2022-07-18 第五小组顾祥全学习笔记 day11-JavaSE-面向对象-优快云博客

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本文深入探讨了不同编程语言的编程思想差异，对比了面向过程与面向对象的开发特点，并通过蛋炒饭和盖饭案例理解两者。讲解了面向对象的四大特征，包括封装、继承、多态和抽象，以及Java中类、对象和它们的关系。涉及对象创建、属性访问、静态与实例的区别，以及编译过程和JVM内存分析。

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面向对象

1. 不同编程语言在编程思想上又什么区别？

C语言采用面向过程
C++一半采用面向对象一半采用面向过程(半面向对象)
Java采用面向对象(完全面向对象)

2. 面向过程和面向对象的区别

面向过程

面向过程开发特点

面向过程注重实现功能的步骤，以及步骤之间的因果关系(高耦合，低内聚)

实现一个功能需要分为四个步骤：A步骤、B步骤、C步骤，对于步骤之间的因果关系可以这样来看：
因为A步骤----->所以B步骤，因为B步骤----->所以C步骤。
对于一个项目要求实现两个功能：A功能，B功能，A功能需要2个步骤(A1步骤---->A2步骤)，B功能也需要2个步骤(B1步骤--->B2步骤) ，
在面向过程开发会这样做：将A功能的步骤划分称一个模块A，将B功能中的步骤划分一个模块B，因为模块A(A1步骤---->A2步骤)----> 所以模块B(B1步骤--->B2步骤)

从上面的步骤来看，面向过程开发中，代码之间的关联程度很高，如果有一个步骤出错，会导致所有的功能都出现问题(牵一发而动全身)。

面向过程开发的优缺点

优点：在面向过程开发中，对于小型项目的开发，效率较高，前期不需要进行对象的提取、模型的建立，可以直接上手写代码，编写因果关系。(快速开发)
缺点：在面向过程开发中，没有对象的概念，代码直接按的黏连程度很高，扩展力很差。不适合用于大型项目开发。

面向对象

面向对象开发特点

面向对象编程思想，是以对象为主，更符合人类的思维方式。面向对象在开发中，把程序分为不同的单元，每个单元都实现成对象(这些对象都是独立的，彼此之间的关联程度很低)，在给这些对象一个环境驱动一下，让他们彼此协作起来形成一个系统(使用面向对象开发程序：耦合度低，扩展里强)

面向对象开发的优缺点

用案例去理解面向过程与面向对象

蛋炒饭与盖饭：
蛋炒饭：
对于蛋炒饭来说，米饭和蛋混合在了一起，没有独立对象的概念。
假设客户提出需求，只要米饭不要鸡蛋怎么办?
对于客户提出的需求，软件开发者必须实现，于是开始扩展程序，这对于软件开发者来说是一场噩梦。
盖饭：对于盖饭来说，盖饭可以是由不同的菜(鱼香肉丝、香辣肉丝…) + 米饭组成，是有独立对象的概念，
鱼香肉丝可以看成一个独立对象，米饭也可以看成一个独立对象。
假设对象提出需求，我想吃鱼香肉丝盖饭。
软件开发者只需要将鱼香肉丝和米饭准备好，并且给他们一个“盖”的动作，这两个对象便组合在了一起。
假设用户不想吃鱼香肉丝盖饭了，想吃香辣肉丝盖饭
这时只需要将"鱼香肉丝"对象换成"香辣肉丝"对象即可。

面向过程主要关注的是：实现功能的步骤以及整个过程
面向过程主要关注的是：对象A、对象B、对象C，这些对象可以任意组合(ABC、BCA、CAB等…)

3. 面向对象的特征

面向对象-封装
详见点我
面向对象-继承
详见点我
面向对象-多态
详见点我
面向对象-抽象
详见点我

4. 面向对象开发软件生命周期

OOA -----> 面向对象分析（Object-Oriented Analysis）
OOD -----> 面向对象设计（Object-Oriented Design）
OOP -----> 面向对象编程（Object-Oriented Programing）

5. Java面向对象

什么是类？

概念：类是能描述对象的共同特征。是一个模板，是不存在的
内容：

什么是对象？

概念：对象是一个真实存在、具体的事物
内容

类与对象的关系

类：是抽象、概念性的，是在现实世界中不存在的，是由人类观察一类对象并对其进行共性抽取(抽象) 而形成的一个模板(这个“模板”可以用于描述一类对象的共同特征)
对象：对象是在现实世界中一个具体存在的个体，世界上的任何物体都可以看作为一个对象，在程序开发中，对象是由类实例化(创建) 出来的。
实例：对象又被称作为实例
实例化：在程序开发中，创建对象便是类的实例化
抽象：此处的抽象是指，对一类对象进行共性提取，从而形成类

由上图可见，HUAWEI实体机和小米实体机都是一个对象，他们都是于安卓手机，将这两个对象的共同特征提取(抽象)出来，便是一个Android类，对于Android手机和Ios手机，将他们的共同特征继续提取(抽象)便成了一个手机类…

