黑马程序员JAVA笔记3--面向对象

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面向对象

一、面向对象概念

（1）面向对象概念

面向对象是相对面向过程而言，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。代表语言：C语言。
例子：把大象装进冰箱
1. 打开冰箱。
2. 存储大象。
3. 关上冰箱。
"打开"、"存储"、"关上"都是功能行为，在代码中的直观体现就是函数或者方法，这就是一种面向过程的以功能行为为主体的思想体现。
面向对象：
将功能封装进对象，强调具备了功能的对象。代表语言：Java、C++、C#。
例子：把大象装进冰箱
1. 冰箱打开。
2. 冰箱存储。
3. 冰箱关闭。
可以看到，所有的操作都是以"冰箱"为主体，而不是功能行为。也就是说冰箱自己已经具备"打开"、"存储"、"关上"的行为功能，我们只需要让冰箱执行它具备的功能就可以了。这就是一种面向对象的以执行功能的对象为主体的思想体现。
（2）面向对象的特点
是一种符合人们思考习惯的思想，可以将复杂的事情简单化，将程序员从执行者转换成了指挥者。
完成需求时：
1. 先要去找具有所需的功能的对象来用。
2. 如果该对象不存在，那么创建一个具有所需功能的对象。
这样可以简化开发并提高复用。
（3）面向对象开发，设计，特征
开发的过程：
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。
面向对象的特征：
封装(encapsulation)
继承(inheritance)
多态(polymorphism)

二、类与对象之间的关系

使用计算机语言就是不断地在描述现实生活中的事物。
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。
对象即是该类事物实实在在存在的个体。

（1）类与对象（图例）

可以理解为：类就是图纸，汽车就是堆内存中的对象。
对于同一类事物可以抽取它们的共性的内容，定义在类中。如：生活中的汽车，每一台车都有轮胎数和颜色。
那么在通过java描述汽车这类事物时，就可以将这两个共性属性作为类中的属性进行定义。
通过该类建立的每一个汽车实体都具有该属性，并可以有对象特有的属性值。

（2）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，体重等属性，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：对应类中的成员函数。
   定义类其实在定义类中的成员(成员变量和成员函数)。

（3）成员变量和局部变量的区别？
成员变量：
1. 成员变量定义在类中，在整个类中都可以被访问。
2. 成员变量随着对象的建立而建立，随着对象的消失而消失，存在于对象所在的堆内存中。
3. 成员变量有默认初始化值。
 局部变量：
1. 局部变量只定义在局部范围内，如：函数内，语句内等，只在所属的区域有效。
2. 局部变量存在于栈内存中，作用的范围结束，变量空间会自动释放。
3. 局部变量没有默认初始化值。

（4）创建对象，使用对象
示例：

1. //对Car这类事物进行描述
2. class Car
3. {
4.      //成员变量
5.      String color = "red";
6.      int num = 4;
7.      //成员方法
8.      void show()
9.      {
10.         //临时变量
11.         int num = 10;
12.         //输出临时变量的值
13.        System.out.println("color = " +color +"...num = " +num);
14.      }
15. }
16. 
17. class CarDemo
18. {
19.      public static void main(String[] args)
20.      {
21.         //通过new关键字，建立对象
22.         //c就是一个类类型的引用变量，指向了该类的对象
23.         Car c = new Car();
24.         //对对象的属性进行修改
25.         c. color = "black" ;
26.         //输出成员变量的默认值
27.         System.out.println(c.num );
28.         //通过对象.成员的形式来使用对象的功能
29.         c.show();
30.      }
31. }

（5）对象内存结构
示例：
Car c1 = new Car();
c1.color="blue";
Car c2 = new Car();
只要是用new操作符定义的实体就在会堆内存中开辟一个新的空间，并且每一个对象中都有一份属于自己的属性。
通过对象.对象成员的方式操作对象中的成员，对其中一个对象的成员进行了修改,和另一个对象没有关系。
需要提到的是c1、c2都是对实体的引用变量，如果执行c2 = c1，那么c2也就指向了c1引用的实体。c2原来引用的实体因为没有被引用变量引用，就会被垃圾回收器回收。

（6）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时；2. 匿名对象可以作为实际参数进行传递。

 

三、封装
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。
好处：
1. 将变化隔离。
2. 便于使用。
3. 提高重用性。
4. 提高安全性。
封装原则：
1. 将不需要对外提供的内容都隐藏起来。
2. 把属性都隐藏，提供公共方法对其访问。
注释：    

