Java面向对象-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_44691784/article/details/124408640

面向对象编程

1、初识面向对象

面向过程思想
- 步骤清晰简单，第一步做什么，第二步做什么…
- 面对过程适合处理一些较为简单的问题
面向对象思想
- 物以类聚，分类的思维模式，思考问题首先会解决问题需要哪些分类，然后对这些分类进行单独思考。最后，才对某个分类下的细节进行面向过程的思索。
- 面向对象适合处理复杂的问题，适合处理需要多人协作的问题
对于描述复杂的事物，为了从宏观上把握、从整体上合理分析，我们需要使用面向对象的思路来分析整个系统。但是，具体到微观操作，仍然需要面向过程的思路去处理

什么是面向对象

面向对象编程（Object-Oriented Programming，OOP）
面向对象编程的本质：以类的方式组织代码，以对象的组织（封装）数据
抽象
三大特性：
- 封装
- 继承
- 多态
从认识论角度考虑是先有对象后有类。对象，是具体的事物。类，是抽象的，是对对象的抽象
从代码运行角度考虑是先有类后有对象。类是对象的模板。

2、方法回顾和加深

方法的定义
- 修饰符
- 返回类型
- break和return的区别
  - break：跳出switch，结束循环
  - return：结束方法，返回一个结果
- 方法名：注意规范见名知意
- 参数列表：（参数类型，参数名）…
- 异常调用

package com.oop.demo01;

import java.io.IOException;

//Demo01类
public class Demo01 {

    //main方法
    public static void main(String[] args) {

    }
    /*
    修饰符 返回值类型 方法名（...）｛
        //方法体
        return 返回值;
    ｝
     */
    public String sayHello(){
        return "Hello World!";
    }

    //return为空
    public void print(){
        return;
    }
    
    //比大小
    public int max(int a,int b){
        return a>b ? a : b; //三元运算符
    }

    //抛出异常
    public void readFile(String file) throws IOException{

    }
}

方法的调用：递归
- 静态方法
- 非静态方法
- 形参和实参
- 值传递和引用传递
- this关键字

package com.oop.demo01;

public class Student {

    //静态方法
    public static void say(){
        System.out.println("学生说话了");
    }

    //非静态方法
    public void say1(){
        System.out.println("老师说话了");
    }
}

package com.oop.demo01;

public class Demo02 {


    public static void main(String[] args) {
        //静态方法 static
        Student.say();

        //非静态方法
        //实例化这个类 new
        //对象类型 对象名 = 对象值
        Student student = new Student();
        student.say1();

    }

    // static和类一起加载的
    public static void a(){
        b();//无法调用
    }

    //类实例化 之后才存在
    public void b(){

    }   
}

package com.oop.demo01;

public class Demo03 {

    public static void main(String[] args) {
        //实际参数和形式参数的类型要对应！
        int add = new Demo03().add(1, 2);
        System.out.println(add);
    }
    
    public static int add(int a,int b){
        return a+b;
    }
}

package com.oop.demo01;

//值传递
public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        System.out.println(a);

        Demo04.change(a);
        System.out.println(a);
    }

    //返回值为空
    public static void change(int a){
        a = 10;
    }

}

package com.oop.demo01;

//引用传递：对象，本质还是值传递
public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        System.out.println(person.name); //null

        Demo05.change(person);
        System.out.println(person.name); //zwm
    }

    public static void change(Person person){
        //person是一个对象：指向的--->Person person = new Person();这是一个具体的人，可以改变属性！
        person.name = "zwm";
    }
}

//定义了一个Person类，有一个属性：name
class Person{
    String name; //null
}

3、对象的创建分析

1.类和对象的关系

类是一种抽象的数据类型，它是对某一类事物整体描述/定义，但是并不能代表某一个具体的事物。
- 动物、植物、手机、电脑…
- Person类、Pet类、Car类等，这些类都是用来描述/定义某一类具体的事物应该具备的特点和行为
对象是抽象概念的具体实例。
- 张三就是人的一个具体实例
- 能够体现出特点，展现出功能的是具体的实例，而不是一个抽象的概念

2.创建与初始化对象

使用new关键字创建对象
使用new关键字创建的时候，除了分配内存空间之外，还会给创建好的对象进行默认的初始化以及对类中构造器的调用。

package com.oop.demo02;

