Java 学习笔记 05：面向对象

1 概述

1.1 面向过程&面向对象

面向过程思想：

步骤清晰简单，第一步做什么，第二步做什么……

面对过程适合处理一些较为简单的问题。

面向对象思想

物以类聚，分类的思维模式，思考问题首先会解决问题需要哪些分类，然后对这些分类进行单独思考。最后，才对某个分类下的细节进行面向过程的思索。

面向对象适合处理复杂的问题，适合处理需要多人协作的问题。

对于描述复杂的事物，为了从宏观上把握，从整体上合理分析，我们需要使用面向对现象的思路来分析整个系统。但是，具体到微观操作，仍然需要面向过程的思路去处理。

1.2 什么是面向对象

  • 面向对象编程（Object-Oriented Programming , OOP）
  • 面向对象编程的本质就是：以类的方式组织代码，以对象的组织封装数据。
  • 抽象
  • 三大特性：
  • 封装
  • 继承
  • 多态
  • 从认识论角度考虑是先有对象后有类。对象，是具体的事物。类，是抽象的，是对对象的抽象。
  • 从代码运行角度考虑是先有类后有对象。类是对象的模板。

2 “方法”回顾

  • 方法的定义
  • 修饰符
  • 返回类型
  • break和return的区别
  • 方法名
  • 参数列表
  • 异常抛出
  • 方法的调用
  • 静态方法
  • 非静态方法
  • 形参和实参
  • 值传递和引用传递
  • this关键字

3 类与对象的关系

类是一种抽象的数据类型，它是对某一类事物整体描述、定义，但是并不能代表某一个具体的事物

对象是抽象概念的具体实例

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package com.oop.demo02

//学生类
public class Student{

    //属性、字段
    String name;
    int age;

    //方法
    public void study(){
        System.out.println(this.name + "在学习");
    }
}
package com.oop.demo02;

//一个项目应该只存在一个main方法
public class Application{
    public static void main(String[] args){

        //类，抽象的，实例化
        //类实例化后会返回一个自己的对象！
        //student对象就是一个Student类的具体实例！

        Student xiaoming = new Student();

        xiaoming.name = "小明"
        xiaoming.age = 3;

        System.out.println(xiaoming.name);
        System.out.println(xiaoming.age);
    }
}

4 构造器详解

使用new关键字创建的时候，除了分配内存空间之外，还会给创建好的对象进行默认的初始化以及对类中构造器的调用。

类中的构造器，也称为构造方法，是再进行创建对象的时候必须要调用的。并且构造器有以下两个特点：

  • 必须和类的名字相同
  • 必须没有返回类型，也不能写void

示例代码：

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package com.oop.demo02;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        //使用new关键字，本质是在调用构造器
        //自动根据参数判断该使用哪个构造器
    }
}
package com.oop.demo02;

public class Person {
    //一个类即使什么方法都不写，也会存在一个构造器。
    String name;

    public Person(String name){
        this.name = name;
    }
}

5 封装

  • 该露的露，该藏的藏

我们程序设计要追求“高内聚，低耦合”。高内聚就是类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉。低耦合：仅暴露少量的方法给外部使用。

  • 封装（数据的隐藏）

通常，应禁止直接访问一个对象中数据的实际表示，而应通过操作接口来访问，这称为信息隐藏。

  • 记住：属性私有，get/set

示例代码：

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public class Student {
    //名字
    private String name;
    //学号
    private int id;
    //性别
    private char gender;

    //提供一些可以操作这些属性的方法
    public String getName(){
        return this.name;
    }

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

}

6 继承

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建模。

extends的意思是“扩展”。子类是父类的扩展。

JAVA中类只有单继承，没有多继承。

继承是类和类之间的一种关系。除此之外，类和类之间的关系还有以来，组合，聚合等。

继承关系的两个类，一个为子类（派生类），一个为父类（基类）。子类继承父类，使用关键字extends来表示。

子类和父类之间，从意义上讲应该具有“is a”的关系。

  • object类
  • super
  • 方法重写

示例代码：

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public class Person {
}
public class Student extends Person {
}
  • 子类拥有父类的全部 public 方法。
  • 在 Java 中，所有的类都默认继承 Object 类。
  • super：父类的上下文，子类通过super访问父类的属性以及方法，private 的属性及方法无法通过 super 访问。
  • 声明一个对象，先调用父类构造器，再调用子类构造器，显式地调用父类的构造器必须放在子类的第一行。

方法的重写

  • 重写都是方法的重写，子类重写父类的方法。
  • 方法名必须相同，参数列表必须相同，方法体不同（必须是同一个方法）。
  • 静态方法和非静态方法区别很大，静态方法与引用的类型有关，重写只跟非静态方法有关。
  • 修饰符：范围可以扩大（public > protected > default > private）
  • 抛出的异常：范围可以被缩小，但不能扩大

