Java中的类和对象 (二)

news2024/11/16 15:44:13

目录

1.封装

1.1 封装的概念

1.2 访问限定符 

1.3 封装扩展之包 

1.3.1 包的概念

1.3.2 导入包中的类 

1.3.3 自定义包 

1.3.4 包的访问权限控制举例 

1.3.5 常见的包 

2. static成员 

2.1 static修饰成员变量

2.2 static修饰成员方法 

2.3 static成员变量初始化 

3. 代码块 

3.1 代码块概念以及分类

3.2 普通代码块

3.3 构造代码块 

3.4 静态代码块 

1.封装

1.1 封装的概念

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。

比如：对于电脑这样一个复杂的设备，提供给用户的就只是：开关机、通过键盘输入，显示器，USB插孔等，让用户来和计算机进行交互，完成日常事务。但实际上：电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件。

对于计算机使用者而言，不用关心内部核心部件，比如主板上线路是如何布局的，CPU内部是如何设计的等，用户只需要知道，怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可。因此计算机厂商在出厂时，在外部套上壳子，将内部实现细节隐藏起来，仅仅对外提供开关机、鼠标以及键盘插孔等，让用户可以与计算机进行交互即可。封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互. 

1.2 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修饰的 可以理解成所有的类都能访问,是公开的.

defalut修饰的 就是什么都不写的包默认权限,这可以在同一个包中访问

private修饰的 只可以在当前类中访问 

protected修饰的 要在继承中才可以了解,后续我会更新

首先先来看public, 在Test类中可以访问Student类中的属性,完全可以,编译器不会报错.

class Student {
    public String name;
    public int age;

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

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student("xiaobai", 10);
        System.out.println(student.name);
        System.out.println(student.age);
    }
}

再看private,在Test类中不能够访问Student类中的属性.

设计者不想让别人看到类的实现细节,但是类外的人又想使用这些属性,那该怎么办呢? 可以提供这些属性的接口供别人使用. 我们可以使用IDEA帮我们自动生成.

有了接口,我们就可以这样使用. 

class Student {
    private String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public Student() {

    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.setName("xiaobai");
        System.out.println(student.getName());
        student.setAge(10);
        System.out.println(student.getAge());
    }
}

1.3 封装扩展之包 

要想理解明白default,就要先理解包的概念.

1.3.1 包的概念

在面向对象体系中，提出了一个软件包的概念，即：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。有点类似于目录。比如：为了更好的管理电脑中的歌曲，一种好的方式就是将相同属性的歌曲放在相同文件下，也可以对某个文件夹下的音乐进行更详细的分类。

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。 

1.3.2 导入包中的类 

Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用. 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());
    }
}

但是这种写法比较麻烦一些, 可以使用 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.*  *号是通配符,可以充当任何类,不是导入util下的所有类,而是用到哪个类,它就充当哪个类.

import java.util.*;
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());
    }
}

但是我们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 

importjava.util.*;
importjava.sql.*;

public class Test {
    public static void main(String[]args) { 
        //util和sql中都存在一个Date这样的类,此时就会出现歧义,编译出错
        Date date = new Date();
        System.out.println(date.getTime());
    }
}

//编译出错Error:(5,9)java: 对Date的引用不明确
java.sql中的类java.sql.Date和java.util中的类java.util.Date都匹配

在这种情况下需要使用完整的类名 

 可以使用import static导入包中静态的字段和方法

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);
    }
}

1.3.3 自定义包 

基本规则

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.baidu.com)

包名要和代码路径相匹配. 例如创建com.bit.的包, 那么会存在一个对应的路径com/bit/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. 

操作步骤

1. 在 IDEA 中先新建一个包: 右键 src -> 新建 -> 包2. 在弹出的对话框中输入包名, 例如com.bit. 在包中创建类, 右键包名 -> 新建 -> 类, 然后输入类名即可.

2. 在弹出的对话框中输入包名, 例如com.bit

3. 在包中创建类, 右键包名 -> 新建 -> 类, 然后输入类名即可 

4. 此时可以看到我们的磁盘上的目录结构已经被 IDEA 自动创建出来了.

