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1.面向对象
Java是一门纯面向对象的语言(Object Oriented Program,简称OOP),在面向对象的世界里,一切皆为对象。面向对象是解决问题的一种思想,主要依靠对象之间的交互完成一件事情。
1.1面向对象的过程
传统洗衣过程(面向结果)
传统的方式:注重的是洗衣服的过程,少了一个环节可能都不行。
而且不同衣服洗的方式,时间长度,拧干方式都不同,处理起来就比较麻烦。如果将来要洗鞋子,那就是另 一种放方式。 按照该种方式来写代码,将来扩展或者维护起来会比较麻烦。
现代洗衣过程(面向对象)
以面向对象方式来进行处理,就不关注洗衣服的过程,具体洗衣机是怎么来洗衣服,如何来甩干的,用户不用去关 心,只需要将衣服放进洗衣机,倒入洗衣粉,启动开关即可,通过对象之间的交互来完成的。
注意:面向过程和面相对象并不是一门语言,而是解决问题的方法,没有那个好坏之分,都有其专门的应用场景。
2.类的定义和使用
2.1定义
面相对象程序设计关注的是对象,而对象是现实生活中的实体,比如:洗衣机。但是洗衣机计算机并不认识,需要 开发人员告诉给计算机什么是洗衣机。
上图左侧就是对洗衣机简单的描述,该过程称为对洗衣机对象(实体)进行抽象(对一个复杂事物的重新认知),但是 这些简化的抽象结果计算机也不能识别,开发人员可以采用某种面相对象的编程语言来进行描述,比如:Java语言。
类是用来对一个实体(对象)来进行描述的
主要描述该实体(对象)具有哪些属性(外观尺寸等),哪些功能(用来干 啥),描述完成后计算机就可以识别了。
比如:洗衣机,它是一个品牌,在Java中可以将其看成是一个类别。 属性:产品品牌,型号,产品重量,外观尺寸,颜色... 功能:洗衣,烘干、定时....
定义格式:
/ 创建类
class ClassName{
field; // 字段(属性) 或者 成员变量
method; // 行为 或者 成员方法
}
//class为定义类的关键字,ClassName为类的名字,{}中为类的主体。
类中包含的内容称为类的成员。属性主要是用来描述类的,称之为类的成员属性或者类成员变量。
方法主要说明类 具有哪些功能,称为类的成员方法。
class WashMachine{
public String brand; // 品牌
public String type; // 型号
public double weight; // 重量
public double length; // 长
public double width; // 宽
public double height; // 高
public String color; // 颜色
//以上称为类的成员属性或者类成员变量
public void washClothes(){ // 洗衣服
System.out.println("洗衣功能");
}
public void dryClothes(){ // 脱水
System.out.println("脱水功能");
}
public void setTime(){ // 定时
System.out.println("定时功能");
//以上称为类的成员方法。
}
}
方法出了作用域就会失效
采用Java语言将洗衣机类在计算机中定义完成,经过javac编译之后形成.class文件,在JVM的基础上计算机就可以 识别了。
注意事项:
- 类名注意采用大驼峰定义
- 成员前写法统一为public,后面会详细解释
- 此处写的方法不带 static 关键字. 后面会详细解释
class PetDog {
public String name;//名字
public String color;//颜色
// 狗的属性
public void barks() {
System.out.println(name + ": 旺旺旺~~~");
}
// 狗的行为
public void wag() {
System.out.println(name + ": 摇尾巴~~~");
}
}
注意事项:
- 一般一个文件当中只定义一个类
- main方法所在的类一般要使用public修饰(注意:Eclipse默认会在public修饰的类中找main方法)
- public修饰的类必须要和文件名相同
- 不要轻易去修改public修饰的类的名称
2.2使用
2.2.1实例化
定义了一个类,就相当于在计算机中定义了一种新的类型
用类类型创建对象的过程,称为类的实例化,在java中采用new关键字,配合类名来实例化对象。
public class Test{
public static void main(String[] args) {
Washmachine wanshmachine1 = new Washmachine(); //通过new实例化对象
Washmachine wanshmachine1 = new Washmachine();
}
一个类 可以创建多个实例化对象
2.2.2访问类中数据
public class Main{
public static void main(String[] args) {
PetDog dogh = new PetDog(); //通过new实例化对象
dogh.name = "阿黄";
dogh.color = "黑黄";
dogh.barks();
dogh.wag();
PetDog dogs = new PetDog();
dogs.name = "阿黄";
dogs.color = "黑黄";
dogs.barks();
dogs.wag();
}
}
注意事项
- new 关键字用于创建一个对象的实例.