//学生类
public class Student {

    //属性：字段
    String name;
    int age;

    //方法
    public void study(){
        System.out.println(this.name+"在学习");
    }
    
}

package com.oop;

import com.oop.demo02.Student;
    
//一个项目应该只存一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {

        //类：抽象的，实例化
        //类实例化后会返回一个自己的对象
        //student对象就是一个Student类的具体实例
        Student xiaoming = new Student();
        Student xiaohong = new Student();

        xiaoming.name = "小明";
        xiaoming.age = 3;

        System.out.println(xiaoming.name); //小明
        System.out.println(xiaoming.age); //3

        System.out.println(xiaohong.name); //null
        System.out.println(xiaohong.age); //0

    }
}

类中的构造器也称为构造方法，是在进行创建对象的时候必须要调用的。并且构造器有以下两个特点：
- 必须和类的名字相同
- 必须没有返回类型，也不能写void
作用：
- new本质在调用构造方法
- 初始化对象的值
注意点：
- 定义有参构造之后，如果想使用无参构造，显示的定义一个无参的构造
Alt + insert 生成构造函数

package com.oop.demo02;

//java ---> class
public class Person {

    //一个类即使什么都不写，也会存在一个方法
    //显示的定义构造器

    String name;
    int age;

    //实例化初始值
    //1.使用new关键字，本质是在调用构造器
    //2.用来初始化值
    public Person(){

    }

    //有参构造：一旦定义了有参构造，无参就必须显示定义
    public Person(String name){
        this.name = name;
    }

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

    //alt + insert
    
}

package com.oop;

import com.oop.demo02.Person;

//一个项目应该只存一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {

        //new 实例化了一个对象
        Person person = new Person("zwm");

        System.out.println(person.name); //zwm
        
    }
}

3.创建对象内存分析

内存分析

package com.oop.demo03;

public class Pet {

    String name;
    int age;

    //无参构造

    public void shout(){
        System.out.println("叫了一声");
    }
}

package com.oop;

import com.oop.demo03.Pet;

//一个项目应该只存一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {

        Pet dog = new Pet();
        dog.name = "旺财";
        dog.age = 3;
        dog.shout();

        System.out.println(dog.name);
        System.out.println(dog.age);

        Pet cat = new Pet();
    }
}

4.简单小结类与对象

1.类与对象
类是一个模板：抽象，对象是一个具体的实例

2.方法
定义、调用！

3.对应的引用
引用类型：基本类型（8）
对象是通过引用来操作的：栈—>堆（地址）

4.属性：字段Field 成员变量
默认初始化：
数字：0 0.0
char: u0000
boolean: false
引用： null
修饰符属性类型属性名 = 属性值！

5.对象的创建和使用

必须使用 new 关键字创建对象，构造器 Person person= new Person();
对象的属性 person.name
对象的方法 person.sleep()

6.类：
静态的属性属性
动态的方法方法

4、面向对象三大特征

1.封装

该露的露，该藏的藏
- 程序设计要追求“高内聚，低耦合”。高内聚：类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；低耦合：仅暴露少量的方法给外部使用。
封装（数据的隐藏）
- 通常，应禁止直接访问一个对象中数据的实际表示，而应通过操作接口来访问，这称为信息隐藏。
属性私有，get/set

package com.oop.demo04;

//类   private:私有
public class Student {

    //属性私有
    private String name; //名字
    private int id; //学号
    private char sex; //性别
    private int age; //年龄

    //提供一些可以操作这个属性的方法！
    //提供一些public的get、set方法

    //get 获得这个数据
    public String getName(){
        return this.name;
    }

    //set 给这个数据设置值
    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }

    //alt + insert --->Getter和Setter 自动生成


    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public char getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(char sex) {
        this.sex = sex;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        if(age>120||age<0){ //不合法
            this.age = 3;
        }else{
            this.age = age;
        }
    }
}

package com.oop;

import com.oop.demo04.Student;