5. 同时我们也看到了, 在新创建的Test.java文件的最上方, 就出现了一个 package 语句 

注意: package是声明当前java文件是在哪个包中,还有包名一定要都是小写. 

1.3.4 包的访问权限控制举例 

我在bit这个包里面创建了两个类

首先,现在TestBit1这个类里面,age的访问修饰符就是default,default就是什么都不写.

在TestBit2这个类里面 实例化TestBit1类的一个对象,然后用testBit1这个引用去访问age,发现没有报错,这就是包访问权限,也就是default.

1.3.5 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。

2. static成员 

2.1 static修饰成员变量

class Student {
    public String name;

    public String gender;

    public int age;

    public double score;

    public static String classRoom = "301";

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

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student students1 = new Student("Lileilei","男",18,3.8);
        Student students2 = new Student("HanMeiMei","女",19,4.0);
        Student students3 = new Student("Jim","男",18,2.6);
        System.out.println(Student.classRoom);
    }
}

假设三个同学是同一个班的，那么他们上课肯定是在同一个教室，那既然在同一个教室，那能否给类中再加一个成员变量，来保存同学上课时的教室呢？答案是不行的。 

在Student类中定义的成员变量，每个对象中都会包含一份(称之为实例变量)，因为需要使用这些信息来描述具体的学生。而现在要表示学生上课的教室，这个教室的属性并不需要每个学生对象中都存储一份，而是需要让所有的学生来共享。在Java中，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。 

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】

1. 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

2. 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

3. 类变量存储在方法区当中

4. 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)

那么我们就可以总结一下

普通成员变量: 定义在类的内部,方法的外部.

静态成员变量: 定义在类的内部,方法的外部,但是被static修饰了

局部变量: 定义在方法的内部 

2.2 static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？

class Student {
    private String name;

    private String gender;

    private int age;

    private double score;

    private static String classRoom = "301";

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

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student students1 = new Student("Lileilei","男",18,3.8);
        Student students2 = new Student("HanMeiMei","女",19,4.0);
        Student students3 = new Student("Jim","男",18,2.6);
        System.out.println(Student.classRoom);
    }
}

可以看到,classRoom不能被访问,报错了.

那static属性应该如何访问呢？

Java中，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. 

class Student {
    private String name;

    private String gender;

    private int age;

    private double score;

    private static String classRoom = "301";

    public static String getClassRoom() {
        return classRoom;
    }

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

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Student.getClassRoom());
    }
}

【静态方法特性】

1. 不属于某个具体的对象，是类方法

2. 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

3. 不能在静态方法中访问任何非静态成员变量 

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 

2.3 static成员变量初始化 

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. 就地初始化指的是：在定义时直接给出初始值

class Student {
    private String name;
    
    private int age;
    
    private static String classRoom = "301";
}

2. 静态代码块初始化 

那什么是代码块呢？继续往后看 :) ~~~

3. 代码块 

3.1 代码块概念以及分类

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：

普通代码块

构造块

静态块

同步代码块（后续讲解多线程部分再谈）

3.2 普通代码块

普通代码块：定义在方法中的代码块.

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);
    }
}

3.3 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。构造代码块一般用于初始化实例成员变量。 

class Student {
    private String name;

    private int age;

    private static String classRoom = "301";

    public Student() {
        System.out.println("不带参数的构造方法!");
    }

    // 实例(构造)代码块
    {
        this.name = "zhang san";
        this.age = 18;

    }

    public void show() {
        System.out.println(this.name + " 年龄是: "+ this.age+ " 他正在上课!");
    }

}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.show();
    }
}

3.4 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

class Student {
    private String name;

    private int age;

    public static String classRoom;

    public Student() {
        System.out.println("不带参数的构造方法!");
    }

    // 实例(构造)代码块
    {
        this.name = "zhang san";
        this.age = 18;

    }

    // 静态代码块
    static {
        classRoom = "301";
    }

    public void show() {
        System.out.println(this.name + " 年龄是: "+ this.age+ " 他正在上课!");
    }

}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.show();
        System.out.println("他所在的班级是:" + Student.classRoom);
    }
}

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  

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