- 使用 . 来访问对象中的属性和方法.
- 同一个类可以创建多个实例.
2.3类和对象说明
- 类只是一个模型一样的东西,用来对一个实体进行描述,限定了类有哪些成员.
- 类是一种自定义的类型,可以用来定义变量.
- 一个类可以实例化出多个对象,实例化出的对象 占用实际的物理空间,存储类成员变量
- 做个比方。类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子,类就像是设计图,只设计出需要什么东 西,但是并没有实体的建筑存在,同样类也只是一个设计,实例化出的对象才能实际存储数据,占用物理空间
3.this引用
this 代表当前对象的引用,可以借助 this 来访问对象的字段和方法.
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
public void setDay(int y,int m,int d) {
year = y;
month = m;
day = d;
}
public void printDate() {
System.out.println(year + "年 " + month + "月 " + day + "日");
}
public static void main(String[] args) {
Date d1 = new Date();
Date d2 = new Date();
Date d3 = new Date();
d1.setDay(2022,3,2);
d2.setDay(2023,4,2);
d3.setDay(2024,5,2);
d1.printDate();
d2.printDate();
d3.printDate();
}
}
注意事项:
1. 形参名不小心与成员变量名相同
public void setDay(int year, int month, int day){
year = year;
month = month;
day = day;
}
那函数体中到底是谁给谁赋值?成员变量给成员变量?参数给参数?参数给成员变量?成员变量参数?
2. 三个对象都在调用setDate和printDate函数,但是这两个函数中没有任何有关对象的说明,setDate和 printDate函数如何知道打印的是那个对象的数据呢?
所有成员变量均通过this关键字来访问
注意事项:
- this的类型:对应类类型引用,即哪个对象调用就是哪个对象的引用类型
- this只能在"成员方法"中使用
- 在"成员方法"中,this只能引用当前对象,不能再引用其他对象
- this是“成员方法”第一个隐藏的参数,编译器会自动传递,在成员方法执行时,编译器会负责将调用成员方法 对象的引用传递给该成员方法,this负责来接收
规范后的代码
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
public void setDay(Date this,int y,int m,int d) {
this.year = y;
this.month = m;
this.day = d;
}
public void printDate() {
System.out.println(this.year + "年 " + this.month + "月 " + this.day + "日");
}
public static void main(String[] args) {
Date d1 = new Date();
d1.setDay(2022,3,2);
d1.printDate();
Date d2 = new Date();
d2.setDay(2023,4,2);
d2.printDate();
}
}
4.对象的构造及初始化
4.1初始化对象
//以下代码不会正常编译,无法正确初始化
public static void main(String[] args) {
Date d = new Date();
d.printDate();
d.setDate(2021,6,9);
}
//以下代码可以正常编译
public static void main(String[] args) {
Date d = new Date();
d.setDate(2021,6,9);
d.printDate();
}
//要先进行初始化再打印
1. 每次对象创建好后调用SetDate方法设置具体日期,比较麻烦,那对象该如何初始化?
2. 局部变量必须要初始化才能使用,为什么字段声明之后没有给值依然可以使用?