/*
    1.提高程序的安全性，保护数据
    2.隐藏代码的实现细节
    3.统一接口
    4.系统可维护增加了
 */

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student();

        s1.setName("zwm");
        System.out.println(s1.getName());

        s1.setAge(999); // 不合法的
        System.out.println(s1.getAge());
    }
}

2.继承

继承的本质是对某一批类的抽象，从而实现对现实世界更好的建模。
extends的意思是“扩展”。子类是父类的扩展。
Java中类只有单继承，没有多继承！
继承是类和类之间的一种关系。除此之外，类和类之间的关系还有依赖、组合、聚合等。
继承关系的两个类，一个为子类（派生类），一个为父类（基类）。子类继承父类，使用关键字extends来表示。
子类和父类之间，从意义上讲应该具有“is a”的关系。
Ctrl + H 查看类或接口的继承关系

package com.oop.demo05;

//在Java中，所有的类，都默认直接或者间接继承Object
//Person 人 :父类
public class Person {


    private int money = 10_0000_0000;
    public int money1 = 1000;

    public void say(){
        System.out.println("说了一句话");
    }

    public int getMoney() {
        return money;
    }

    public void setMoney(int money) {
        this.money = money;
    }
}

package com.oop.demo05;

//学生 is 人 ：派生类，子类
//子类继承了父类，就会拥有父类的全部方法！
public class Student extends Person{

}

package com.oop;

import com.oop.demo05.Student;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {

        Student student = new Student();
        student.say(); //说了一句话
        System.out.println(student.money1); //1000
        System.out.println(student.getMoney()); //1000000000

    }
}

super注意点：
- 1.super调用父类的构造方法，必须在构造方法的第一个
- 2.super必须只能出现在子类的方法或者构造方法中！
- 3.super和this不能同时调用构造方法！
Vs this:
- 代表的对象不同：
  - this：本身调用者这个对象
  - super：代表父类对象的应用
- 前提：
  - this：没有继承也可以使用
  - super：只能在继承条件才可以使用
- 构造方法：
  - this(); 本类的构造
  - super(); 父类的构造

package com.oop.demo05;

//在Java中，所有的类，都默认直接或者间接继承Object
//Person 人 :父类
public class Person {

    public Person() {
        System.out.println("Person无参执行了");
    }

    protected String name = "zwm";

    //私有的东西无法被继承
    public void print(){
        System.out.println("Person");
    }

}

package com.oop.demo05;

//学生 is 人 ：派生类，子类
//子类继承了父类，就会拥有父类的全部方法！
public class Student extends Person{

    public Student() {
        //隐藏代码：调用了父类的无参构造
        super(); // 调用父类的构造器，必须要在子类构造器的第一行
        System.out.println("Student无参执行了");
    }

    private String name = "xxx";

    public void print(){
        System.out.println("Student");
    }

    public void test1(){
        print(); //Student
        this.print(); //Student
        super.print(); //Person
    }

    public void test(String name){
        System.out.println(name); //哈哈
        System.out.println(this.name); //xxx
        System.out.println(super.name); //zwm
    }
}

package com.oop;

import com.oop.demo05.Student;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {

        Student student = new Student();
        student.test("哈哈");
        student.test1();

    }
}

重写：需要有继承关系，子类重写父类的方法！
- 1.方法名必须相同
- 2.参数列表必须相同
- 3.修饰符：范围可以扩大，但不能缩小
  - public > protected > default > private
- 4.抛出的异常：范围可以缩小，但不能扩大
  - ClassNotFoundException --> Exception（大）
重写：子类的方法和父类必须一致；方法体不同！
为什么需要重写：
- 1.父类的功能，子类不一定需要，或者不一定满足！
- Alt + Insert ：override；

package com.oop.demo05;

//重写都是方法的重写，和属性无关
public class B {

    public void test(){
        System.out.println("B=>test()");
    }
}

package com.oop.demo05;

//继承
public class A extends B{

    public void test(){
        System.out.println("A=>test()");
    }
}

package com.oop;


import com.oop.demo05.A;
import com.oop.demo05.B;

public class Application {
    //静态的方法和非静态的方法区别很大！
        //静态方法：方法的调用只和左边，定义的数据类型有关
        //非静态方法：重写

    public static void main(String[] args) {

        A a = new A();
        a.test(); //A=>test()

        //父类的引用指向了子类
        B b = new A(); //子类重写了父类的方法
        b.test(); //A=>test()
    }
}

