JAVA面向对象

1、面向对象

　　面向对象（Object Oriented）是一种新兴的程序设计方法，或者是一种新的程序设计规范(paradigm)，其基本思想是使用对象、类、继承、封装、多态等基本概念来进行程序设计。从现实世界中客观存在的事物（即对象）出发来构造软件系统，并且在系统构造中尽可能运用人类的自然思维方式。

2、对象

　　对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，它是构成系统的一个基本单位。一个对象由一组属性和对这组属性进行操作的一组服务组成。

　　类的实例化可生成对象，一个对象的生命周期包括三个阶段：生成、使用、消除。

　　当不存在对一个对象的引用时，该对象成为一个无用对象。Java的垃圾收集器自动扫描对象的动态内存区，把没有引用的对象作为垃圾收集起来并释放。当系统内存用尽或调用System.gc( )要求垃圾回收时，垃圾回收线程与系统同步运行。

3、类

　　类是具有相同属性和方法的一组对象的集合，它为属于该类的所有对象提供了统一的抽象描述，其内部包括属性和方法两个主要部分。在面向对象的编程语言中，类是一个独立的程序单位，它应该有一个类名并包括属性和方法两个主要部分。

　　Java中的类实现包括两个部分：类声明和类体。

　　类声明

1	[ public ][ abstract | final ] class  className [ extends  superclassName] [ implements  interfaceNameList]{……}

　　其中，修饰符public,abstract,final 说明了类的属性，className为类名，superclassName为类的父类的名字，interfaceNameList为类所实现的接口列表。

　　类体

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class  className{      [ public  | protected  | private  ] [ static ] [ final ] [ transient ] [ volatile ] type variableName; //成员变量      [ public  | protected  | private  ] [ static ] [ final  | abstract ] [ native ] [ synchronized ] returnType methodName([paramList]) [ throws  exceptionList]{          statements      } //成员方法 }

　　成员变量限定词的含义：

• static: 静态变量（类变量）
• final: 常量；transient: 暂时性变量，用于对象存档，用于对象的串行化
• volatile: 贡献变量，用于并发线程的共享

　　方法的实现也包括两部分内容：方法声明和方法体。

　　方法声明

　　方法声明中的限定词的含义：

• static: 类方法，可通过类名直接调用
• abstract: 抽象方法，没有方法体
• final: 方法不能被重写
• native: 集成其它语言的代码
• synchronized: 控制多个并发线程的访问

　　方法声明包括方法名、返回类型和外部参数。其中参数的类型可以是简单数据类型，也可以是复合数据类型（又称引用数据类型）。
　　对于简单数据类型来说，java实现的是值传递，方法接收参数的值，但不能改变这些参数的值。如果要改变参数的值，则用引用数据类型，因为引用数据类型传递给方法的是数据在内存中的地址，方法中对数据的操作可以改变数据的值。

　　方法体

　　方法体是对方法的实现，它包括局部变量的声明以及所有合法的Java指令。方法体中声明的局部变量的作用域在该方法内部。若局部变量与类的成员变量同名，则类的成员变量被隐藏。
　　为了区别参数和类的成员变量，我们必须使用this。this用在一个方法中引用当前对象，它的值是调用该方法的对象。返回值须与返回类型一致，或者完全相同，或是其子类。当返回类型是接口时，返回值必须实现该接口。

　　构造方法

• 构造方法是一个特殊的方法。Java 中的每个类都有构造方法，用来初始化该类的一个对象。
• 构造方法具有和类名相同的名称，而且不返回任何数据类型。
• 重载经常用于构造方法。
• 构造方法只能由new运算符调用

4、面向对象的基本特性

　　封装

　　封装性就是尽可能的隐藏对象内部细节，对外形成一道边界，只保留有限的接口和方法与外界进行交互。封装的原则是使对象以外的部分不能随意的访问和操作对象的内部属性，从而避免了外界对对象内部属性的破坏。

　　可以通过对类的成员设置一定的访问权限，实现类中成员的信息隐藏。

• private：类中限定为private的成员，只能被这个类本身访问。如果一个类的构造方法声明为private,则其它类不能生成该类的一个实例。
• default：类中不加任何访问权限限定的成员属于缺省的（default）访问状态，可以被这个类本身和同一个包中的类所访问。
• protected：类中限定为protected的成员，可以被这个类本身、它的子类（包括同一个包中以及不同包中的子类）和同一个包中的所有其他的类访问。
• public：类中限定为public的成员，可以被所有的类访问。

