【JAVA入门】面向对象三大特征：封装、继承、多态

已于 2022-07-28 22:08:47 修改
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文章标签： jvm java 开发语言
于 2022-07-28 22:08:01 首次发布
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思维导图

 

一、封装

1. 封装

1.1 private关键字

private是一个修饰符，可以用来修饰成员（成员变量，成员方法）

  • 被private修饰的成员，只能在本类进行访问，针对private修饰的成员变量，如果需要被其他类使用，提供相应的操作

    • 提供“get变量名()”方法，用于获取成员变量的值，方法用public修饰

    • 提供“set变量名(参数)”方法，用于设置成员变量的值，方法用public修饰

1.2 private的使用

  • 需求：定义标准的学生类，要求name和age使用private修饰，并提供set和get方法以及便于显示数据的show方法，测试类中创建对象并使用，最终控制台输出  林青霞，30

1.3 this关键字

  • this修饰的变量用于指代成员变量，其主要作用是（区分局部变量和成员变量的重名问题）

    • 方法的形参如果与成员变量同名，不带this修饰的变量指的是形参，而不是成员变量

    • 方法的形参没有与成员变量同名，不带this修饰的变量指的是成员变量

1.4 this内存原理

  • this代表当前调用方法的引用，哪个对象调用的方法，this就代表哪一个对象

1.5 封装思想

  1. 封装概述 是面向对象三大特征之一（封装，继承，多态） 是面向对象编程语言对客观世界的模拟，客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的，外界是无法直接操作的

  2. 封装原则 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 成员变量private，提供对应的getXxx()/setXxx()方法

  3. 封装好处 通过方法来控制成员变量的操作，提高了代码的安全性 把代码用方法进行封装，提高了代码的复用性

2. 构造方法

2.1 构造方法概述

构造方法是一种特殊的方法

  • 作用：创建对象 Student stu = new Student();

  • 格式：

    public class 类名{

    修饰符 类名( 参数 ) {

    }

    }

  • 功能：主要是完成对象数据的初始化

2.2 构造方法的注意事项

  • 构造方法的创建

如果没有定义构造方法，系统将给出一个默认的无参数构造方法 如果定义了构造方法，系统将不再提供默认的构造方法

  • 构造方法的重载

如果自定义了带参构造方法，还要使用无参数构造方法，就必须再写一个无参数构造方法

  • 推荐的使用方式

无论是否使用，都手工书写无参数构造方法

  • 重要功能

可以使用带参构造，为成员变量进行初始化

3.API

3.1API概述

  • 什么是API

    API (Application Programming Interface) ：应用程序编程接口

  • java中的API

    指的就是 JDK 中提供的各种功能的 Java类，这些类将底层的实现封装了起来

3.2如何使用API帮助文档

  • 打开帮助文档

  • 找到索引选项卡中的输入框

  • 在输入框中输入

  • 看类在哪个包下

  • 看类的描述

  • 看构造方法

  • 看成员方法

4.String类

4.1 String类概述

String 类代表字符串，Java 程序中的所有字符串文字（例如“abc”）都被实现为此类的实例。也就是说，Java 程序中所有的双引号字符串，都是 String 类的对象。String 类在 java.lang 包下，使用的时候不需要导包

4.2 String类的特点

  • 字符串不可变，它们的值在创建后不能被更改

  • 虽然 String 的值是不可变的，但是它们可以被共享

  • 字符串效果上相当于字符数组( char[] )，但是底层原理是字节数组( byte[] )

4.3 String类的构造方法

  • 常用的构造方法

    方法名说明
    public String()创建一个空白字符串对象，不含有任何内容
    public String(char[] chs)根据字符数组的内容，来创建字符串对象
    public String(byte[] bys)根据字节数组的内容，来创建字符串对象
    String s = “abc”;直接赋值的方式创建字符串对象，内容就是abc

4.4创建字符串对象两种方式的区别

  • 通过构造方法创建

    通过 new 创建的字符串对象，每一次 new 都会申请一个内存空间，虽然内容相同，但是地址值不同

  • 直接赋值方式创建

    以“”方式给出的字符串，只要字符序列相同(顺序和大小写)，无论在程序代码中出现几次，JVM 都只会建立一个 String 对象，并在字符串池中维护

4.5字符串的比较

4.5.1==号的作用

  • 比较基本数据类型：比较的是具体的值

  • 比较引用数据类型：比较的是对象地址值

4.5.2equals方法的作用

  • 方法介绍

    public boolean equals(String s)     比较两个字符串内容是否相同、区分大小写

4.6帮助文档查看String常用方法

方法名说明
public boolean equals(Object anObject)比较字符串的内容，严格区分大小写(用户名和密码)
public char charAt(int index)返回指定索引处的 char 值
public int length()返回此字符串的长度