3.多态

即同一方法可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。
一个对象的实际类型是确定的，但可以指向对象的引用的类型有很多（父类，有关系的类）
多态存在的条件
- 有继承关系
- 子类重写父类方法
- 父类引用指向子类对象
多态注意事项：
- 多态是方法的多态，属性没有多态性。
- 父类和子类，有联系类型转换异常！ClassCastException!
- 存在条件：继承关系，方法需要重写，父类引用指向子类对象！ Father f1 = new Son();
- 无法重写，就没有多态
  - static 方法，属于类，它不属于实例
  - final 常量
  - private方法

package com.oop.demo06;

public class Person {

    public void run(){
        System.out.println("run");
    }
}

package com.oop.demo06;

public class Student extends Person {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("son");
    }

    public void eat(){
        System.out.println("eat");
    }
}

package com.oop;

import com.oop.demo06.Person;
import com.oop.demo06.Student;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {

        //一个对象的实际类型是确定的
        //new Student();
        //new Person();

        //可以指向的引用类型就不确定了:父类的引用指向子类

        //Student 能调用的方法都是自己的或者继承父类的！
        Student s1 = new Student();
        Person s2 = new Student();
        Object s3 = new Student();

        s2.run(); //子类重写了父类的方法，执行子类的方法
        s1.run();

        //对象能执行哪些方法，主要看对象左边的类型，和右边关系不大！
        ((Student)s2).eat();
        s1.eat();
    }
}

instanceof (类型转换) 引用类型，判断一个对象是什么类型
x instanceof Y
- 1.能否编译通过，看类，x与Y的类若存在父子或子父关系责可编译
- 2.若x与Y没有子父关系，如teacher与student，就不可编译。
- 3.编译过后T/F看引用指向对象，x指向的对象如果是后面Y的子类，即是T。

package com.oop;

import com.oop.demo06.Person;
import com.oop.demo06.Student;
import com.oop.demo06.Teacher;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {

        // Object > String
        // Object > Person > Teacher
        // Object > Person > Student
        //System.out.println(x instanceof Y);
        Object object = new Student();

        System.out.println(object instanceof Student); //true
        System.out.println(object instanceof Person); //true
        System.out.println(object instanceof Object); //true
        System.out.println(object instanceof Teacher); //false
        System.out.println(object instanceof String); //false

        Person person = new Student();
        System.out.println(person instanceof Student); //true
        System.out.println(person instanceof Person); //true
        System.out.println(person instanceof Object); //true
        System.out.println(person instanceof Teacher); //false
        //System.out.println(person instanceof String); //编译报错！

        Student student = new Student();

        System.out.println(student instanceof Student); //true
        System.out.println(student instanceof Person); //true
        System.out.println(student instanceof Object); //true
        //System.out.println(student instanceof Teacher); //编译报错！
        //System.out.println(student instanceof String); //编译报错！

    }
}

类型转换
1. 父类引用指向子类的对象
2. 把子类转换为父类，向上转型
3. 把父类转换为子类，向下转型，强制转换
4. 方便方法的调用，减少重复的代码。

package com.oop;

import com.oop.demo06.Person;
import com.oop.demo06.Student;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {

        //类型之间的转化：  父    子

        //高                     低
        Person obj = new Student();
        //student将这个对象转换为Student类型，我们就可以使用Student类型的方法了！
        //写法1
        Student student = (Student) obj;
        student.go();
        //写法2
        ((Student) obj).go();

        //子类转换为父类，可能丢失自己本来的一些方法！
        Student s1 = new Student();
        s1.go();
        Person person = s1;
        ((Student) person).go();

    }
}

static关键字详解

package com.oop.demo07;

//static
public class Student {

    private static int age; //静态的变量
    private double score; //非静态的变量

    public void run(){

    }

    public static void go(){

    }

    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student();

        System.out.println(Student.age);
        //System.out.println(Student.score); //报错
        System.out.println(s1.age);
        System.out.println(s1.age);

        go();
        //run(); //报错

    }
}

package com.oop.demo07;

public class Person {

    //2：赋初值
    {
        //代码块（匿名代码块）
        System.out.println("匿名代码块");
    }

    //1:只执行一次
    static{
        //静态代码块
        System.out.println("静态代码块");
    }

    //3
    public Person(){
        System.out.println("构造方法");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person person1 = new Person();
        System.out.println("=================");
        Person person2 = new Person();
    }
}

package com.oop.demo07;

//静态导入包
import static java.lang.Math.random;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Math.random());
        System.out.println(random());

