JAVA 入门第二季面向对象

最新推荐文章于 2021-08-12 18:26:49 发布

eluanshi12

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分类专栏： java基础知识

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本文深入讲解Java中的类和对象概念，探讨成员变量与局部变量的区别，构造方法的使用，以及静态成员的特点。此外，还详细介绍了封装、继承、多态等核心特性，并解析了抽象类与接口的应用场景。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

继承、封装、多态

第1章类和对象

成员变量与局部变量区别
1、作用域不同
局部变量的作用域仅限于定义他的方法。
成员变量的作用域在整个类内部都是可见的
2、初始值不同
Java会给成员变量一个初始值（默认为0，String默认为null）
Java不会给局部变量赋予一个初始值（不赋值会提示报错）
3、在同一个方法中不允许有同名局部变量
在不同的方法中，可以有同名局部变量
4、两类变量同名时，局部变量具有更高的优先级（就近原则—方法内部：局部变量会覆盖成员变量）

public class HelloWorld { 
    int a;
	String str="成员变量";// 声明成员变量
   
    public void asy() {
		 str="hello world";//相当于为成员变量赋值
		 //如果 成员变量str为final会很明显看出为其赋值时报错。
		 
	     //String str="hello world";仅仅相当于声明了一个重名的局部变量而已。与成员变量的原str无关
    	 System.out.println("asy()中str:"+str);
    	 System.out.println("asy()中a:"+a);
    }    
	 public void asy2(){  
		 //str="再次被修改"; 	输出asy2()中str:再次被修改
    	System.out.println("asy2()中str:"+str);
    	System.out.println("asy2()中a:"+a);
    }
    
    public static void main(String[] args) {            
        HelloWorld hello = new HelloWorld();
        hello.asy();
        hello2.asy2();     
    }
}
//1:如果 成员变量a和str都不赋值的时候  输出a:0 str:null（成员变量会默认赋值）

//2:asy()方法中String str="hello world"; （局部变量具有更高的优先级）
输出：
asy()中str:hello world
asy()中a:10
asy2()中str:成员变量
asy2()中a:0

//3、如果 成员变量str在asy()中赋值str="hello world";则原成员变量的值被覆盖（重新指向）
asy()中str:hello world
asy()中a:10
asy2()中str:hello world
asy2()中a:0

构造方法
1.使用new+构造方法创建一个新的对象（创建对象的时候，执行的是构造方法）
2.构造方法是定义在Java类中的一个用来初始化对象的方法
构造方法与类同名且没有返回值

//没有返回值
//
public 构造方法名（可以指定参数【是为了初始化成员变量，赋值】，也可以是无参的）{//构造方法名与类名相同
//初始化代码
}

new+构造方法

public class Telphone {
	private String name;
	private float screen;
//当没有指定构造方法时，系统会自动添加无参的构造方法
//当有指定构造方法时，无论有参、无参的构造方法，将不会自动添加无参的构造方法
	public Telphone(){
		System.out.println("无参的构造方法");
	}	
	//构造方法不但可以给对象的属性赋值，还可以保证给对象的属性赋一个合理的值
	public Telphone(String band,float newScreen){
		name=band;//给对象的属性赋值
		if(newScreen<3.5f){
		System.out.println("输入的屏幕尺寸过小，自动赋默认值3.5f");
		screen=3.5f;
		}else{
		screen=newScreen;
		}
		System.out.println("有参的构造方法，入参name："+name);
	}
}

public static void main(String[] args) {
		//通过无参的构造方法创建对象
		Telphone phone=new Telphone();//会打印出：无参的构造方法
		//通过有参的构造方法创建对象
		Telphone phone2=new Telphone("华为",1.5f);//输出结果：
		//输入的屏幕尺寸过小，自动赋默认值3.5f
		//有参的构造方法，入参name：华为
	}

构造方法的重载：
方法名相同
参数不同
调用时会根据不同的参数选择相应的方法。

static 使用之静态变量
Java 中被 static 修饰的成员称为静态成员或类成员。它属于整个类所有，而不是某个对象所有，即被类的所有对象所共享。静态成员可以使用类名直接访问，也可以使用对象名进行访问。