1、私有仅仅是封装的一种体现而已。
 2、private关键字：是一个权限修饰符，用于修饰成员(成员变量和成员函数)，被私有化的成员只在本类中有效。
3、常用场景之一：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。

 

四、构造函数

特点：

1、函数名与类名相同。
2、不用定义返回值类型。
3、没有具体的返回值。
注释：   
在构造函数前面加上返回值就只是一般函数了。
作用：给对象进行初始化。
1、一般函数和构造函数什么区别呢？

构造函数：对象创建时，就会调用与之对应的构造函数，对对象进行初始化。
一般函数：对象创建后，需要函数功能时才调用。
构造函数：对象创建时，会调用并且只调用一次。
一般函数：对象创建后，可以被调用多次。
2、创建对象都必须要通过构造函数初始化。
一个类中如果没有定义过构造函数，那么该类中会有一个默认的空参数构造函数。
如果在类中定义了指定的构造函数，那么类中的默认构造函数就没有了。
3、多个构造函数是以重载的形式存在的。

五、this关键字

this代表其所在函数所属对象的引用。换言之，this代本类对象的引用。
当成员变量和局部变量重名，可以用关键字this来区分，this就是所在函数所属对象的引用。
简单说，哪个对象调用了this所在的函数，this就代表哪个对象。一般方法调用默认加this。
什么时候使用this关键字呢？
当在函数内需要用到调用该函数的对象时，就用this。

注释：

通过this在构造函数中调用其他构造函数的时候，只能定义在构造函数的第一行，因为初始化动作要先执行，否则就会报错。

 

六、static关键字

static关键字：用于修饰成员（成员变量和成员函数）。
被修饰后的成员具备以下特点：
1、随着类的加载而加载。
2、优先于对象存在。
3、被所有对象所共享。
4、可以直接被类名调用。
成员变量和静态变量的区别？
1. 两个变量的生命周期不同
成员变量随着对象的创建而存在，随着对象被回收而释放。
静态变量随着类的加载而存在，随着类的消失而消失。
2. 调用方式不同
成员变量只能被对象调用。
静态变量可以被对象调用，还可以被类名调用。

3. 别名不同
成员变量也称为实例变量。
静态变量也称为类变量。
4. 数据存储位置不同
成员变量存储在堆内存的对象中，所以也叫对象的特有数据。
静态变量数据存储在方法区（共享数据区）的静态区，所以也叫对象的共享数据。

使用注意：
1. 静态方法只能访问静态成员，如果访问非静态成员，就会报错！
原因：静态方法和变量存在的时候，对象还不存在，非静态变量也不存在，肯定无法访问。
注释：
非静态方法既可以访问静态成员，又可以访问非静态成员。
2、静态方法中不可以写this，super关键字。
原因：静态方法存在的时候，对象还不存在，this代表的就是调用方法的那个对象，既然不存在，肯定不可以写在静态方法中。
3、主函数是静态的，主函数特殊之处：
1. 格式是固定的。
2. 被jvm所识别和调用。

主函数各成分解析：
public：权限必须是最大的，被jvm调用。
tatic：不需要对象调用，直接用主函数所属类名调用即可。 命令行窗口中输入：java StaticDemo，实际上就是在执行StaticDemo.main();。
void：主函数不需要具体的返回值。
main：函数名，不是关键字，只是一个jvm识别的固定的名字。
String[] args：这是主函数的参数列表，是一个数组类型的参数，而且元素都是字符串类型。
静态什么时候用？

1. 静态变量
当分析对象中所具备的成员变量的值都是相同时，这时这个成员就可以被静态修饰。
只要数据在对象中都是不同的，就是对象的特有数据，必须存储在对象中，是非静态的。
如果是相同的数据，对象不需要做修改，只需要使用即可，不需要存储在对象中，定义成静态的。
 2. 静态函数
函数是否用静态修饰，就参考一点，就是该函数功能是否需要访问到对象中的特有数据。
简单点说，从源代码看，该功能是否需要访问非静态的成员变量，如果需要，该功能就是非静态的。
如果不需要，就可以将该功能定义成静态的。当然，也可以定义成非静态，但是非静态需要被对象调用。
如果没有访问特有数据的方法，该对象的创建是没有意义。
静态代码块：
随着类的加载而执行，而且只执行一次。
作用：用于给类进行初始化。  

