JavaSE-06 [面向对象OOP + 封装]

第一章 面向对象思想

1.1 面向过程和面向对象

• 面向过程： 面向过程就是分析出解决问题所需要的步骤，然后用函数把这些步骤一步一步实现，使用的时候一个一个依次调用就可以了
• 面向对象： 面向对象是把构成问题事务分解成各个对象，建立对象的目的不是为了完成一个步骤，而是为了描叙某个事物在整个解决问题的步骤中的行为
• 总结
  • 都是解决问题的思维方式，都是代码的组织方式
  • 解决简单问题可以使用面向过程
  • 解决复杂问题，宏观上使用面向对象把握，微观处理上仍然使用面向过程处理

面向对象编程的三大特征(抽象)

• 封装：需要让用户知道的暴露出来，不需要用户知道的隐藏起来，这就是封装–“该露的露，该藏的藏”
• 继承：一方面，继承的本质是对某一批类的抽象，从而实现对现实世界更好的封装。另一方面，代码的重用
• 多态：为了提高处理问题的灵活性，原始的抽象的事务，可以出现多种不同的形态展现

1.2 类和对象

什么是类

• 类: 类是一组相关属性和行为的集合，可以看成是一类事物的模板，使用事务特征和行为特征来描述该类事物
• 显示中，描述一类事物
  • 属性：就是事物的状态信息
  • 行为：就是事物的功能

什么是对象

• 对象：对象是一类事物的具体体现，对象是类的一个实例，必然具备该事物的属性和行为
• 现实中。一类事物的一个实例，就是一个对象

类和对象的关系

• 关系：
  • 类可以看做是一个模板，或者图纸，系统根据类的定义来创造出对象
  • 类是对一类事物的描述，是抽象的
  • 对象是一类事物的实例，是具体的

1.3 类的定义

事物与类的对比

• 显示世界的一类事物
  • 属性：事物的状态信息
  • 行为：事物的功能和作用
• Java中用class描述事物也是如此
  • 成员变量：对应事物的属性
  • 成员方法：对应事物的行为

类的定义格式

public class 类的名称{
    //成员变量
    //成员方法
}

• 定义类：就是定义类的成员，包括成员属性和成员方法
• 成员变量：定义在类中，方法外
• 成员方法：定义在类中，与之前的方法不一致的是，去掉了static

/**
 * 类的定义
 *  定义一个类，用于模拟学生事物，由两部分组成
 *      学生属性：年龄。升高。体重...
 *      学生行为：学习、运动、睡觉...
 *  对应在Java中：
 *      成员变量：数据类型 变量名;
 *      成员方法：修饰符 返回值类型 方法名(){}
 *  注意事项：
 *      成员变量在类中，方法外
 *      成员方法不需要写static关键字
 */
public class Student{
    //成员变量
    String name; //姓名
    int age;//年龄
    String address;//地址

    //成员方法
    public void study(){
        System.out.println("好好学习");
    }
    public void paly() {
        System.out.println("多运动多锻炼");
    }
    public void sleep(){
        System.out.println("中午午休");
    }
}

1.4 对象的使用

对象的使用格式

• 一般情况下，一个类并不能直接使用，需要根据类创建一个对象，才能使用
• 创建对象的步骤：
  • 1、导包：指出使用的类存放的位置,如果在同包中，导包省略
  • 2、创建：类名称 对象名 = new 类名称();
  • 3、使用：两种情况
    • 使用成员变量：对象名.成员变量;
    • 使用成员方法：对象名.成员方法();
• 注意事项
  • 如果成员变量没有赋值，那么就会出现默认值
  • 整数类型的默认值是0，引用数据类型的默认值是null

**
 * 对象的使用：
 *  一般情况下，一个类并不能直接使用，需要根据类创建一个对象，才能使用
 * 创建对象步骤：
 *  1、导包：指出使用的类存放的位置,如果在同包中，导包省略
 *  2、创建：类名称 对象名 = new 类名称();
 *  3、使用：两种情况
 *      使用成员变量：对象名.成员变量;
 *      使用成员方法：对象名.成员方法();
 *  注意事项：如果成员变量没有赋值，那么就会出现默认值，
 *          整数类型的默认值是0，引用数据类型的默认值是null
 */
public class StudentTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1、导包：和测试类在同包，可以省略

        //2、创建对象：类名称 对象名 = new 类名称();
        Student stu1 = new Student();