5.StringBuilder类

5.1StringBuilder类概述

StringBuilder 是一个可变的字符串类，我们可以把它看成是一个容器，这里的可变指的是 StringBuilder 对象中的内容是可变的

5.2StringBuilder类和String类的区别

  • String类：内容是不可变的

  • StringBuilder类：内容是可变的

5.3StringBuilder类的构造方法

  • 常用的构造方法

    方法名说明
    public StringBuilder()创建一个空白可变字符串对象，不含有任何内容
    public StringBuilder(String str)根据字符串的内容，来创建可变字符串对象

5.4 StringBuilder类添加和反转方法

  • 添加和反转方法

    方法名说明
    public StringBuilder append(任意类型)添加数据，并返回对象本身
    public StringBuilder reverse()返回相反的字符序列

5.5StringBuilder和String相互转换

  • StringBuilder转换为String

    public String toString()：通过 toString() 就可以实现把 StringBuilder 转换为 String

  • String转换为StringBuilder

    public StringBuilder(String s)：通过构造方法就可以实现把 String 转换为 StringBuilder

5.6帮助文档查看StringBuilder常用方法

方法名说明
public StringBuilder append (任意类型)添加数据，并返回对象本身
public StringBuilder reverse()返回相反的字符序列
public int length()返回长度，实际存储值
public String toString()通过toString()就可以实现把StringBuilder转换为String

二、继承

1. 继承

1.1 继承的实现

  • 继承的概念

    • 继承是面向对象三大特征之一，可以使得子类具有父类的属性和方法，还可以在子类中重新定义，以及追加属性和方法

  • 实现继承的格式

    • 继承通过extends实现

    • 格式：class 子类 extends 父类 { }

      • 举例：class Dog extends Animal { }

  • 继承带来的好处

    • 继承可以让类与类之间产生关系，子父类关系，产生子父类后，子类则可以使用父类中非私有的成员。

1.2 继承的好处和弊端

  • 继承好处

    • 提高了代码的复用性(多个类相同的成员可以放到同一个类中)

    • 提高了代码的维护性(如果方法的代码需要修改，修改一处即可)

  • 继承弊端

    • 继承让类与类之间产生了关系，类的耦合性增强了，当父类发生变化时子类实现也不得不跟着变化，削弱了子类的独立性

  • 继承的应用场景：

    • 使用继承，需要考虑类与类之间是否存在is..a的关系，不能盲目使用继承

      • is..a的关系：谁是谁的一种，例如：老师和学生是人的一种，那人就是父类，学生和老师就是子类

2. 继承中的成员访问特点

2.1 继承中变量的访问特点

在子类方法中访问一个变量，采用的是就近原则。

  1. 子类局部范围找

  2. 子类成员范围找

  3. 父类成员范围找

  4. 如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)

2.2 super

  • this&super关键字：

    • this：代表本类对象的引用

    • super：代表父类存储空间的标识(可以理解为父类对象引用)

  • this和super的使用分别

    • 成员变量：

      • this.成员变量 - 访问本类成员变量

      • super.成员变量 - 访问父类成员变量

    • 成员方法：

      • this.成员方法 - 访问本类成员方法

      • super.成员方法 - 访问父类成员方法

  • 构造方法：

    • this(…) - 访问本类构造方法

    • super(…) - 访问父类构造方法

2.3 继承中构造方法的访问特点

注意：子类中所有的构造方法默认都会访问父类中无参的构造方法

子类会继承父类中的数据，可能还会使用父类的数据。所以，子类初始化之前，一定要先完成父类数据的初始化，原因在于，每一个子类构造方法的第一条语句默认都是：super()

问题：如果父类中没有无参构造方法，只有带参构造方法，该怎么办呢？

1. 通过使用super关键字去显示的调用父类的带参构造方法
2. 在父类中自己提供一个无参构造方法

推荐方案：

自己给出无参构造方法

2.4 继承中成员方法的访问特点

通过子类对象访问一个方法

  1. 子类成员范围找

  2. 父类成员范围找

  3. 如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)