构造代码块：

作用：可以给所有对象进行初始化。

七、数组工具类

示例：

1. public class ArrayTool{
2.        //该类中的方法都是静态的，所以该类是不需要创造对象的
3.        //为了保证不让他人创建该类对象，可以将构造函数私有化
4.        private ArrayTool(){}
5. 
6.        //获取整型数组的最大值
7.        public static int getMax(int[] arr){
8.              int maxIndex = 0;
9.              for(int x = 1; x < arr.length; x++){
10.                    if(arr[x] > arr[maxIndex])
11.                         maxIndex = x;
12.              }
13.              return arr[maxIndex];
14.       }
15. 
16.        //对数组进行选择排序
17.        public static void selectSort(int[] arr){
18.              for(int x = 0; x <arr.length -1; x++){
19.                    for(int y = x + 1; y < arr.length; y++){
20.                          if(arr[x] > arr[y])
21.                                swap(arr,x,y);
22.                    }
23.              }
24.        }
25. 
26.        //用于给数组进行元素的位置置换。
27.        private static void swap(int[] arr, int a,int b){
28.              int temp = arr[a];
29.             arr[a] = arr[b];
30.             arr[b] = temp;
31.        }
32. 
33.        //获取指定的元素在指定数组中的索引
34.        public static int getIndex(int[] arr, int key){
35.              for(int x = 0; x < arr.length; x++){
36.                    if(arr[x] == key)
37.                          return x;
38.             }
39.              return -1;
40.       }
41. 
42.        //将int 数组转换成字符串，格式是：[e1,e2,...]
43.        public static String arrayToString(int[] arr){
44.             String str = "[";
45. 
46.              for(int x = 0; x < arr.length; x++){
47.                    if(x != arr.length - 1)
48.                         str = str + arr[x] + ",";
49.                    else
50.                         str = str + arr[x] + "]";
51.             }
52.              return str;
53.       }
54. }
55. 
56. class ArrayToolDemo{
57.       //保证程序的独立运行
58.        public static void main(String[] args){
59.             int[] arr = {4,8,2,9,7,72,6};
60. 
61.             int max = ArrayTool.getMax(arr);
62.             System.out.println("max = " + max);
63.             int index = ArrayTool.getIndex(arr,10);
64.             System.out.println("index = " + index);
65.       }
66. }

 

八、单例设计模式

设计模式：对问题行之有效的解决方式，其实，它是一种思想。
单例设计模式解决的问题：就是可以保证一个类在内存中的对象唯一性。
比如多个程序使用同一个配置信息对象时，就需要保证该对象的唯一性。

如何保证对象唯一性呢？
1、不允许其他程序用new创建该类对象。
2、在该类创建一个本类实例。
3、对外提供一个方法让其他程序可以获取该对象。
步骤：
1、私有化该类构造函数。
2、通过new在本类中创建一个本类对象。
3、定义一个公有的方法，将创建的对象返回。
示例（饿汉式）：

1. class Single{
2.        //类已加载，对象就已经存在了
3.        private static Single s = new Single();
4. 
5.        private Single(){}
6. 
7.        public static Single getInstance(){
8.              return s ;
9.       }
10. }
11. 
12. class SingleDemo{
13.        public static void main(String[] args){
14.             Single s1 = Single.getInstance();
15.             Single s2 = Single. getInstance();
16.             System.out.println(s1 == s2);
17.       }
18. }

注释：

之所以不用Single.s;的方式获取Single对象，而采用getInstance获取是因为在getInstance方法中我们可以做一些判断来决定是否返回Single的对象，也就是实现了对单例对象的可控。所以，给Single的构造方法加上了private限制，禁止使用者直接采用Single.s;的方式获取。
示例（懒汉式）：

1. class Single{
2.        //类加载进来，没有对象，只有调用了getInstance方法时，才会创建对象
3.        //延迟加载形式
4.        private static Single s = null;
5. 
6.        private Single(){}
7. 
8.        public static Single getInstance(){
9.              if(s == null)
10.                    s = new Single();
11.              return s ;
12.       }
13. }
14. 
15. class SingleDemo{
16.        public static void main(String[] args){
17.             Single s1 = Single. getInstance();
18.             Single s2 = Single. getInstance();
19.             System.out.println(s1 == s2);
20.       }
21. }