4.2构造方法
构造方法(也称为构造器)是一个特殊的成员方法,名字必须与类名相同,在创建对象时,由编译器自动调用,并且 在整个对象的生命周期内只调用一次。
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
// 构造方法:
// 名字与类名相同,没有返回值类型,设置为void也不行
// 一般情况下使用public修饰
// 在创建对象时由编译器自动调用,并且在对象的生命周期内只调用一次
public Date(int year, int month, int day){
this.year = year;
this.month = month;
this.day = day;
System.out.println("Date(int,int,int)方法被调用了");
}
public void printDate(){
System.out.println(year + "年 " + month + "月 " + day + "日");
}
public static void main(String[] args) {
// 此处创建了一个Date类型的对象,并没有显式调用构造方法
Date d = new Date(2022,3,2); // 输出Date(int,int,int)方法被调用了
d.printDate();
}
}
注意:
- 构造方法的作用就是对对象中的成员进行初始化,并不负责给对象开辟空间。
4.2.1特性
构造方法没有返回值,且方法名和类名相同
构造方法是用来实例化对象的
- 名字必须与类名相同
- 没有返回值类型,设置为void也不行
- 创建对象时由编译器自动调用,并且在对象的生命周期内只调用一次(相当于人的出生,每个人只能出生一次)
- 构造方法可以重载(用户根据自己的需求提供不同参数的构造方法)
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
// 无参构造方法
public Date(){
this.year = 1900;
this.month = 1;
this.day = 1;
}
// 带有三个参数的构造方法
public Date(int year, int month, int day) {
this.year = year;
this.month = month;
this.day = day;
}
public void printDate(){
System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
}
public static void main(String[] args) {
Date d = new Date();
d.printDate();
}
}
上述两个构造方法:名字相同,参数列表不同,因此构成了方法重载。
5. 如果用户没有显式定义,编译器会生成一份默认的构造方法,生成的默认构造方法一定是无参的。
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
public void printDate(){
System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
}
public static void main(String[] args) {
Date d = new Date();
d.printDate();
}
}
上述Date类中,没有定义任何构造方法,编译器会默认生成一个不带参数的构造方法。
注意:
- 一旦用户定义,编译器则不再生成。
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
public Date(int year, int month, int day) {
this.year = year;
this.month = month;
this.day = day;
}
public void printDate(){
System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
}
public static void main(String[] args) {
// 如果编译器会生成,则生成的构造方法一定是无参的
// 则此处创建对象是可以通过编译的
// 但实际情况是:编译期报错
Date d = new Date();
d.printDate();
}
}
/*
Error:(26, 18) java: 无法将类 extend01.Date中的构造器 Date应用到给定类型;
需要: int,int,int
找到: 没有参数
原因: 实际参数列表和形式参数列表长度不同
*/
6. 构造方法中,可以通过this调用其他构造方法来简化代码
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
// 无参构造方法--内部给各个成员赋值初始值,该部分功能与三个参数的构造方法重复
// 此处可以在无参构造方法中通过this调用带有三个参数的构造方法
// 但是this(1900,1,1);必须是构造方法中第一条语句
public Date(){
//System.out.println(year); 注释取消掉,编译会失败
this(1900, 1, 1);
//this.year = 1900;
//this.month = 1;
//this.day = 1;
}
// 带有三个参数的构造方法
public Date(int year, int month, int day) {
this.year = year;
this.month = month;
this.day = day;
}
}
public class Dog {
public String name;
public int age;
public String color;
public Dog(){
this("大黄",9,"黄色");
System.out.println("不带参数的构造方法!");
}
public Dog(String name, int age, String color) {
//this(); error
this.name = name;
this.age = age;
this.color = color;
System.out.println(" Dog(String name, int age, String color) ");
}
public void show() {
System.out.println("姓名:"+this.name+" 年龄:"+this.age+" 颜色:"+this.color);
}
public static void main(String[] args) {
Dog dog = new Dog();
dog.show();
}
}
注意:
this(...)必须是构造方法中第一条语句
不能形成环
public Date(){
this(1900,1,1);
}
public Date(int year, int month, int day) {
this();
}
/*
无参构造器调用三个参数的构造器,而三个参数构造器有调用无参的构造器,形成构造器的递归调用
编译报错:Error:(19, 12) java: 递归构造器调用
*/
4.3默认初始化
为什么局部变量在使用时必须要初始化,而成员变量可以不用呢?
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
public Date(int year, int month, int day) {
// 成员变量在定义时,并没有给初始值, 为什么就可以使用呢?