        //3、使用：
        //使用成员变量: 对象名.成员变量;
        System.out.println(stu1.name);//numm
        System.out.println(stu1.age);//0
        System.out.println(stu1.address);//null
        System.out.println("------------------------");
        //改变对象中的成员变量的属性值
        stu1.name="Tom";
        stu1.age=33;
        stu1.address="北京";
        System.out.println(stu1.name);//Tom
        System.out.println(stu1.age);//33
        System.out.println(stu1.address);//北京

        //使用成员方法: 对象名.成员方法();
        stu1.study();
        stu1.paly();
        stu1.sleep();
    }
}

成员变量的默认值

1.5 类与对象的练习

• 定义一个类，用来模拟”电脑“事物

/**
 * 类和对象的练习
 */
public class ComputerTest {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象格式：类名称 对象名称 = new 类名称();
        Computer computer = new Computer();
        //输出成员变量的默认值
        System.out.println(computer.brand);//null
        System.out.println(computer.price);//0.0
        System.out.println(computer.color);//null

        //修改成员变量的属性值
        computer.brand = "华为";
        computer.price = 5000.0;
        computer.color = "pink";

        System.out.println(computer.brand);
        System.out.println(computer.price);
        System.out.println(computer.color);

        //调用成员方法： 对象名称.方法名();
        computer.playGame();
        computer.lookMovie();
        computer.chart();
    }
}

1.6 对象内存图

• 1、单个对象内存图

  • 成员变量

  

  • 成员方法

  

• 2、多个对象内存图

  • 内存指向

  

  • 成员变量

  

  • 成员方法

  

• 总结：

  • 先加载Computer类信息`：属性与方法
  • 进行默认初始化，再显示初始化（double price = 5000.0）最后执行构造方法初始化`
  • 把堆中的地址赋给computer，computer就指向对象，computer是对象的引用`，或者叫对象名
  • 当执行到方法时，就会开辟独立的空间（栈）`
  • 方法执行完毕/执行到return就会返回到调用方法的地方`
  • 继续执行后续代码
  • 当main方法（栈）`执行完毕，程序退出

使用对象类型作为方法的参数

/**
 * 类和对象的关系
 *  使用对象类型作为方法额参数
 */
public class ComputerTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Computer c1 = new Computer();
        c1.brand = "苹果";
        c1.price = 10000.0;

        getFieldsFromC1(c1);
    }

    private static void getFieldsFromC1(Computer c1) {
        System.out.println(c1.brand);//苹果
        System.out.println(c1.price);//10000.0
    }
}

使用对象类型作为方法的返回值

/**
 * 类和对象的关系---内存图
 *  使用对象类型作为方法的返回值
 */
public class ComputerTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        Computer c2 = getComputer();
        System.out.println(c2.brand);//戴尔
        System.out.println(c2.price);//6000.0
    }

    private static Computer getComputer() {
        Computer c3 = new Computer();
        c3.brand = "戴尔";
        c3.price = 6000.0;
        return c3;
    }
}

1.7 成员变量和局部变量

• 局部变量和成员变量的区别
• 1、定义的位置不一样
  • 局部变量：定义在方法的内部
  • 成员变量：定义在类的内部，方法的外部
• 2、作用域不一样
  • 局部变量：只有在方法中才能使用，出了方法不能使用
  • 成员变量：在整个类中通用
• 3、默认值不一样
  • 局部变量：没有默认值，必须手动赋值
  • 成员变量：默认会有初始值
• 4、内存的位置不一样
  • 局部变量：存储在栈内存
  • 成员变量：存储在堆内存
• 5、生命周期不一样
  • 局部变量：随着方法的进栈而诞生，随着方法的出栈而消失
  • 成员变量：随着对象被创建而诞生，随着对象被垃圾回收器回收被销毁

/**
 * 局部变量和成员变量的区别
 *  1、定义的位置不一样
 *      局部变量：定义在方法的内部
 *      成员变量：定义在类的内部，方法的外部
 *  2、作用域不一样
 *      局部变量：只有在方法中才能使用，出了方法不能使用
 *      成员变量：在整个类中通用
 *  3、默认值不一样
 *      局部变量：没有默认值，必须手动赋值
 *      成员变量：默认会有初始值
 *  4、内存的位置不一样
 *      局部变量：存储在栈内存
 *      成员变量：存储在堆内存
 *  5、生命周期不一样：
 *      局部变量：随着方法的进栈而诞生，随着方法的出栈而消失
 *      成员变量：随着对象被创建而诞生，随着对象被垃圾回收器回收被销毁
 */
public class VariableDemo01 {
    //成员变量
    String username;