　　继承

　　子类的对象拥有父类的全部属性与方法，称作子类对父类的继承。

• Java中父类可以拥有多个子类，但是子类只能继承一个父类，称为单继承。
• 继承实现了代码的复用。
• Java中所有的类都是通过直接或间接地继承java.lang.Object类得到的。
• 子类不能继承父类中访问权限为private的成员变量和方法。
• 子类可以重写父类的方法，即命名与父类同名的成员变量。

　　Java中通过super来实现对父类成员的访问，super用来引用当前对象的父类。super 的使用有三种情况：

• 访问父类被隐藏的成员变量，如：super.variable;
• 调用父类中被重写的方法，如：super.Method([paramlist]),super()调用父类构造方法;
• 调用父类的构造函数，如：super([paramlist]);

　　多态

　　对象的多态性是指在父类中定义的属性或方法被子类继承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。这使得同一个属性或方法在父类及其各个子类中具有不同的语义。例如："几何图形"的"绘图"方法，"椭圆"和"多边形"都是"几何图"的子类，其"绘图"方法功能不同。

　　Java的多态性体现在两个方面：由方法重载实现的静态多态性（编译时多态）和方法重写实现的动态多态性（运行时多态）。

• 编译时多态：在编译阶段，具体调用哪个被重载的方法，编译器会根据参数的不同来静态确定调用相应的方法。
• 运行时多态：由于子类继承了父类所有的属性（私有的除外），所以子类对象可以作为父类对象使用。程序中凡是使用父类对象的地方，都可以用子类对象来代替。一个对象可以通过引用子类的实例来调用子类的方法。

　　重载（Overloading）

• 方法重载是让类以统一的方式处理不同数据类型的手段。
• 一个类中可以创建多个方法，它们具有相同的名字，但具有不同的参数和不同的定义。调用方法时通过传递给它们的不同参数个数和参数类型来决定具体使用哪个方法。
• 返回值类型可以相同也可以不相同，无法以返回型别作为重载函数的区分标准。

　　重写（Overriding）

• 子类对父类的方法进行重新编写。如果在子类中的方法与其父类有相同的的方法名、返回类型和参数表，我们说该方法被重写 (Overriding)。
• 如需父类中原有的方法，可使用super关键字，该关键字引用了当前类的父类。
• 子类函数的访问修饰权限不能低于父类的。

一、类和对象

（1）类：类是模子，确定对象将会拥有的特征(属性)和行为(方法)。

类的特点：类是具有相同属性和方法的一组对象的集合。

（2）对象

创建对象：类名 对象名 = new 类名()

使用对象：对象.属性   /   对象.方法名()

（3）成员变量与局部变量

成员变量：在类中定义，用来描述对象将要有什么。（作用域在整个类内部都是可见的）

局部变量：在类的方法中定义，在方法中临时保存数据。（作用域仅限于定义它的方法）

区别：

①作用域不用

②两类变量同名时，局部变量的优先级更高

③初始值不同：Java会给成员变量一个初始值，不会给局部变量赋予初始值

（4）构造方法：定义在Java中的一个用来初始化对象的方法。

①使用new+构造方法 创建一个新的对象。

②名称与类名相同且没有返回值。

③当没有指定构造方法时，系统会自动添加无参的构造方法。

④当有指定构造方法时，无论是有参、无参的构造方法，都不会自动添加无参的构造方法。

⑤构造方法可重载：方法名相同，但参数不同，调用时会自动根据不同的参数选择相应的方法。

⑥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（在构造函数中增加判断）。

（5）static静态变量（也称类成员）

①它属于整个类所有，而不是某个对象所有，被类的所有对象所共享。

②静态成员可使用类名直接访问，也可以使用对象名进行访问。

③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。

（6）static静态方法（也称类方法）

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。

②如果系统在静态方法中调用非静态变量，可通过创建类的对象，然后通过对象来访问非静态变量。

③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。

④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。

（7）初始化块

①普通初始化块

{

xxx = xxx;

}

②静态初始化块

static {

xxx = xxx;

