Java类和对象（二）—— 封装，static 关键字与代码块

news2024/9/20 17:26:53

前言

       在面向对象的编程语言中，有三大特性：封装、继承和多态~~
       今天我们就来学习封装的知识

封装

什么是封装

       在现实生活中，我们经常使用手机来进行沟通与交流，实际上我们拿到的手机是被封装好的，精美的屏幕，还有一些接口等等，但是手机内部的结构我们是看不到的，除非你强行拆解~~

手机的内部结构：
在这里插入图片描述
手机厂商会把手机的内部结构（手机的细节）给封装起来，就是套上一个壳子，留下几个接口实现用户与手机之间的交互，这就是封装的意思~~

封装的延伸之包

在生活中，我们会使用文件夹来存放不同类型的文件，每一个大的文件夹下可能会用不同的小文件，这些大文件夹我们可以理解成包，小文件夹可以理解成包里面的某一个类，在小文件夹里面有一些文件，这些文件可以理解成方法~~

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

在Java中我们可以使用Java已经有的包，或者自己自定义一些包~
常见的Java的包有：
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。

举个例子，我们在打印数组的时候可以使用Arrays.toString()来实现数组转化成字符串~

import java.util.Arrays;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3};
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

要使用Arrays.toString()这个方法的时候，我们会导入一个java.util的包，并且说明导入这个包底下的哪一个类~

导入包中的类

我们一般会使用下面的形式来导入包中的类：

方式一

直接使用包的名字来使用包里面的类里面的方法：
包名.类名.方法

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3};
        System.out.println(java.util.Arrays.toString(arr));
    }
}

因为每次使用都要写一遍这些语句（包名.类名.方法），所以这种一般这种比较麻烦，我们不推荐使用~~

方式二

使用import 语句来导入包里面的类：
import 包名.类名；
就例如下面的方式：
import java.util.Arrays;

这种显式导入包里面的类是十分推荐的~

还有一种就是直接把包里面所有的类直接导入进来：

import java.util.*;
import java.sql. *;

但是这种我们不推荐，因为别人就不知道你使用了这个包的哪个类，代码的可读性就会变差，而且如果不同的包有一些类名是一样的，编译器就不知道要使用哪一个类了：

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

我们可以使用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);
    }
}

方式三

IDEA可以使用快捷键进行导入，鼠标移动到这个需要导入的类，按住Alt+回车就可以了~~

自定义一个包

创建一个包

这里使用的是IDEA编译器进行演示:
在这里插入图片描述
首先右键src，选择new，点击package，然后输入你的包名，就可以了~~

在这里插入图片描述

没错，包里面其实可以再套包，如果你输入的包名类似com.baidu.www(就会创建三个包，com里面有baidu，baidu里面有www)
如果你建立了类似上面的很多包，但是你看不到层次分明的包的话，可以这样修改：

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

把Compact Middle Packages 这个勾（√）给取消掉就可以了~~

编译器会在第一行就告诉你这个类是在哪一个包下的~~
会显示package+包名；

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

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.www ).
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/baidu/www 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.

使用

要使用自己的包也很简单，还是一样要导入包里面的类

import com.baidu.www.Test2;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Test2 test = new Test2();
    }
}

static

我们在使用创建对象的时候，有时候会发现有些成员变量是不变的，例如：同样在一个班里的学生，他们的姓名、年龄是不一样的，但是不变的是他们的班级，他们有些行为也是一样的（例如上课、睡觉、吃饭等等）
这时候我们就会使用static来修饰这些共性的特征

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 修饰成员变量

上面我们提到学生类，接下来我们就以这个来举例子：

public class Student {
    public String name;
    public int age;
    public String className;

    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student();
        Student student2 = new Student();
        Student student3 = new Student();
        
    }
}

我们使用 static 来修饰班级名字，意味着className 这个成员变量是共享的，并且是存放在方法区当中的，而且只会存储一份~~

在这里插入图片描述

static修饰的成员变量，称为静态成员变量，也可以叫做类变量，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。

由于静态成员变量是不依赖对象的，所以我们可以使用类名直接访问静态成员变量，当然也可以使用对象来访问~~
这里建议直接通过类名进行访问~~

看看下面的代码：

public class Student {
    public String name;
    public int age;
    public static String className;

    public void show() {
        System.out.println("班级："+this.className);
    }

    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student();
        student1.className = "1班";
        student1.show();
        System.out.println("=============");

        Student student2 = null;
        student2.className = "2班";
        System.out.println(Student.className);
        System.out.println("=============");

        Student.className = "3班";
        System.out.println(Student.className);