System.out.println(this.year);
System.out.println(this.month);
System.out.println(this.day);
}
public static void main(String[] args) {
// int a;
// System.out.println(a);
// 此处a没有初始化,编译时报错:
// Error:(24, 28) java: 可能尚未初始化变量a
Date d = new Date(2021,6,9);
}
}
具体原因还需要我们更加深入的学习来逐步了解
4.4就地初始化
在声明成员变量时,就直接给出了初始值。
public class Date {
public int year = 1900;
public int month = 1;
public int day = 1;
public Date(){
}
public Date(int year, int month, int day) {
}
public static void main(String[] args) {
Date d1 = new Date(2021,6,9);
Date d2 = new Date();
}
}
注意:
- 代码编译完成后,编译器会将所有给成员初始化的这些语句添加到各个构造函数中
5.封装
5.1概念
面向对象程序三大特性:封装、继承、多态。而类和对象阶段,主要研究的就是封装特性。何为封装呢?简单来说 就是套壳屏蔽细节。
5.2访问限定符
Java中主要通过类和访问权限来实现封装:类可以将数据以及封装数据的方法结合在一起,更符合人类对事物的认知,而访问权限用来控制方法或者字段能否直接在类外使用。Java中提供了四种访问限定符:
- public:可以理解为一个人的外貌特征,谁都可以看得到
- default: 对于自己家族中(同一个包中)不是什么秘密,对于其他人来说就是隐私了
- private:只有自己知道,其他人都不知道
- public谁都可以访问
- protected主要是用在继承中
- default权限指:什么都不写时的默认权限
- 访问权限除了可以限定类中成员的可见性,也可以控制类的可见性
5.3private实现封装
public class Dog {
private String name = "大黄";
private int age = 5;
private String color = "黄";
//此时被private修饰的成员变量只能在当前Dog类下使用
public void show() {
System.out.println("姓名:"+this.name+" 年龄:"+this.age+" 颜色:"+this.color);
}
public static void main(String[] args) {
Dog dog = new Dog();
dog.show();
}
}
此时字段已经使用 private 来修饰. 类的调用者(main方法中)不能直接使用. 而需要借助 show 方法.
private 不光能修饰字段, 也能修饰方法
通常情况下我们会把字段(成员变量)设为 private 属性, 但是方法是否需要设为 public, 就需要视具体情形而定. 一般我们希望一个类只提供 “必要的” public 方法, 而不应该是把所有的方法都无脑设为 public.
5.4包
5.4.1概念
为了更好的管理类,把多个类收集在一起成为一组,称为软件包
在Java中也引入了包,包是对类、接口等的封装机制的体现,是一种对类或者接口等的很好的组织方式,比如:一 个包中的类不想被其他包中的类使用。包还有一个重要的作用:在同一个工程中允许存在相同名称的类,只要处在 不同的包中即可。
5.4.2导入包中的类
例如Date类:可以使用 java.util.Date 导入 java.util 这个包中的 Date 类.
public class Test {
public static void main(String[] args) {
java.util.Date date = new java.util.Date();
// 得到一个毫秒级别的时间戳
System.out.println(date.getTime());
}
}
使用 import语句导入包.
import java.util.Date;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Date date = new Date();
// 得到一个毫秒级别的时间戳
System.out.println(date.getTime());
}
}
- 如果需要使用 java.util 中的其他类, 可以使用 import java.util.*
- *相当于是一个通配符,将包中所有的类全部导入进去
- 更建议显式的指定要导入的类名. 否则还是容易出现冲突的情况.
可以使用import static导入包中静态的方法和字段。
import static java.lang.Math.*;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
double x = 30;
double y = 40;
// 静态导入的方式写起来更方便一些.
// double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));
double result = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));
System.out.println(result);
}
}
5.4.3自定义包
- 在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中.
- 包名需要尽量指定成唯一的名字, 通常会用公司的域名的颠倒形式(例如 com.bit.demo1 ).
- 包名要和代码路径相匹配. 例如创建 com.baidu.www 的包, 那么会存在一个对应的路径 com/bit/demo1 来存储 代码.
- 如果一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中.
5.4.4常见的包
1. java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后自动导入。
2. java.lang.reflect:java 反射编程包;
3. java.net:进行网络编程开发包。
4. java.sql:进行数据库开发的支持包。
5. java.util:是java提供的工具程序包。(集合类等) 非常重要
6. java.io:I/O编程开发包。
6.static成员类
public class Student{
// ...
public static void main(String[] args) {
Student s1 = new Student("张三", "男", "112");
Student s2 = new Student("李四", "女", "112");
Student s3 = new Student("王五", "男", "112");
}
}
被static修饰的成员,称之为静态成员,也可以称为类成员,其不属于某个具体的对 象,是所有对象所共享的。
6.1static修饰成员变量
static修饰的成员变量,称为静态成员变量
静态成员变量最大的特性:不属于某个具体的对象,是所有对象所共享的。
静态成员变量特性:
- 不属于某个具体的对象,是类的属性,所有对象共享的,不存储在某个对象的空间中
- 既可以通过对象访问,也可以通过类名访问,但一般更推荐使用类名访问
- 类变量存储在方法区当中
- 生命周期伴随类的一生(即:随类的加载而创建,随类的卸载而销毁)
public class Student{
public String name;
public String sex;
public static String classRoom = "Bit306";
// ...
public static void main(String[] args) {
// 静态成员变量可以直接通过类名访问
System.out.println(Student.classRoom);
Student s1 = new Student("张三", "男", "112");
Student s2 = new Student("李四", "女", "112");
Student s3 = new Student("王五", "男", "112");
// 也可以通过对象访问:但是classRoom是三个对象共享的
System.out.println(s1.classRoom);
System.out.println(s2.classRoom);
System.out.println(s3.classRoom);
}
}
6.2static修饰成员方法
一般类中的数据成员都设置为private,而成员方法设置为public,那设置之后,Student类中classRoom属性如何 在类外访问呢?
