第五章：面向对象(上)
5.1：面向过程与面向对象
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面向过程(POP)与面向对象(OOP)
二者都是一种思想，面向对象是相对于面向过程而言的。面向过程，强调的是功能行为，以函数为最小值，考虑怎么做。面向对象，将功能封装进对象，强调具备了功能的对象，以类/对象为最小单位，考虑谁来做。
面向对象更加强调运用人类在日常的思维逻辑中采用的思想方法与原则，如抽象、分类、继承、聚合、多态等。
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面向对象的三大特征
封装(Encapsulation)、继承(Inheritance)、多态(Polymorphism)
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面向对象的思想概述
程序员从面向过程的执行者转化成了面向对象的指挥者。
面向对象分析方法问题的思路和步骤：
- 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。
5.2：Java基本元素
类是对一类事物的描述，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，类的设计，其实类的成员设计。
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Java类及类的成员：常见的类的成员有
- 属性：对应类中的成员变量。
- 行为：对应类中的成员方法。
Field = 属性 = 成员变量。 Method = (成员)方法 = 函数。
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类的语法格式：
修饰符 class 类名 { 属性声明; 方法声明; } -
创建Java自定义类：
- 定义类(考虑修饰符、类名)。
- 编写类的属性(考虑修饰符、属性类型、属性名、初始化值)。
- 编写类的方法(考虑修饰符、返回值类型、方法名、形参等)。
class Person { String name; int age = 1; boolean isMale; public void eat() { System.out.println("人可以吃饭"); } public void sleep() { System.out.println("人可以睡觉"); } public void talk(String language) { System.out.println("人可以说话，使用的是：" + language); } }
5.3：对象的创建和使用
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创建对象语法：
类名 对象名 = new 类名();Person p1 = new Person(); -
使用
对象名.对象成员的方式访问对象成员(包括属性和方法)// 调用对象的属性 p1.name = "Tom"; p1.isMale = true; System.out.println(p1.name); // 调用方法 p1.eat(); p1.sleep(); p1.talk("Chinese");注意：如果创建了一个类的多个对象，对于类中定义的属性，每个对象都拥有各自的一套副本，且互不干扰。
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对象的内存解析
- 堆(Heap)：此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。这一点在Java虚拟机规范中的描述是：所有的对象实例以及数组都要在堆上分配。
- 栈(Stack)：用于存储局部变量等，局部变量表存放了编译期可知长度的各种基本数据类型、对象引用。方法执行完，自动释放。
- 方法区(Method Area)：用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
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匿名对象
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我们可以不定义对象的句柄，而直接调用这个对象的方法。这个的对象叫做匿名对象。
new Person().shout(); -
使用情况：
如果对一个对象只需要进行一次方法调用，那么就可以使用匿名对象。我们经常将匿名对象作为实参传递给一个方法调用。
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5.4：类的成员(一)
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属性
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语法格式：
修饰符 数据类型 属性名 = 初始化值;- 修饰符：
- 常用的权限修饰符有：
private、缺省、protected、public - 其他修饰符：
static、final(暂不考虑)
- 常用的权限修饰符有：
- 数据类型：任何基本数据类型或任何引用数据类型。
- 属性名：属于标识符，符合命名规则和规范即可。
- 修饰符：
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变量的分类：成员变量与局部变量
- 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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成员变量(属性)和局部变量的区别？
成员变量 局部变量 声明的位置 直接声明在类中 方法形参或内部、代码块内、构造器内等 修饰符 private、public、static、final等 不能用权限修饰符修饰，可以用final修饰 初始化值 有默认初始化值 没有默认初始化值，必须显示赋值，方可使用 内存加载位置 堆空间或静态域内 栈空间
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方法
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什么是方法(method、函数)：
- 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。