使用 static 可以修饰变量、方法和代码块。
这里写图片描述

输出结果
通过类名访问hobby：imooc
通过对象名访问hobby：imooc
通过类名访问hobby："爱慕课"（被修改了，注意与final的区别）

静态成员属于整个类，当系统第一次使用该类时，就会为其分配内存空间直到该类被卸载才会进行资源回收！

静态方法
1、静态方法中可以直接调用同类中的静态成员，但不能直接调用非静态成员。
如果希望在静态方法中调用非静态变量，可以通过创建类的对象，然后通过对象来访问非静态变量。

2、在普通成员方法中，则可以直接访问同类的非静态变量和静态变量

3、静态方法中不能直接调用非静态方法，需要通过对象来访问非静态方法。（静态方法中能直接调用静态方法）

静态初始化块只在类加载时执行，且只会执行一次，同时静态初始化块只能给静态变量赋值，不能初始化普通的成员变量。

public class HelloWorld { 
    String name; // 声明变量name
	String sex; // 声明变量sex
	static int age;// 声明静态变量age   
    // 构造方法
	public HelloWorld() { 
		System.out.println("通过构造方法初始化name");
		name = "tom";
	}
    // 初始化块
	{ 
		System.out.println("通过初始化块初始化sex");
		sex = "男";
	}    
    // 静态初始化块
	   static { 
		System.out.println("通过静态初始化块初始化age");
		age = 20;
	}    
	public void show() {
		System.out.println("姓名：" + name + "，性别：" + sex + "，年龄：" + age);
	}    
	public static void main(String[] args) {       
       System.out.println("创建hello对象");
        // 创建对象
		HelloWorld hello = new HelloWorld();
		// 调用对象的show方法
        hello.show();
        
        System.out.println("创建hello2对象");
        HelloWorld hello2 = new HelloWorld();  
        hello2.show();     
	}
}

输出结果：
通过静态初始化块初始化age
创建hello对象
通过初始化块初始化sex
通过构造方法初始化name
姓名：tom，性别：男，年龄：20

创建hello2对象
通过初始化块初始化sex
通过构造方法初始化name
姓名：tom，性别：男，年龄：20

静态初始化块–>普通初始化块–>构造方法。
由于静态初始化块只在类加载时执行一次，所以当再次创建对象hello2 时并未执行静态初始化块。

封装

**1.概念：**将类的某些信息隐藏在类内部，不允许外部程序直接访问，而是通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问
2、好处：
a。只能通过规定的方法访问数据
b。隐藏类的实例细节，方便修改和实现
3、封装的实现步骤
修改属性的可见性——设为private
创建getter/setter方法——用于属性的读写
在getter/setter方法中加入属性控制语句——对属性值的合法性进行判断

访问修饰符

访问修饰符	本类	同包	子类	其他
private	√
默认	√	√
protected	√	√	√
public	√	√	√	√

这里写图片描述

this关键字
this关键字代表当前对象
this.属性表示当前对象的属性
this.方法表示当前对象的方法

封装对象的属性的时候，常常会使用this关键字

**内部类（ Inner Class ）**就是定义在另外一个类里面的类。与之对应，包含内部类的类被称为外部类。

问：那为什么要将一个类定义在另一个类里面呢？清清爽爽的独立的一个类多好啊！！
答：内部类的主要作用如下：

内部类提供了更好的封装，可以把内部类隐藏在外部类之内，不允许同一个包中的其他类访问该类
内部类的方法可以直接访问外部类的所有数据，包括私有的数据
内部类所实现的功能使用外部类同样可以实现，只是有时使用内部类更方便

//外部类HelloWorld
public class HelloWorld {   
    // 内部类Inner，类Inner在类HelloWorld的内部
    public class Inner {        
		// 内部类的方法
		public void show() {
			System.out.println("welcome to imooc!");
		}
	}    
	public static void main(String[] args) {       
        // 创建外部类对象
		HelloWorld hello = new HelloWorld();
        // 创建内部类对象
		Inner i = hello.new Inner();
        // 调用内部类对象的方法
		i.show();
	}
}

内部类可分为以下几种：

成员内部类 --也称为普通内部类
静态内部类
方法内部类
匿名内部类

成员内部类

//外部类Outer
public class Outer{
    //外部类的私有属性name
    private String name = "imooc";
    //外部类的成员属性
    int age = 20;
    