    }
}

在这里插入图片描述

为什么 student2 明明被置为null，却还是能进行对 className 进行使用赋值呢？

因为我们知道静态成员变量是不依赖对象的，所以 student2 也可以访问静态的成员变量className，但是就不能访问其他非静态的成员变量和成员方法了~~

static 修饰成员方法

被static修饰的成员方法也叫做静态成员方法，也可以叫做类方法，不是某个对象所特有的

public class Student {
    public String name;
    public int age;
    public static String className;

    public void doHomework(){
        System.out.println(this.name+"做作业");
    }

    public void eat(){
        System.out.println(this.name+"吃饭");
    }

    public static void test(){
        System.out.println("考试");
    }

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student.test();
    }
}

不同类里，我们可以通过 类名.方法 来进行调用该类的静态方法~~
但是不能在静态的方法里直接调用非静态的成员变量，因为静态方法是不依赖对象的，所以你要调用非静态方法只能先创建一个对象，然后再使用这个对象去调用非静态方法，也就意味着你在静态方法也是不能使用this关键字的（this关键字是依赖对象的~~）
非静态的成员方法是可以调用非静态成员方法的和静态成员方法的~

小结

一句话总结上面的：**静态成员方法和静态成员变量是不依赖对象的**

代码块

普通代码块

普通代码块：定义在方法中的代码块.

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //Student.test();
        
        {
            int a = 10;
            int b = 20;
        }

    }
}

这份代码里 { int a = 10; int b = 20; } 就是普通代码块~~

静态代码块

有 static 修饰的代码块，一般用于初始化静态成员变量~~
这个代码块在方法外面~~

public class Student {
    public String name;
    public int age;
    public static String className;

	//静态代码块
    static{
        className = "1班";
        System.out.println(className);
    }
}

实例化代码块（构造代码块）

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。
也是在方法外面定义的~~

public class Student {
    public String name;
    public int age;
    public static String className;
	
	//实例化代码块
    {
        name = "张三";
        age = 10;
    }
}

同步代码块

后面文章（多线程的内容）讲解~

执行顺序

先看现象：

在这里插入图片描述

运行结果：

在这里插入图片描述

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，如果有多个实例化代码块就会根据定义的先后次序执行
最后就是执行构造方法

简单来说：
静态代码块（只会执行一次）-----》 实例化代码块 ------》构造方法

包的访问权限

在这里插入图片描述
这里我会在下面的补充里面讲解到public，private，default这三个权限访问修饰符的含义和使用，protected和子类会在继承的文章中讲到~~

public

被 public 修饰的变量或者方法是公共的，在任何地方都能使用

private

被private 修饰的是私有的，只能在类内部使用

default

注意没有 default 关键字，这个的中文意思有默认的，就是代表默认权限，在同一个包里面都能使用。

合理使用修饰符

Java中外面会将一些方法或者变量给封装起来，也就是使用上面这些修饰符进行封装，留下一些接口给外界使用~~

例如下面的代码：

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    private static String className;

    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 static String getClassName() {
        return className;
    }

    public static void setClassName(String className) {
        Student.className = className;
    }

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

    {
        name = "张三";
        age = 10;
        System.out.println("执行实例化代码块");
    }
    static{
        className = "1班";
        System.out.println("执行静态代码块");
    }

    public Student(){
        System.out.println("调用构造方法");
    }
    
    public void doHomework(){
        System.out.println(this.name+"做作业");
    }

    public void eat(){
        System.out.println(this.name+"吃饭");
    }

    public static void test(){
        System.out.println("考试");
    }

    private static void main(String[] args) {
        //this.name = 10;
        Student student1 = new Student();
        student1.eat();
        test();
    }
}

我们通过使用private将类里面的细节给封装起来，通过get…和set…或构造方法来进行初始化和在类外也能得到里面的成员的值。

对象的成员变量初始化

就地初始化

在定义变量的时候直接赋初始值

public class Student {
    private String name = "张三";
    private int age = 10;
    private static String className = "1班";

    public String getName() {
        return name;
    }
}

代码块初始化

我们可以使用静态代码块和实例化代码块进行初始化，上面讲代码的时候就使用到了，这里不做代码示例。

构造方法初始化

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    private static String className;
    
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

快捷键写代码

我们上面提到get…和set…方法还有一个初始化成员变量的构造方法，在IDEA中我们可以快速生成，我们可以使用快捷键Alt+Insert或者右键找到Generate，Getter就是获取这个变量，Setter就是设置这个变量，Constructor可以设置构造方法，然后选择你想要的成员变量就可以了（按住Ctrl，就可以选择多个变量了），最后点击OK，代码就完成了~~

在这里插入图片描述

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