}

③执行顺序：静态初始化块最先被执行-->普通初始化块-->构造方法

二、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类实现对隐藏信息的操作和访问。

（2）好处：只能同规定的方法访问数据，隐藏类的实现细节，方便修改和实现。

（3）实现步骤

① 修改属性的可见性：设为private

② 创建getter/setter方法：用于属性的读写

③ 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

（4）Java中的包

①作用：管理Java文件，解决同名文件的冲突

②必须放在Java源程序的第一行，包名间用"."号隔开

③包的使用：可以通过import关键字在某个文件中使用其它文件中的类，Java包的命名是全小写字母

（5）Java中的访问修饰符：可以修饰属性和方法的访问范围

①private：只能在本类中访问和使用。

②默认：能在本类和同包中访问和使用。

③protected：能在本类、同包、子类中使用。

④public：在本类、同包、子类、其它类中使用。

（6）Java中this关键字

代表当前对象

this.属性：操作当前对象的属性

this.方法：调用当前对象的方法

（7）内部类：定义在另外一个类里面的类。

作用：

①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。

②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。

③内部类所实现的功能使用外部类同样可以实现，只是有时候使用内部类更方便。

分类：成员内部类，静态内部类，方法内部类，匿名内部类。

（8）成员内部类(也称普通内部类)

①内部类定义在外部类内部，相当于外部类的一个成员变量的位置，内部类可以使用任意访问控制符。

②内部类中的方法可以直接访问外部类中的数据，而不受访问控制符的影响。

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()

④外部类不能直接使用内部类的成员和方法，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。

⑤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，可使用：外部类.this.对象名

（9）静态内部类(static修饰的内部类)

①静态内部类不能直接访问外部类的非静态成员，但可通过"new 外部类().成员"的方式访问

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。

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();

（10）方法内部类

方法内部类就是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。

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修饰符和static修饰符。

三、继承

（1）继承时类与类的一种关系，是一种"is a"的关系

（2）Java中的继承时单继承，只有一个父类

（3）class 子类 extends 父类

（4）方法的重写

① 子类可重写从父类继承的方法，当调用方法时会优先调用子类的方法。

② 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。

（5）继承的初始化顺序

① 初始化父类再初始化子类

② 属性的初始化在构造方法之前执行。

③ 父类的属性初始化-->父类的构造函数-->子类的属性初始化-->子类的构造函数

（6）final

① 可修饰类、方法、属性和变量

② final修饰类，则该类不允许被继承

③ final修饰方法，则该方法不允许被覆盖(重写)

④ final修饰属性，则该类的属性不会进行隐式初始化（类的初始化属性必须有值）或在构造方法中赋值（只能任选其一）

⑤ final修饰变量，则该变量的值只能赋一次值，即变为常量

（7）super关键字

在对象的内部使用，可以代表父类

（8）Object类是所有类的父类，如果一个类没有使用extends关键字明确标识继承另一个类，那么这个类默认继承Object类。

四、多态

继承是多态实现的基础。

（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。

（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继承的方法。

（3）引用类型转换

① 向上类型转换：隐式/自动类型转换，小类型到大类型的转换。（无风险）

② 向下类型转换：强制类型转换，是大类型到小类型。（有风险）

（4）抽象类

①应用场景：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。

②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限制规定子类必须实现某些方法，但不关注实现细节。

④ abstract定义抽象类

⑤abstract定义抽象方法，只有声明，不需要实现

⑥包含抽象方法的类是抽象类

⑦抽象类中可以包含普通的方法，也可以没有抽象方法

⑧抽象类不能直接创建，可以定义引用变量

（5）接口

① 接口可以理解为一种特殊的类，由全局常量和公共的抽象方法所组成。

② 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部数据，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些方法。

③接口定义的基本语法：

[修饰符] interface 接口名 [extends 父接口1, 父接口2]

{

零个到多个常量定义...

零个到多个抽象方法的定义....

} 

④Java中一个类只能有一个父类，不够灵活，可通过实现多个接口增加灵活性。

⑤接口中属性是常量，即使定义时不添加public static final修饰符，系统也会自动加上。

⑥接口中方法只能是抽象方法，系统会自动添加public abstract

（6）UML

①概念：统一建模语言或标准建模语言，支持模型化和软件系统开发的图形化语言，为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持。

②常用的UML图

用例图：能够以可视化的方式，表达系统如何满足所收集的业务规则，以及特定的用户需求信息。

序列图：用于安置交互发生的一系列顺序，显示对象之间的这些交互。

类图：UML类图、业务逻辑和所有支持结构被用于定义全部的代码结构