	/*1、成员内部类Inner定义在 Outer 类的内部，相当于 Outer 类的一个成员变量的位置，
	Inner 类可以使用任意访问控制符，如 public 、 protected 、 private 等*/
	public class Inner {
		String name = "爱慕课";
        //内部类中的方法
		public void show() { 
	    /* 2、Inner 类中定义的show() 方法可以直接访问 Outer 类中的数据，而不受访问控制符的影响，
	    如直接访问 Outer 类中的私有属性age，name;*/
	    	System.out.println("外部类中的age：" + age);
		  /*如果外部类和内部类具有相同的成员变量或方法，内部类默认访问自己的成员变量或方法，
			如果要访问外部类的成员变量，可以使用 this 关键字。*/
			System.out.println("外部类中的name：" +Outer.this.name);
			System.out.println("内部类中的name：" + name);
		}
	} 
	//测试成员内部类
	public static void main(String[] args) {
        //创建外部类的对象
		Outer o = new Outer (); 
	    /*3、 定义了成员内部类后，必须使用外部类对象来创建内部类对象，而不能直接去 new 一个内部类对象,
	    即：【内部类 对象名 = 外部类对象.new 内部类( );】*/
		Inner inn = o.new Inner();
        //调用内部类对象的show方法
		inn.show();
	}
}

4、编译上面的程序后，会发现产生了两个 .class 文件:
Out$Inner.class
Outer.class
其中，第二个是外部类的 .class 文件，第一个是内部类的 .class 文件，即成员内部类的 .class 文件总是这样：外部类名$内部类名.class

注意：
1、外部类是不能直接使用内部类的成员和方法
可先创建内部类的对象，然后通过内部类的对象来访问其成员变量和方法。

静态内部类
static 修饰的内部类

//外部类
public class HelloWorld {
    // 外部类中的静态变量score
    private static int score = 84;
    private static int b = 99;
   // 外部类中的非静态变量a
    private String a="非静态成员";
    // 创建静态内部类
	public static class SInner {
        // 内部类中的变量score
        int score = 91;
		public void show() {
		/*2、如果外部类的静态成员与内部类的成员名称相同，可通过“类名.静态成员”访问外部类的静态成员；
		如果外部类的静态成员与内部类的成员名称不相同，则可通过“成员名”直接调用外部类的静态成员*/
		System.out.println("访问外部类中的score：" +HelloWorld.score);
		System.out.println("访问外部类中的b：" +b);
		/* 1、静态内部类不能直接访问外部类的非静态成员，但可以通过 new 外部类().成员 的方式访问 */
		System.out.println("访问外部类中的非静态成员a：" + new HelloWorld().a);	
		System.out.println("访问内部类中的score：" + score);
		}
	}

	// 测试静态内部类
	public static void main(String[] args) {
		 /*3、创建静态内部类的对象时，不需要外部类的对象，可以直接创建 内部类 对象名= new 内部类();*/
        SInner si=new SInner();
        // 调用show方法
		si.show();
	}
}

输出结果：
访问外部类中的score：84
访问外部类中的b：99
访问外部类中的非静态成员a：非静态成员
访问内部类中的score：91

方法内部类
☞内部类定义在外部类的方法中，方法内部类只在该方法的内部可见，即只在该方法内可以使用。

//外部类
public class HelloWorld {
    private String name = "爱慕课";
    // 外部类中的show方法
    public void show() { 
		// 定义方法内部类【内部类定义在外部类的方法中,且只在该方法内可以使用】
		class MInner {
			int score = 83;
			public int getScore() {
				return score + 10;
			}
		}
		// 创建方法内部类的对象
        MInner mi=new MInner();
        // 调用内部类的方法
        int newScore=mi.getScore();		
		System.out.println("姓名：" + name + "\n加分后的成绩：" + newScore);
	}
    
	// 测试方法内部类
	public static void main(String[] args) {
		// 创建外部类的对象
        HelloWorld mo=new HelloWorld();
        // 调用外部类的方法
		mo.show();
	}
}

注意：由于方法内部类不能在外部类的方法以外的地方使用，因此方法内部类不能使用访问控制符和 static 修饰符。

练习题

继承

1.继承的概念：
继承是类与类的一种关系，是一种"is a"的关系；
注：Java中的继承是单继承（也就是一个类只有一个父类）
2.继承的好处：
子类拥有父类的所有属性和方法（属性和方法的修饰符不能是private,private的属性和方法是不能继承的）