2.5 super内存图

  • 对象在堆内存中，会单独存在一块super区域，用来存放父类的数据

2.6 方法重写

  • 1、方法重写概念

    • 子类出现了和父类中一模一样的方法声明（方法名一样，参数列表也必须一样）

  • 2、方法重写的应用场景

    • 当子类需要父类的功能，而功能主体子类有自己特有内容时，可以重写父类中的方法，这样，即沿袭了父类的功能，又定义了子类特有的内容

  • 3、Override注解

    • 用来检测当前的方法，是否是重写的方法，起到【校验】的作用

2.7 方法重写的注意事项

  • 方法重写的注意事项

  1. 私有方法不能被重写(父类私有成员子类是不能继承的)

  2. 子类方法访问权限不能更低(public > 默认 > 私有)

2.8. Java中继承的注意事项

  • Java中继承的注意事项

    1. Java中类只支持单继承，不支持多继承

      • 错误范例：class A extends B, C { }

    2. Java中类支持多层继承

  • 多层继承示例代码：

    public class Granddad {
​
    public void drink() {
        System.out.println("爷爷爱喝酒");
    }
​
}
​
public class Father extends Granddad {
​
    public void smoke() {
        System.out.println("爸爸爱抽烟");
    }
​
}
​
public class Mother {
​
    public void dance() {
        System.out.println("妈妈爱跳舞");
    }
​
}
public class Son extends Father {
    // 此时，Son类中就同时拥有drink方法以及smoke方法
}

3. 修饰符

3.1 package

  • 1、包的概念

    • 包就是文件夹，用来管理类文件的

  • 2、包的定义格式

    • package 包名; (多级包用.分开)

    • 例如：package com.heima.demo;

  • 3、带包编译&带包运行

    • 带包编译：javac –d . 类名.java

      • 例如：javac -d . com.heima.demo.HelloWorld.java

    • 带包运行：java 包名+类名

      • 例如：java com.heima.demo.HelloWorld

3.2 import

  • 导包的意义

    使用不同包下的类时，使用的时候要写类的全路径，写起来太麻烦了

    为了简化带包的操作，Java就提供了导包的功能

  • 导包的格式

    格式：import 包名;

    范例：import java.util.Scanner;

4.3 权限修饰符

4.4 final

  • fianl关键字的作用

    • final代表最终的意思，可以修饰成员方法，成员变量，类

  • final修饰类、方法、变量的效果

    • fianl修饰类：该类不能被继承（不能有子类，但是可以有父类）

    • final修饰方法：该方法不能被重写

    • final修饰变量：表明该变量是一个常量，不能再次赋值

4.5 final修饰局部变量

  • fianl修饰基本数据类型变量

    • final 修饰指的是基本类型的数据值不能发生改变

  • final修饰引用数据类型变量

    • final 修饰指的是引用类型的地址值不能发生改变，但是地址里面的内容是可以发生改变的

4.6 static

  • static的概念

    • static关键字是静态的意思，可以修饰【成员方法】，【成员变量】

  • static修饰的特点

    1. 被类的所有对象共享，这也是我们判断是否使用静态关键字的条件

    2. 可以通过类名调用当然，也可以通过对象名调用【推荐使用类名调用】

  • 4.7 static访问特点

  • static的访问特点

    • 非静态的成员方法

      • 能访问静态的成员变量

      • 能访问非静态的成员变量

      • 能访问静态的成员方法

      • 能访问非静态的成员方法

    • 静态的成员方法

      • 能访问静态的成员变量

      • 能访问静态的成员方法

    • 总结成一句话就是：

      • 静态成员方法只能访问静态成员

三、多态

1.多态

1.1多态的概述

  • 什么是多态

    同一个对象，在不同时刻表现出来的不同形态

  • 多态的前提

    • 要有继承或实现关系

    • 要有方法的重写

    • 要有父类引用指向子类对象

1.2多态中的成员访问特点

  • 成员访问特点

    • 成员变量

      编译看父类，运行看父类

    • 成员方法

      编译看父类，运行看子类

1.3多态的好处和弊端

  • 好处

    提高程序的扩展性。定义方法时候，使用父类型作为参数，在使用的时候，使用具体的子类型参与操作

  • 弊端

    不能使用子类的特有成员

1.4多态中的转型

  • 向上转型

    父类引用指向子类对象就是向上转型

  • 向下转型

    格式：子类型 对象名 = (子类型)父类引用;

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