为何需要重写？

父类的功能，子类不一定需要，或者不一定满足。# 7 多态

7.1 多态

多态，即同一方法可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。

一个对象的实际类型是确定的 ，但可以指向对象的引用的类型有很多。

多态存在的条件：

  • 有继承关系
  • 子类重写父类方法
  • 父类引用指向子类对象

注意：多态是方法的多态，属性没有多态性

一个对象的实际类型是确定的

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new Person();

一个对象可以指向的引用类型是不确定的

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Student S1 = new Student();
Person S2 = new Student();
Object S3 = new Student();
//父类的引用指向子类的类型

对象能执行哪些方法，主要看引用的类型，和创建对象的构造函数关系不大。

例如，S1能调用的方法都是自己的或继承父类的，S2不能直接调用Student中特有的方法，但若调用子类中重写了的父类方法，则执行子类的方法。

若使S2调用子类独有的方法：

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((Student)S2).eat();
//父类和子类要有联系，类型转换异常：ClassCastException

注意：

  • static属于类，不属于实例
  • final是常量
  • private方法不能被重写

7.2 instanceof关键字

判断两个类之间是否存在父子关系

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Object object = new Student();

System.out.println(object instanceof Student);
System.out.println(object instanceof Person);
System.out.println(object instanceof Object);
System.out.println(object instanceof Teacher);
System.out.println(object instanceof String);

/*
>>true
>>true
>>true
>>false
>>false
*/

7.3 类型转换

  1. 父类引用指向子类的对象。
  2. 把子类转换为父类，向上转型。
  3. 把父类转换为子类，向下转型：强制转换。
  4. 方便方法的调用，减少重复的代码。

8 static 关键字

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//静态导入包
import static java.lang.Math.random;

public class Student{
    private static int age; //静态的变量
    private double score; //非静态的变量

    public static void main (String[] args) {//static方法跟类同时加载
        Student s1 = new Student();

        System.out.println(Student.age);
        System.out.println(s1.age);
        System.out.println(s1.score);

        System.out.println(random());
    }

    {
        //匿名代码块，在构造器之前
    }static{
        //静态代码块，与类一同创建，只执行一次
    }
    //静态代码块->匿名代码块->构造方法
}

9 抽象类

  • abstract修饰符可以用来修饰方法也可以修饰类，如果修饰方法，那么该方法就是抽象方法，如果修饰类，那么该类就是抽象类。
  • 抽象类中可以没有抽象方法，但是由抽象方法的类一定要声明为抽象类，抽象类中可以写普通方法。
  • 抽象类不能使用new关键字来传播关键对象，它是用来让子类继承的。
  • 抽象方法，只有方法的声明，没有方法的实现，它是用来让子类实现的。
  • 子类继承抽象类，那么就必须要实现抽象类没有实现的抽象方法，否则该子类也要声明为抽象类。
  • 抽象类没有构造器（大概）

示例代码

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//抽象类
public abstract class Action {

    //抽象方法
    public abstract void dosomething()

}

10 接口

接口只有规范，自己无法写方法。

  • 接口就是规范，定义的是一组规则，体现了现实世界中“如果你是…则必须能…”的思想。
  • 接口的本质是契约。
  • OOP的精髓，是对对象的抽象，最能体现这一点的就是接口。

接口声明的关键字是interface

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public interface UserService {
    //接口中的所有定义都是抽象的public
    void add(String name);
    void delete(String name);
    void update(String name);
    void query(String name);
}
public interface Time {
    //接口中定义的都是常量
    int age = 99;
    void count(Int time);
}
//接口都要有实现类
public class UserServiceImpl implements UserService ,Time{
    @Override
    public void add(String name){

    }
    @Override
    public void delete(String name){

    }
    @Override
    public void update(String name){

    }
    @Override
    public void query(String name){

    }
    @Override
    public void count(String name){

    }
}

接口的作用：

  1. 约束
  2. 定义一些方法，让不同的人实现。
  3. public abstract
  4. public static final
  5. 接口不能被实例化。
  6. implements可以实现多个接口。
  7. 必须要重写接口中的方法。

11 内部类

  • 成员内部类
  • 静态内部类
  • 局部内部类
  • 匿名内部类

示例代码

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public class Outer {

    //成员内部类
    public class Inner {
        //TODO
    }

    //静态内部类
    public static class Inner1{
        //TODO
    }

    public void method(){
        //局部内部类
        class Inner2{
            //TODO
        }
    }

    //匿名内部类不用将实例保存到变量中
}
Outer outer = new Outer();
Outer.Inner inner = outer.new Inner();

内部类可以访问外部类的一些私有属性。