修饰符 class 子类 extends 父类
例如
public class  Dog extends Animal{

 }

方法的重写：
如果子类对继承父类的方法不满意，是可以重写父类继承的方法的，调用方法时会优先调用子类的方法。
规则：

返回值类型
方法名
参数类型及个数

都要与父类继承的方法相同，才叫方法的重写。

继承的初始化顺序
1，初始化父类再初始化子类
2，先执行初始化对象中的属性，再执行构造方法中的初始化
父类

public class Animal {
	public int age=10;
	public String name;
	public void eat(){
		System.out.println("动物具有吃的能力");
	}
	public Animal(){
		System.out.println("父类Animal执行构造方法");
		age=20;
	}
}

子类

public class Dog extends Animal{
	public void eat(){
		System.out.println("狗具有吃的能力");
	}
	public Dog(){
		//super();隐试写了一个父类的构造方法。如果显示调用，必须在子类构造方法的第一行
		System.out.println("子类Dog执行构造方法");
	}
}

测试

public static void main(String[] args) {
		Dog dog=new Dog();
		dog.eat();
//输出：
父类Animal执行构造方法
子类Dog执行构造方法
狗具有吃的能力
		Animal animal=new Animal();
		System.out.println("Animal age:"+animal.age);
//输出：
父类Animal执行构造方法
Animal age:20（将原来的属性值10覆盖掉了，所以是先属性初始化）
	}

final关键字放在访问修饰符之前。

选择题
如果用 final 修饰一个类的话，代表此类不可被继承。
不是静态类
能被实例化
能继承其他类

super关键字：
在对象的内部使用，可以代表父类对象
1、访问父类的属性
super.age
2、访问父类的方法
super.eat()

子类的构造过程中必须调用父类的构造方法
如果子类的构造方法中没有显示调用父类的构造方法，则系统默认调用父类无参的构造方法
如果显示的调用构造方法，必须在子类的构造方法的第一行
如果子类构造方法中既没有显示调用父类的构造方法，而父类又没有无参的构造方法（当有指定构造方法时，无论有参、无参的构造方法，将不会自动添加无参的构造方法），则编译出错。

Object 类
object类是所有类的父类，如果一个类没有使用extends关键字明确标示继承另外一个类，那么这个类默认继承object类。
object类中的所有方法，适合所有子类。
1.toString()方法
在object类里面定义toString()方法的时候返回的对象的哈希code码（对象地址字符串）
可以通过重写toString()方法表示出对象的属性
2.equals()方法
比较的是对象的引用是否指向同一块内存地址。
Dog dog = new Dog()
一般情况下比较两个对象是比较他的值是否一致，所以要进行重写。

Dog 类中的age属性
@override
public boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj)//引用的值（地址）是否相同【相等表示指向同一个对象】
			return true;
		if (obj == null)//不会比较2个null对象的 一个为null一个不为null肯定不相等
			return false;
		if (getClass() != obj.getClass())//判断2个对象的类型
			return false;
		Dog other = (Dog) obj;
		if (age != other.age)//属性值比较
			return false;
		return true;
	}

类的对象：关心对象属性值的信息-----数据信息。类对象：类的代码信息（属性，变量名，方法）
类对象与类的对象
没有重写 toString 方法的情况下直接用 print 打印对象，输出的是此对象的地址。
默认继承 Object 的 toString( ) 方法，输出对象地址。

多态

【继承是多态实现的基础】
对象的多种形态
1.引用多态
父类的引用可以指向本类的对象
父类的引用可以指向子类的对象【子类的引用不能指向父类的对象】
2.方法多态
创建本类对象时,调用的方法为本类方法
创建子类对象时,调用的方法为子类重写的方法或者继承的方法
【不能通过父类的引用调用子类独有的方法】

引用类型转换
1.向上（隐式/自动）小类型到大类型
2.向下（强制）大类型到小类型【有风险：数据溢出】
3.instanceof运算符，来解决引用对象的类型，避免类型转换的安全性问题【返回的是boolean值】

if（类 instanceof 类）{
//例如 if(animal instanceof cat)//animal是父类，cat是子类
//如果动物对象中含有Cat元素，则可以转换---->true
}

抽象类
1.语法定义
抽象类前使用abstract关键字修饰，则该类为抽象类。
2.应用场景：
a.在某些情况下，某个父类只是知道其子类应该包含怎样的方法，但无法准确知道这些子类如何实现这些方法。
b.从多个具有相同特征的类中抽象出一个抽象类，以这个抽象类作为子类的模板，从而避免了子类设计的随意性。
3.作用：
限制规定子类必须实现某些方法，但不关注实现细节。
4.使用规则
定义抽象类
定义抽象方法【抽象方法没有方法体】，只有声明，不需要实现。
包含抽象方法的类是抽象类
抽象类中可以包含普通的方法，也可以没有抽象方法
抽象类不能直接创建，可以定义引用变量