    //成员方法
    public void sleep(){
        //局部变量
        int num;//局部变量没有默认值，要使用，需需要手动赋值
        //System.out.println(num);//Variable 'num' might not have been initialized

        //作用域：局部变量只在方法中可以使用
        int num1 = 20;
        System.out.println(num1);
        //成员变量在整个类中可以被使用
        System.out.println(username);//成员变量存在默认值 null
    }

    //成员方法传参（参数属于方法的一部分，是局部变量）
    public void eat(int num2){
        //此时输出变量num2不报错
        //原因是，方法被定义之后，需要调用才能被执行
        //在调用时必须要传参数值，也就是变量接收到数据值，属于手动赋值
        //所以编译不报错
        System.out.println(num2);
    }
}

第二章 封装

2.1 封装的定义

面向对象的三大特征：封装、继承、多态

封装的定义：就是将一些细节信息隐藏起来，对外界不可见

封装性在Java中的体现：方法是一种封装、private关键字也是一种封装

2.2 private关键字

private关键字：是用于对需要保护的成员变量进行修饰。

一旦使用了private关键字，那么在本类当中仍可以随意访问，但是在本类之外就不能访问。

如果想访问private关键字修饰的成员变量，就需要定义一对setter/和getter方法

注意：

• 方法名：必须使用setXxx或者getXxx命名规则
• 对于getter来说，不能有参数，返回值类型和成员变量对应
• 对于setter来说，不能有返回值，参数类型和成员变量对应
• 对于基本数据类型的boolean型，setter方法同上，但是获取的方法是使用isXxx()

public class Person {

    String name;//姓名
    private int age;//年龄

    public void info(){
        System.out.println(name+":"+age);
    }

    //此方法专门用于向age设置值
    public void setAge(int age) {
        if (0<=age && age>=100 ){
            this.age = age;
        }else {
            System.out.println("输入的年龄错误");
        }
    }

    //此方法专门获取age的值
    public int getAge() {
        return age;
    }
}

/**
 * private关键字的使用
 */
public class Demo01_Private {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person();
        p.name = "张曼玉";
        //p.age = 22; 被private关键字修饰的成员变量不能在其他类直接访问
        //System.out.println(p.age);

        //基于逻辑的合理性，可以在setAge()方法中进行对参数判断
        p.setAge(-22);
        System.out.println(p.getAge());
    }

2.3 this关键字

this关键字的使用

• 1、当方法的局部变量和类的成员变量名称相同时，就遵循就近原则，优先使用局部变量
• 2、如果必须使用成员变量，则需要使用this关键字，即：this.成员变量
• 3、this关键字：指向调用方法的对象，即通过谁调用的方法，this就是谁

public class Student {
    String name;
    //成员变量的名称与局部变量的名称没有重名
    public void sayName1(String str){
        System.out.println(name +"---"+str);
    }
    //成员变量的名称和局部变量的名称一致
    //当方法的局部变量和类的成员变量名称相同时，跟进就近原则，优先使用局部变量
    public void sayName2(String name){
        System.out.println(name+"==="+name);
    }
    //成员变量和局部变量名称一致时，如果必须使用成员变量，则需要使用this关键字，即：this.成员变量
    public void sayName3(String name){
        System.out.println(this.name+"+++"+name);
        //验证this的身份
        System.out.println(this);
    }
}

/**
 * this关键字的使用
 *  1、当方法的局部变量和类的成员变量名称相同时，就遵循就近原则，优先使用局部变量
 *  2、如果必须使用成员变量，则需要使用this关键字，即：this.成员变量
 *  3、this关键字：指向调用方法的对象，即通过谁调用的方法，this就是谁
 */
public class Demo01_This {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student();
        s1.name = "巩俐";
        //成员变量的名称与局部变量的名称没有重名
        s1.sayName1("章子怡");
        //成员变量的名称和局部变量的名称一致
        //当方法的局部变量和类的成员变量名称相同时，就遵循就近原则，优先使用局部变量
        s1.sayName2("关之琳");
        //成员变量和局部变量名称一致时，如果必须使用成员变量，则需要使用this关键字，即：this.成员变量
        s1.sayName3("邱淑贞");

        //验证this是否是当前调用者--即当前对象
        System.out.println(s1);//打印对象地址值
    }
}

2.4 构造方法

• 1、构造方法作用

  • 1、是用来专门创建对象的方法
  • 2、当我们通过关键字new来创建对象时，其实就是在调用构造方法

• 2、构造方法格式：

  //无参构造
  public 类名称(){
      
  }
  
  //有参构造
  public 类名称(参数类型 参数名,参数类型 参数名){
      方法体
  }
  

• 3、注意事项：

  • 1、构造方法的名称必须和类的名称一致，包含大小写一致
  • 2、构造方法不需要写返回值类型，包括void
  • 3、构造方法没有返回值
  • 4、如果没有声明任何构造方法，编译器会默认提供一个无参数的构造方法供使用
  • 5、一旦编写任意构造方法，编译器将不提供无参构造方法
  • 6、如果已经创建有参构造，那么无参构造默认不存在，需要手动定义无参构造

public class User {
    //成员变量
    private String name;
    private int age;

    //无参构造
    public User() {
        System.out.println("无参构造方法执行了");
    }

    //全参构造
    public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("有参构造方法执行了");
    }

    //获取属性值
    public String getName() {
        return name;
    }
    //设置属性值
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    //获取属性值
    public int getAge() {
        return age;
    }
    //设置属性值
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

/**
 * 构造方法：
 *      1、是用来专门创建对象的方法
 *      2、当我们通过关键字new来创建对象时，其实就是在调用构造方法
 *  构造方法格式：
 *      无参构造：public 类名称(){}
 *      有参构造：public 类名称(参数类型 参数名,参数类型 参数名){方法体}
 *  注意事项：
 *      1、构造方法的名称必须和类的名称一致，包含大小写一致
 *      2、构造方法不需要写返回值类型，包括void
 *      3。构造方法没有返回值
 *      4、如果没有声明任何构造方法，编译器会默认提供一个无参数的构造方法供使用
 *      5、一旦编写任意构造方法，编译器将不提供无参构造方法
 *      6、如果已经创建有参构造，那么无参构造默认不存在，需要手动定义无参构造
 */
public class Demo01_ConstructorTest {
    public static void main(String[] args) {
        //无参构造创建对象
        User u1 = new User();
        //给对象的属性设置属性值
        u1.setName("周海媚");
        u1.setAge(22);
        //获取对象的属性值
        System.out.println(u1.getName());
        System.out.println(u1.getAge());

        System.out.println("--------------------");

        //有参构造创建对象
        User u2 = new User("邵美琪",22);
        //获取对象的属性值
        System.out.println(u2.getName());
        System.out.println(u2.getAge());
    }
}

2.5 定义标准的类

• 定义一个标准的类
  • 1、所有的成员变量都需要使用private关键字修饰
  • 2、为每一个成员变量编写一朵setter和getter方法
  • 3、编写一个无参数的构造方法
  • 4、编写一个全参数的构造方法
  • 5、这样标准的类，也叫作JavaBean(Java豆子)

/**
 * 定义一个标准的类
 *  1、所有的成员变量都需要使用private关键字修饰
 *  2、为每一个成员变量编写一朵settrt和getter方法
 *  3、编写一个无参数的构造方法
 *  4、编写一个全参数的构造方法
 *  这样标准的类，也叫作JavaBean(Java豆子)
 */
public class Student {
    //成员变量
    private String username;
    private int age;
    private String address;
    //无参构造
    public Student() {
    }
    //全参构造
    public Student(String username, int age, String address) {
        this.username = username;
        this.age = age;
        this.address = address;
    }
    //setter和getter方法
    public String getUsername() {
        return username;
    }

    public void setUsername(String username) {
        this.username = username;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }
}

/**
 * 测试保准类
 */
public class Demo01_StudentTest {
    public static void main(String[] args) {
        //无参构造
        Student s1 =  new Student();
        s1.setUsername("古力娜扎");
        s1.setAge(22);
        s1.setAddress("新疆");
        System.out.println("姓名是："+s1.getUsername()+"，年龄是："+s1.getAge()+"，籍贯是："+s1.getAddress());

        System.out.println("-------------------------------");

        //全参构造
        Student s2 = new Student("迪丽热巴",18,"新疆");
        System.out.println("姓名是："+s2.getUsername()+"，年龄是："+s2.getAge()+"，籍贯是："+s2.getAddress());
        s2.setAge(19);
        System.out.println("姓名是："+s2.getUsername()+"，年龄是："+s2.getAge()+"，籍贯是："+s2.getAddress());
    }
}