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方法的声明格式：
修饰符 返回值类型 方法名(参数类型 形参1, 参数类型 形参2, ...) { 方法体程序代码; return 返回值; }-
修饰符：
public、 缺省、 private、 protected等。 -
返回值类型：
- 没有返回值：
void - 有返回值，声明处返回值的类型。与方法体中
return 返回值搭配使用。 - 方法名：属于标识符，命名是遵循标识符命名规则和规范，“见名知意”。
- 返回值：方法在执行完毕后返还给调用它的程序和数据。
- 没有返回值：
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方法的分类：按照是否有形参及返回值
无返回值 有返回值 无形参 void 方法名() { } 返回值的类型 方法名() { } 有形参 void 方法名(形参列表) { } 返回值的类型 方法名(形参列表) { } -
方法的调用：方法通过方法名被调用，且只有被调用才会执行。
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方法调用的过程分析：
注意：
- 方法被调用一次，就会执行一次。
- 没有具体返回值的情况，返回值类型用关键字void表示，那么方法体中可以不必使用
return语句。如果使用，仅用来结束方法。 - 定义方法时，方法的结果应该返回给调用者，交由调用者处理。
- 方法中只能调用方法或属性。不可以再方法内部定义方法。
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方法的重载
概念：在同一个类中，允许存在一个以上的同名方法，只要他们的参数个数或者参数类型不同即可。
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
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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); JDK 5.0：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);注意：
- 声明格式：
方法名(参数的类型名 ... 参数名) - 可变参数：方法参数部分指定类型的参数个数是可变多个：0个，1个或多个。
- 可变个数形参的方法与同名的方法之间，彼此构成重载。
- 可变参数方法的使用与方法参数部分使用数组是一致的。
- 方法的参数部分可有变形参，需要放在形参声明的最后。
- 在一个方法的形参位置，最多只能声明一个可变个数形参。
- 声明格式：
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方法参数的值传递机制
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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：方法声明式的参数
- 实参：方法调用实际传给形参的参数值
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Java里方法的参数传递只有一种：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。
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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。
public class ValueTransferTest { public static void main(String[] args) { int m = 10; int n = 20; System.out.println("m = " + m + ", n = " + n); // m=10, n=20 ValueTransferTest test = new ValueTransferTest(); transferTest.swap(m, n); System.out.println("m = " + m + ", n = " + n);// m=10, n=20 } public void swap(int m, int n) { int temp = m; m = n; n = temp; } }
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2. 形参时引用数据类型：将实参引用数据类型变量的"地址值"传递给形参。
```java
public class ValueTransferTest {
public static void main(String[] args) {
Data data = new Data();
data.m = 10;
data.n = 20;
System.out.println("m = " + data.m + ", n = " + data.n);// m=10, n=20
ValueTransferTest test = new ValueTransferTest();
test.swap(data);
System.out.println("m = " + data.m + ", n = " + data.n);// m=20, n=10
}
public void swap(Data data) {
int temp = data.m;
data.m = data.n;
data.n = temp;
}
}
class Data{
int m;
int n;
}
```
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递归方法
- 递归方法：一个方法体内调用它自身。
- 方法递归包含了一种隐式的循环，它会重复执行某段代码，但这种重复执行无须循环控制。
- 递归一定要向已知方向递归，否则这种递归就变成了无穷递归，类似于死循环。
public class RecursionTest { public static void main(String[] args) { int sum = 0; for (int i = 1; i <= 100; i++) { sum += i; } System.out.println(sum); // 5050 RecursionTest test = new RecursionTest(); int sum1 = test.getSum(100); System.out.println(sum); // 5050 } public int getSum(int n) { if (n == 1) { return 1; } else { return n + getSum(n - 1); } } }
