面向对象编程---类与对象_用类和对象面向对象编程-优快云博客

本文介绍了面向对象编程的三大特征：封装、继承和多态，并详细阐述了类与对象的概念、定义与使用，包括对象内存分析、引用传递和封装。同时，讨论了构造方法的重要性以及匿名对象的应用。

1 面向对象编程简介

1.1 面向对象编程的三大特征

封装性：将客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或对象操作，对不可信的进行信息隐藏。简而言之就是，内部操作对外部而言不可见（保护性）。
继承性：可使用现有类的所有功能，并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展。
多态性：一个类实例的相同方法在不同情形下有不同表现形式。多态机制使具有不同内部结构的内部对象可以共享相同的外部接口。

1.2 面向对象名词扩展

OOA：面向对象分析
OOD：面向对象设计
OOP：面向对象编程

2 类与对象的定义与使用

2.1 基本概念

所谓的类就是指共性的概念，而对象指的是一个具体的、可以操作的事物。

首先产生类（类是生产对象的蓝图），而后才可以产生对象。对象的所有行为，一定在类中进行了完整的定义。

类的组成:

方法（操作的行为）
属性（变量，描述每个对象的具体特点）

2.2 定义与使用

定义类的语法如下：

class 类名称{
    属性1;
    属性2;
    属性n...;

    方法1(){}
    方法2(){}
    方法n(){}...
}

如上便是类的一个类的完整定义，此时的方法不再是由主类直接调用，而需要对象调用。

例：Student类的定义

有了类（蓝图），我们就可以定义（生产）对象了。

生产对象的语法：

类名称对象名称 = new 类名称();

以Student为例，我们可以产生一个Student类的实例（对象）

Student stu = new Student("Tom"，20);

通过对象调用实例变量与实例方法

Student stu = new Student("Tom",20);

System.out.println(stu.getInfo());

注意：只要出现了关键字new，就开辟了内存。

Java中，所谓的性能调优，调整的就是内存问题。

2.3 对象内存分析

栈内存（虚拟机局部变量表）：存放局部变量（编译时期基本数据类型、堆内存地址，即对象的名称），Java栈是与线程对应起来的，每当创建一个线程，JVM就会为这个线程创建一个对应的Java栈。
堆内存：保存真正的数据。即对象的属性信息。

我们可以通过代码和内存分析图来清楚的分析这两部分内存。

main方法中第一行出现了关键词new,表明在堆上分配了内存，并产生了Student类的对象stu引用这部分内存。

经过下面两句代码：

stu.name = "李四"；

stu.age = 20;

通过stu引用设置堆中属性值，内存图变化如下：

对象（引用数据类型）必须在实例化以后调用，否则会产生"NullPointerException"(运行时错误)，编译时不会出错。

NullPointerException：此类异常只有引用数据类型（数组、类、接口）才会产生，以后出现此类异常，就根据出错位置查看引用类型变量是否初始化。

2.4 引用传递分析

本质：一块堆内存可以被多个栈内存所指向

Student stu1 = new Student();

Student stu2 = new Student();

stu2 = stu1;

执行上述代码后的内存分析图如下：

垃圾内存：没有任何栈指向的堆内存空间。

所有的垃圾空间会不定期GC，GC会影响性能，所以在开发中一定要控制好对象的产生数量。

3 封装和构造方法

3.1 private实现封装

若类中属性直接暴露给兑现对象操作，存在不安全问题（由于对象可以直接操作类中属性，无法限制属性是否正常设置）

就比如说一个类中的工资属性，若没有实现private封装，则可能被人为修改，引起一些不必要的麻烦。

使用private修饰的属性或方法，表示该属性与方法只能在本类中直接使用。
若private封装的属性要被类的外部访问，需要提供setter(设置属性值)/getter(取得属性值)方法。

class Student{
        private String name;
        private int age;
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void getInfo(){
        System.out.println("该学生姓名是："+this.name+",年龄为："+this.age);
    }
}
public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Student stu = new Student();
        stu.setName("小明");
        stu.setAge(20);
        stu.getInfo();
    }
}

private封装的特点：只允许本类访问，而不允许外部类访问。

3.2 类的设计原则

编写类时，类中的所有属性必须使用private封装。
属性若要被外部访问，必须定义setter、getter方法。

3.3 构造方法

观察产生对象的方法：

（1）类名称（2）对象名称 = （3）new （4）类名称();

分析上述产生对象的方法：

（1）任何对象都应该有其对应的类，类是对象的蓝图；
（2）是一个唯一的标记，引用一块堆内存；
（3）表示开辟新的堆内存空间；
（4）构造方法。

构造方法要遵循的原则：

方法名称必须与类名相同
构造方法没有返回值类型声明
每一个类至少存在一个构造方法（若没有明确定义，则系统自动生成一个无参构造）

若类中定义了构造方法，则默认的无参构造将不再生成。

例：使用构造方法设置对象属性。

class Student{
        private String name;
        private int age;
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void getInfo(){
        System.out.println("该学生姓名是："+this.name+",年龄为："+this.age);
    }
}
public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Student stu = new Student("王五",22);
        stu.getInfo();
        
    }
}

构造方法的调用和对象内存分配几乎是同步完成的，我们可以利用构造方法来对类中的属性进行初始化操作（可以避免多次setter调用）。

3.3 构造方法重载

 public Student(){
        System.out.println("这是一个无参构造...");
    }
    public Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }