【Java基础】——面向对象:封装

news2024/11/17 17:24:07

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【Java基础】——面向对象:封装

  • 一、类和对象
  • 二、类的结构：属性、方法、构造器
    • 1、属性
    • 2、方法
      • 2.1、方法的定义
      • 2.2、方法的重载
      • 2.3、可变个数的形参
      • 2.4、方法参数的值传递机制
    • 3、构造器
      • 3.1、构造器的特征
      • 3.2、构造器的作用：
      • 3.3、构造器重载
  • 三、封装与隐藏
    • 1、信息的封装和隐藏
    • 2、四种访问权限修饰符

面向对象学习的 三条主线：
1.Java类及类的成员：属性、方法、构造器；代码块、内部类。
2.面向对象的大特征：封装性、继承性、多态性、(抽象性)。
3.其它关键字：this、super、static、final、abstract、interface、package、import等。

一、类和对象

Java类及类的成员：属性、方法、构造器；代码块、内部类
1、面向对象中两个重要的概念：

类：对一类事物的描述，是抽象的、概念上的定义
对象：是实际存在的该类事物的每个个体，因而也称为实例(instance)

面向对象程序设计的重点是类的设计
设计类，就是设计类的成员。

2、完成一个项目（或功能）的思路：

根据问题需要，选择问题所针对的现实世界中的实体。
从实体中寻找解决问题相关的属性和功能，这些属性和功能就形成了概念世界中的类。把抽象的实体用计算机语言进行描述，形成计算机世界中类的定义。即借助某种程序语言，把类构造成计算机能够识别和处理的数据结构。
将类实例化成计算机世界中的对象。对象是计算机世界中解决问题的最终工具。

3、二者的关系
对象，是由类new出来的，派生出来的。

4、面向对象思想落地实现的规则

1.创建类，设计类的成员。
2.创建类的对象。
3.通过“对象.属性”或“对象.方法”调用对象的结构。

补充：几个概念的使用说明
属性 = 成员变量 = field = 域、字段
方法 = 成员方法 = 函数 = method
创建类的对象 = 类的实例化 = 实例化类

5、对象的创建及内存解析
典型代码：
创建对象语法： 类名 对象名 = new 类名();

Person p1 = new Person();
Person p2 = new Person();
Person p3 = p1;//没有新创建一个对象，共用一个堆空间中的对象实体。

说明：如果创建了一个类的多个对象，则每个对象都独立的拥有一套类的属性。（非static的）
意味着：如果我们修改一个对象的属性a，则不影响另外一个对象属性a的值。
内存解析:
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二、类的结构：属性、方法、构造器

1、属性

语法格式： 修饰符 数据类型 属性名 = 初始化值 ;

对比：属性 vs 局部变量
相同点：

  • 定义变量的格式：数据类型 变量名 = 变量值。
  • 先声明，后使用。
  • 变量都其对应的作用域 。

不同点：
1、在类中声明的位置的不同

  • 属性：直接定义在类的一对{}内
  • 局部变量：声明在方法内、方法形参、代码块内、构造器形参、构造器内部的变量

2、关于权限修饰符的不同

  • 属性：可以在声明属性时，指明其权限，使用权限修饰符。
    常用的权限修饰符：private、public、缺省、protected —>封装性
  • 局部变量：不可以使用权限修饰符。

3、默认初始化值的情况：

  • 属性：类的属性，根据其类型，都默认初始化值。
    整型（byte、short、int、long：0）
    字符型（char：0 （或’\u0000’））
    布尔型（boolean：false）
    引用数据类型（类、数组、接口：null）
  • 局部变量：没默认初始化值。
    意味着，我们在调用局部变量之前，一定要显式赋值。
    特别地：形参在调用时，我们赋值即可。

4、在内存中加载的位置：

  • 属性：加载到堆空间中 （非static）
  • 局部变量：加载到栈空间

在方法体外，类体内声明的变量称为成员变量。
在方法体内部声明的变量称为局部变量。
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2、方法

2.1、方法的定义

方法是类或对象行为特征的抽象，用来完成某个功能操作。在某些语言中
也称为函数或过程。
将功能封装为方法的目的是，可以实现代码重用，简化代码。
Java里的方法不能独立存在，所有的方法必须定义在类里。
比如：Math类：sqrt()\random() …
Scanner类：nextXxx() …
Arrays类：sort() \ binarySearch() \ toString() \ equals() \ …
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2.2、方法的重载

在同一个类中，允许存在一个以上的同名方法，只要它们的参数个数或者参数
类型不同即可。
重载的特点：
与返回值类型无关，只看参数列表，且参数列表必须不同。 (参数个数或参数类
型)。调用时， 根据方法参数列表的不同来区别。
重载示例：
//返回两个整数的和
int add(int x,int y){return x+y;}
//返回三个整数的和
int add(int x,int y,int z){return x+y+z;}
//返回两个小数的和
double add(double x,double y){return x+y;}

public class PrintStream {
    public static void print(int i) {……}
    public static void print(float f) {……}
    public static void print(String s) {……}
    public static void main(String[] args) {
        print(3);
        print(1.2f);
        print("hello!");
    }
}

2.3、可变个数的形参

JavaSE 5.0 中提供了Varargs(variable number of arguments)机制，允许直接定
义能和多个实参相匹配的形参。从而，可以用一种更简单的方式，来传递个数可
变的实参。

//JDK 5.0以前： 采用数组形参来定义方法，传入多个同一类型变量
public static void test(int a ,String[] books);
//JDK5.0： 采用可变个数形参来定义方法，传入多个同一类型变量
public static void test(int a ,String…books);

举例：

	public void test(String[] msg){
        System.out.println(“含字符串数组参数的test方法 ");
    }
    public void test1(String book){
        System.out.println(“****与可变形参方法构成重载的test1方法****");
    }
    public void test1(String ... books){
        System.out.println("****形参长度可变的test1方法****");
    }
    public static void main(String[] args){
        TestOverload to = new TestOverload();
//下面两次调用将执行第二个test方法
        to.test1();
        to.test1("aa" , "bb");
//下面将执行第一个test方法
        to.test(new String[]{"aa"});
    }

2.4、方法参数的值传递机制

方法，必须由其所在类或对象调用才有意义。若方法含有参数：
形参：方法声明时的参数。
实参： 方法调用时实际传给形参的参数值。

public class ValueTransferTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		System.out.println("***********基本数据类型：****************");
		int m = 10;
		int n = m;
		
		System.out.println("m = " + m + ", n = " + n);
		
		n = 20;
		
		System.out.println("m = " + m + ", n = " + n);
		
		System.out.println("***********引用数据类型：****************");
		
		Order o1 = new Order();
		o1.orderId = 1001;
		
		Order o2 = o1;//赋值以后，o1和o2的地址值相同，都指向了堆空间中同一个对象实体。
		
		System.out.println("o1.orderId = " + o1.orderId + ",o2.orderId = " +o2.orderId);
		
		o2.orderId = 1002;
		
		System.out.println("o1.orderId = " + o1.orderId + ",o2.orderId = " +o2.orderId);
		
	}
	
}

class Order{
	
	int orderId;
	
}

基本数据类型：*****
m = 10, n = 10
m = 10, n = 20
引用数据类型：*****
o1.orderId = 1001,o2.orderId = 1001
o1.orderId = 1002,o2.orderId = 1002

Java的实参值如何传入方法呢？
Java里方法的参数传递方式只有一种： 值传递。 即将实际参数值的副本（复制品）传入方法内，而参数本身不受影响。
形参是基本数据类型：将实参基本数据类型变量的“数据值”传递给形参。
形参是引用数据类型：将实参引用数据类型变量的“地址值”传递给形参。

3、构造器

语法格式：
修饰符 类名 (参数列表) {
初始化语句；
}

3.1、构造器的特征

  • 它具有与类相同的名称
  • 它不声明返回值类型。（与声明为void不同）
  • 不能被static、 final、 synchronized、 abstract、 native修饰，不能有return语句返回值