如何创建一个对象

首先需要有一个类，用于实例化对象

		class User{
	//属性(描述对象的状态信息)
	int no;				//用户编号
	String username;	//用户名
	String password;	//密码

	//行为(描述对象的动作/行为)
	sayHello();

	public static void sayHello(){
		System.out.println("你好，我是" + username + "很高兴认识你");
	}
}

创建(实例化)对象：User u1 = new User();

new User(); ----> 此处会调用User类的无参构造方法

构造方法用于创建对象并给对象属性初始化。

访问对象的属性(实例变量)和方法

访问对象的属性——格式：引用(对象名).属性名
访问对象的方法——格式：引用(对象名).方法名()

注意：引用不能为空，引用为空时访问实例相关的数据会报空指针异常(NullPointException)。

静态方法/静态变量和实例方法/实例变量的区别

静态方法和静态变量都被static关键字修饰；实例方法和实例变量都没有被static关键字修饰。

对于被static修饰的变量/方法被称作为静态变量/方法(也叫做类变量/方法)，静态变量/方法不属于对象而是属于类的，静态变量存储在方法区内存中的静态区中。静态变量/方法可以通过"类名.变量名"，"类名.方法名()“的方式去访问；同时也可以通过"对象.变量名”，"对象.方法名()“的方式去访问(不建议使用)。
对于未被static修饰的变量/方法被称作为实例变量/方法，实例变量/实例方法不属于类而是属于对象，实例变量被存储在堆内存中。实例变量/方法可以通过"引用.变量名”,"引用.方法名()"的方式区访问。

编译过程(多个源程序)

共有三个java源程序，如果想要运行TestUser类中的main方法，那么该如何去编译？
第一个程序

public class TestUser {
	public static void main(String[] args){
		User user = new User();
	}
}

第二个程序

public class User{
	int no;				//用户编号
	String username;	//用户名
	String password;	//密码
}

第三个程序

public class Student {
	int student_id;		//学号
	String name;		//姓名
}

这是源文件所在目录(用于查看编译结果的)
在这里插入图片描述
由于main方法中涉及到的源程序只有TestUser.java和User.java所以并不需要对Student.java进行编译。对于这些程序的编译可以有多种方式

使用javac TestUser.java;javac User.java

编译结果如图所示

可以看出，使用这种方式需要对源文件一个一个的进行编译，太麻烦了，那么有没有更好的方式，可以继续看第二步

使用javac *.java

编译结果结果如图所示

可以看出，使用这种方式会将与程序运行无关的源程序进行编译，那么又没有更好的方式呢

使用javac Test.java

编译结果如图所示

可以看出直接对带有main方法的源程序进行编译，可以顺带对main方法中所有需要用到的类进行编译，并没有对其他源程序进行编译。

所以在对源文件进行编译时，只需要对编写main方法的源程序进行编译，编译器会自动对其中涉及到的所有源程序进行编译。

创建对象时JVM内存分析

以下面的程序为例

class User{
	int no;				//用户编号
	String username;	//用户名
	String password;	//密码
	Address addr;		//地址
	//打招呼介绍自己
	public void sayHello() {
		System.out.println("我叫做："+ username +"，我的家庭地址是：" + addr.toString());
	}
}
class Address {
	String province;	//省
	String city;		//市
	String area;		//区
	//打印地址
	public String toString() {
		return "省："+ province +"，市："+ city +"，区：" + area;
	}
}

public class Test {
	public static void main(String[] args){
		//创建一个Address对象
		Address addr = new Address();
		//创建一个User对象
		User user = new User();
		//初始化addr对象中的信息
		addr.province = "吉林省";
		addr.city = "长春市";
		addr.area = "高薪区";
		//初始化user对象中的信息
		user.no = 1;
		user.username = "张三";
		user.password = "123456";
		user.addr = addr;
		//user对象打招呼介绍自己
		user.sayHello();
		
	}
}

运行结果如下
在这里插入图片描述
内存分析

对于main方法中的程序

Address addr = new Address(); ----> 在堆内存中创建一个Address对象，并把这个对象的内存地址赋值给addr引用。
User user = new User(); ----> 在堆内存中创建一个User对象，并把这个独享的内存地址赋值给user引用。
addr.city = “长春市” ----> 通过addr这个引用找到这个Address对象，并修改这个对象的city属性(从null(default) —> “长春市”)。
addr.area = “高薪市” ----> 通过addr这个引用找到这个Address对象，并修改这个对象的area属性(从null(default) —> “高薪区”)。
user.no = 1 ----> 通过user这个引用找到这个User对象，并修改这个对象的no属性(从0(default) —> 1)。
user.username = “张三” ----> 通过user这个引用找到这个User对象，并修改这个对象的username属性(从null(default) —> “张三”)。
user.password = “123456” ----> 通过user这个引用找到这个User对象，并修改这个对象的password属性(从null(default) —> “123456”)。
user.addr = addr ----> 通过user这个引用找到这个User对象，并修改这个对象的password属性(此处addr存放的是Address对象的内存地址，将这个内存地址赋值给user对象的addr属性)。
user.sayHello(); ----> user对象调用sayHello()，在sayHello()中调用user.addr.toString()