对象还没有存在，只有调用了getInstance()方法时，才创建对象。

完整代码如下：

class Single  
{  
     private static Single s=null；  
     private Single（）{}  
     public static Single getInstance（）  
     {  
          if（s==null）   
               s=new Single（）；  
          return s；  
     }  
}