3.2、构造器的作用：

创建对象；给对象进行初始化。
如： Order o = new Order(); Person p = new Person(“Peter”,15);
如同我们规定每个“人”一出生就必须先洗澡，我们就可以在“人” 的构造器中加入完成“洗澡”的程序代码，于是每个“人”一出生就会自动完成“洗澡”，程序就不必再在每个人刚出生时一个一个地告诉他们要“洗澡”了。

public class Animal {
    private int legs;
    // 构造器
    public Animal() {
        legs = 4;
    }
    public void setLegs(int i) {
        legs = i;
    }
    public int getLegs() {
        return legs;
    }
}

创建Animal类的实例： Animal a = new Animal(); 调用构造器， 将legs初始化为4。

根据参数不同，构造器可以分为如下两类：

  • 隐式无参构造器（系统默认提供）
  • 显式定义一个或多个构造器（无参、有参）

注意：

  • Java语言中，每个类都至少有一个构造器。
  • 默认构造器的修饰符与所属类的修饰符一致。
  • 一旦显式定义了构造器， 则系统不再提供默认构造器。
  • 一个类可以创建多个重载的构造器。
  • 父类的构造器不可被子类继承。

3.3、构造器重载

构造器一般用来创建对象的同时初始化对象。如

class Person{
	String name;
	int age;
	public Person(String n , int a){ name=n; age=a;}
}

构造器重载使得对象的创建更加灵活，方便创建各种不同的对象。
构造器重载举例：

public class Person{
public Person(String name, int age, Date d) {this(name,age);…}
public Person(String name, int age) {…}
public Person(String name, Date d) {…}
public Person(){…}
}

构造器重载，参数列表必须不同。

三、封装与隐藏

我们程序设计追求“高内聚，低耦合”。
高内聚 ：类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；
低耦合 ： 仅对外暴露少量的方法用于使用。

隐藏对象内部的复杂性，只对外公开简单的接口。便于外界调用，从而提
高系统的可扩展性、可维护性。通俗的说， 把该隐藏的隐藏起来，该暴露
的暴露出来。 这就是封装性的设计思想。

1、信息的封装和隐藏

Java中通过将数据声明为私有的(private)， 再提供公共的（ public）
方法:getXxx()和setXxx()实现对该属性的操作， 以实现下述目的：

  • 隐藏一个类中不需要对外提供的实现细节；
  • 使用者只能通过事先定制好的方法来访问数据， 可以方便地加入控制逻辑，
    限制对属性的不合理操作；
  • 便于修改， 增强代码的可维护性。
public class AnimalTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		Animal a = new Animal();
		a.name = "大黄";
//		a.age = 1;
//		a.legs = 4;//The field Animal.legs is not visible
		
		a.show();
		
//		a.legs = -4;
//		a.setLegs(6);
		a.setLegs(-6);
		
//		a.legs = -4;//The field Animal.legs is not visible
		a.show();
		
		System.out.println(a.name);
		
	}
}


class Animal{
	
	String name;
	private int age;
	private int legs;//腿的个数
	
	//对属性的设置
	public void setLegs(int l){
		if(l >= 0 && l % 2 == 0){
			legs = l;
		}else{
			legs = 0;
//			抛出一个异常（暂时没有讲）
		}
	}
	
	//对属性的获取
	public int getLegs(){
		return legs;
	}
	
	
	public void eat(){
		System.out.println("动物进食");
	}
	
	public void show(){
		System.out.println("name = " + name + ",age = " + age + ",legs = " + legs);
	}
	
	//提供关于属性age的get和set方法
	public int getAge(){
		return age;
	}
	public void setAge(int a){
		age = a;
	}
	
}

2、四种访问权限修饰符

Java权限修饰符public、 protected、 (缺省)、 private置于类的成员定义前，用来限定对象对该类成员的访问权限。
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对于class的权限修饰只可以用public和default(缺省)。

  • public类可以在任意地方被访问。
  • default类只可以被同一个包内部的类访问。

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