    }
}

5、抽象类和接口

抽象类

abstract修饰符可以用来修饰方法也可以修饰类，如果修饰方法，那么该方法就是抽象方法；如果修饰类，那么该类就是抽象类。
抽象类中可以没有抽象方法，但有抽象方法的类一定要声明为抽象类。
抽象类，不能使用new关键字来创建对象，它是用来让子类继承的。
抽象方法，只有方法的声明，没有方法的实现，它是用来让子类继承的
子类继承抽象类，那么就必须要实现抽象类没有实现的抽象方法，否则该子类也要声明为抽象类。

package com.oop.demo08;

//abstract 抽象类：类 extends：单继承  （接口可以多继承）
public abstract class Action {

    //约束~有人帮我们实现
    //abstract 抽象方法，只有方法名字，没有方法的实现！
    public abstract void doSomething();

    //1.不能new这个抽象类，只能靠子类去实现它；约束！
    //2.抽象类中可以写普通的方法
    //3.抽象方法必须在抽象类中
    //抽象的抽象：约束~

}

package com.oop.demo08;

//抽象类的所有方法，继承了它的子类，都必须要继承它的方法
public class A extends Action{

    @Override
    public void doSomething() {

    }
}

接口

普通类：只有具体的实现
抽象类：具体实现和规范（抽象方法）都有
接口：只有规范！自己无法写方法！约束和实现分离：面向接口编程
接口就是规范，定义的是一组规则，体现了现实世界中“如果你是…则必须是…”的思想。如果你是汽车，则必须能跑。
接口的本质是契约，就像法律一样，制定好后都遵守。
面向对象的精髓，是对对象的抽象，最能体现这一点的就是接口。
声明类的关键字是class，声明接口的关键字是interface

package com.oop.demo09;

//interface 定义的关键字，接口都需要有实现类
public interface UserService {

    //属性是常量 public static final
    int AGE = 99;

    //接口中的所有定义方法其实都是抽象的 public abstract
    void add(String name);
    void delete(String name);
    void update(String name);
    void query(String name);
}

package com.oop.demo09;

public interface TimeService {
    void timer();
}

package com.oop.demo09;

//抽象：extends
//类 可以实现接口  implements 接口
//实现了接口的类，就需要重写接口中的方法
public class UserServiceImpl implements UserService,TimeService {
    @Override
    public void add(String name) {

    }

    @Override
    public void delete(String name) {

    }

    @Override
    public void update(String name) {

    }

    @Override
    public void query(String name) {

    }

    @Override
    public void timer() {

    }
}

作用：

约束
定义一些方法，让不同的人实现
public abstract
public static final
接口不能被实例化，接口中没有构造方法
implements可以实现多个接口
必须要重写接口中的方法

6、内部类及OOP实战

内部类就是在一个类的内部再定义一个类。比如，A类中定义一个B类，那么B类相对A类来说就称为内部类，而A类相对B类来说就是外部类了。
1.成员内部类

package com.oop.demo10;

public class Outer {

    private int id = 10;
    public void out(){
        System.out.println("这是外部类的方法");
    }

    public class Inner{
        public void in(){
            System.out.println("这是内部类的方法");
        }

        //获得外部类的私有属性
        public void getID(){
            System.out.println(id); //10
        }
    }
}

package com.oop;


import com.oop.demo10.Outer;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {

        Outer outer = new Outer();
        //通过这个外部类来实例化内部类
        Outer.Inner inner = outer.new Inner();
        inner.in();
        inner.getID();
    }
}

2.静态内部类

package com.oop.demo10;

public class Outer {

    private int id = 10;
    public void out(){
        System.out.println("这是外部类的方法");
    }

    public static class Inner{ //静态内部类
        public void in(){
            System.out.println("这是内部类的方法");
        }

        //获得外部类的私有属性
        public void getID(){
            System.out.println(id); //报错
        }
    }
}

3.局部内部类

package com.oop.demo10;

public class Outer {
    //局部内部类
    public void method(){
        class Inner{
            public void in(){

            }
        }
    }

}

//一个Java类中可以有多个class类，但是只能有一个public class
class A{

}

4.匿名内部类

package com.oop.demo10;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //没有名字初始化类，不用将实例保存到变量中
        new Apple().eat();

        UserService userService = new UserService() {
            @Override
            public void hello() {

            }
        };
    }
}

class Apple{
    public void eat(){
        System.out.println("1");
    }
}

interface UserService{
    void hello();
}