5.5：封装与隐藏
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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。
使用者对类内部定义的属性(对象的成员变量)的直接操作会导致数据的错误、混乱或安全性问题。
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信息的封装和隐藏
Java中通过数据声明为私有的(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。
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四种访问权限修饰符
Java权限修饰符
public、protected、缺省(default)、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。修饰符 类内部 同一个包 不同包子类 同一个工程 private yes 缺省(default) yes yes protected yes yes yes public yes yes yes yes 对于
class的权限修饰只可以用public和缺省(default)- 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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构造器
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构造器的特征
- 它具备与类相同的名称。
- 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。
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构造器的作用：创建对象，给对象进行实例化。
Order o = new Order(); Person p = new Person("Peter", 15); -
语法格式：
修饰符 类名(参数列表) { 初始化语句; } -
根据参数不同，构造器可以分为如下两类：
- 隐式无参构造器(系统默认系统)
- 显示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。
- 一旦显示定义了构造器，则系统不在提供默认构造器。
- 一个类可以创建多个重载的构造器。
- 父类的构造器不可以被子类继承。
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属性赋值过程
截止到目前，我们讲到了很多位置都可以对类的属性赋值。现总结这几个位置，并指明赋值的先后顺序。
- 赋值的位置：
- 默认初始化。
- 显示初始化。
- 构造器中初始化。
- 通过"对象.属性"或"对象.方法"的方法赋值。
- 赋值的先后顺序：1 —> 2 —> 3 —> 4
- 赋值的位置：
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JavaBean
- JavaBean是一种Java语言写成的可重用组件。
- 所谓JavaBean，是指符合如下标准的Java类：
- 类是公共的。
- 有一个无参的公共的构造器
- 有属性，且有对应的get、set方法。
- 用户可以使用JavaBean将功能、处理、值、数据库访问和其他任何可以用Java代码创造的对象进行打包，并且其他的开发者可以通过内部的JSP页面、Servlet、其他JavaBean、applet程序或者应用来使用这些对象。用户可以认为JavaBean提供了一种随时随地的复制和粘贴的功能，而不用关心任何改变。
5.6：关键字(一)
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this关键字的使用
- this可以用来修饰、调用：属性、方法、构造器。
- this修饰属性和方法：this理解为，当前对象或当前正在创建的对象。
- 在类的方法中，我们可以使用
this.属性或this.方法的方式，调用当前对象属性或方法。 - 在类的构造器中，我们可以使用
this.属性或this.方法的方式，调用当前正在创建的对象属性或方法。
- 在类的方法中，我们可以使用
- this调用构造器
- 我们在类的构造器中，可以显示的使用"this"(形参列表)方式，调用本类中指定的其他构造器。
- 构造器中不能通过"this(形参列表)"方式调用自己。
- 如果一个类中有n个构造器，则最多有n - 1构造器中使用了"this(形参列表)"。
- 规定："this(形参列表)"必须声明在当前构造器的首行。
- 构造器内部，最多只能声明一个"this(形参列表)"，用来调用其他的构造器。
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package关键字的使用
- 为了更好的实现项目中类的管理，提供包的概念。
- 使用package声明类或接口所属的包，声明在源文件的首行。
- 包，属于标识符，遵循标识符的命名规则、规范(xxxyyyzzz)、“见名知意”。
- 每"."一次，就代表一层文件目录。
补充：同一个包下，不能命名同名的接口、类。不同的包下，可以命名同名的接口、类。
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import关键字的使用
- 在源文件中显示的使用
import结构导入指定包下的类、接口。 - 声明在包的声明和类的声明之间。
- 如果需要导入多个结构，则并列写出即可。
- 可以使用"xxx.*"的方式，表示可以导入xxx包的下的所有结构。
- 如果使用的类或接口是
java.lang下定义的，则可以省略import结构。 - 如果使用的类或接口是本包下定义的，则可以省略
import接口。 - 如果在源文件中，使用了不同包下的同名类名，则至少有一个类需要以全类名的方式显示。
- 使用"xxx.*"方式可以调用xxx包下的所有结构。但是如果使用的是xxx子包下的结构，则仍需要显示导入。
import static:导入指定类或接口中的静态结构：属性或方法。
- 在源文件中显示的使用