被static修饰的成员方法称为静态成员方法,是类的方法,不是某个对象所特有的。静态成员一般是通过 静态方法来访问的。
public class Student{
// ...
private static String classRoom = "Bit306";
// ...
public static String getClassRoom(){
return classRoom;
}
}
public class TestStudent {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Student.getClassRoom());
}
}
静态方法特性
- 不属于某个具体的对象,是类方法
- 可以通过对象调用,也可以通过类名.静态方法名(...)方式调用,更推荐使用后者
- 不能在静态方法中访问任何非静态成员变量
public static String getClassRoom(){
System.out.println(this);
return classRoom;
}
// 编译失败:Error:(35, 28) java: 无法从静态上下文中引用非静态 变量 this
public static String getClassRoom(){
age += 1;
return classRoom;
}
// 编译失败:Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态 变量 age
4. 静态方法中不能调用任何非静态方法,因为非静态方法有this参数,在静态方法中调用时候无法传递this引用,非静态可以调用静态
public static String getClassRoom(){
doClass();
return classRoom;
}
// 编译报错:Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态 方法 doClass()
6.3成员变量的初始化
注意:静态成员变量一般不会放在构造方法中来初始化,构造方法中初始化的是与对象相关的实例属性
静态成员变量的初始化分为两种:就地初始化 和 静态代码块初始化。
1. 就地初始化
public class Student{
private String name;
private String gender;
private int age;
private double score;
private static String classRoom = "112";
// ...
}
2. 静态代码块初始化
7.代码块
使用 {} 定义的一段代码称为代码块。
根据代码块定义的位置以及关键字,又可分为以下四种:
1.普通代码块
2.构造块
3.静态块
4.同步代码块(后续讲解多线程部分再谈)
7.1普通块
public class Main{
public static void main(String[] args) {
{
//直接使用{}定义,普通方法块
int x = 10 ;
System.out.println("x1 = " +x);
}
int x = 100 ;
System.out.println("x2 = " +x);
}
}
7.2构造代码块
构造块:定义在类中的代码块(不加修饰符)。也叫:实例代码块/非静态代码块。构造代码块一般用于初始化实例成员变量。
定义在类中,与成员变量和成员方法为同一级
7.3静态代码块
使用static定义的代码块称为静态代码块 。 一般用于初始化静态成员变量 。
注意事项
- 静态代码块不管生成多少个对象,其只会执行一次
- 静态成员变量是类的属性,因此是在JVM加载类时开辟空间并初始化的
- 如果一个类中包含多个静态代码块,在编译代码时,编译器会按照定义的先后次序依次执行(合并)
- 实例代码块只有在创建对象时才会执行
7.4执行顺序
实例代码块优先于构造代码块执行
class Student {
int age;
{
System.out.println("这是实例化代码块");
}
public Student (){
this.age = age;
System.out.println("不带参数的构造方法");
}
// {
// System.out.println("这是实例化代码块");
// }
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student student = new Student();
}
}
实例成员变量和构造块有先后顺序
class Student {
private String name = "abc";
int age;
{
this.name = "zsj";
System.out.println("这是实例化代码块");
}
public Student (){
this.age = age;
System.out.println("不带参数的构造方法");
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
// {
// System.out.println("这是实例化代码块");
// }
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student student = new Student();
System.out.println(student.getName());
}
}
静态、实例代码块一起运行时的顺序
class Student {
int age;
public Student() {
System.out.println("这是构造方法");
}
{
System.out.println("这位是实例化代码块");
}
static {
System.out.println("这是静态代码块2");
}
static {
System.out.println("这是静态代码块1");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student student = new Student();
}
}
静态代码块是根据我们书写代码的顺序进行执行的,按顺序执行。
总结:静态代码块执行完毕后, 实例代码块(构造块)执行,再然后是构造函数执行。