包含抽象方法的类一定是抽象类，抽象类和抽象方法都需要添加关键字 abstract，且顺序为 abstract class
接口中方法不能有方法体，同时方法的访问修饰符不能是 private 和 protected

父类

public abstract class Telphone {
	public abstract void call();
	public abstract void message();
	}

子类

public class Cellphone extends Telphone{
	@Override
	public void call() {
		System.out.println("通过键盘来打电话");
	}
	@Override
	public void message() {
		System.out.println("通过键盘来发信息");		
	}
}

public class SmartPhone extends Telphone {
	@Override
	public void call() {
		System.out.println("通过语音来打电话");
	}
	@Override
	public void message() {
		System.out.println("通过语音来发短信");
	}
}

测试

		Telphone tel=new Cellphone();
		tel.call();
		tel.message();
		
		Telphone tel2=new SmartPhone();
		tel2.call();
		tel2.message();
//输出
通过键盘来打电话
通过键盘来发信息

通过语音来打电话
通过语音来发短信

接口

接口可以理解为一个特殊的类，由全局常量和公共的抽象方法组成

类是一种具体实现体，而接口定义了某一批类所需要遵守的规范，接口不关心这些类的内数据，也不关心这些类里方法的实现细节，它只规定这些类里必须提供某种方法。

定义类使用class，定义接口使用interface

【访问修饰符】【abstract如果没写，系统会默认加上】 interface 接口名【extends 父接口1，父接口2】{
0个到多个常量定义。。。。。
【属性是常量，即使定义时不添加 public static final修饰符，系统也会自动加上】
0个到多个抽象方法的定义。。。。
【接口中的方法只能是抽象方法，总是使用，即使定义时不添加public abstract 修饰符，系统也会自动加上】
}

接口是用来被继承、被实现的，访问修饰符一般建议使用public
不能使用private和protected

接口使用
一个类可以实现一个或多个接口，实现接口使用implements。Java中一个类只能继承一个父类，是不够灵活的，通过实现多个接口可以做补充

修饰符 class 类名 extends 父类 implements 接口1,接口2...
{
类体部分//如果继承了抽象类，需要实现继承的抽象方法；要实现接口中的抽象方法
}
如果要继承父类（extends 父类），继承父类必须在实现接口（implements 接口）之前

定义一个接口

//用户如果没有手动写上（abstract ）的话，系统都会自动添加。一般abstract通常都不写
public  interface IpayGame {//接口都是抽象类abstract
	//属性都是static final
	public void payGame();//方法也是abstract
}

public class Psp implements IpayGame {
	@Override
	public void payGame() {
		System.out.println("Psp具有了玩游戏的功能");
	}
}

public class SmartPhone extends Telphone implements IpayGame{
	@Override
	public void call() {
		System.out.println("通过语音来打电话");
	}
	@Override
	public void message() {
		System.out.println("通过语音来发短信");
	}
	@Override
	public void payGame() {
		System.out.println("SmartPhone具有了玩游戏的功能");
	}
}

测试

//接口引用===指向===一个实现的对象
//接口的引用（IpayGame ip1）可以指向一个实现接口的对象（new SmartPhone()）
IpayGame ip1=new SmartPhone();
ip1.payGame();
IpayGame ip2=new Psp();
ip2.payGame();
输出：
SmartPhone具有了玩游戏的功能
Psp具有了玩游戏的功能

匿名内部类：没有名字的内部类。多用于关注实现而不关注实现类的名称
接口在使用过程中常与匿名内部类配合使用。

Interface i=new Interface(){
    public void method(){
        System.out.println("匿名内部类实现接口的方式");
};

测试

IpayGame ip3=new IpayGame(){
	public void payGame() {
		 System.out.println("使用匿名内部类的方式实现接口 方式1");
	}
};
ip3.payGame();
//直接new接口也可以调用方法
new IpayGame(){
	public void payGame() {
		 System.out.println("使用匿名内部类的方式实现接口 方式2");
	}
}.payGame();
//输出：
使用匿名内部类的方式实现接口 方式1
使用匿名内部类的方式实现接口 方式2

UML简介