Java面向对象详解-上
一、类及对象
1. 类的组成成分
- 属性（成员变量，Field）
- 方法（成员方法，函数，Method）
2. 属性
成员变量 vs 局部变量
- 相同点：
- 遵循变量声明的格式： 数据类型 变量名 = 初始化值
- 都有作用域
- 不同点：
- 声明的位置的不同 ：成员变量：声明在类里，方法外， 局部变量：声明在方法内，方法的形参部分，代码块内
- 成员变量的修饰符有四个：public private protected 缺省，局部变量没有修饰符，与所在的方法修饰符相同
- 初始化值：一定会有初始化值，成员变量:如果在声明的时候，不显式的赋值，那么不同数据类型会有不同的默认初始化值。 局部变量：一定要显式的赋值。（局部变量没有默认初始化值）
- byte short int long ==>0
- float double ==>0.0
- char ==>空格
- boolean ==>false
- 引用类型变量==>null
- 二者在内存中存放的位置不同:成员变量存在于堆空间中；局部变量：栈空间中
- 总结：
- 按照数据类型的不同：基本数据类型（8种） & 引用数据类型
- 按照声明的位置的不同：成员变量 & 局部变量
3. 方法
提供某种功能的实现
public void eat(){//方法体}
public String getName(){}
public void setName(String n){}
//格式：权限修饰符 返回值类型（void:无返回值/具体的返回值） 方法名(形参){}
- 关于返回值类型
- void：表明此方法不需要返回值
- 有返回值的方法：在方法的最后一定有return + 返回值类型对应的变量
- 方法内可以调用本类的其他方法或属性，但是不能在方法内再定义方法！
4. 面向对象编程的思想的落地法则一：
- 设计并创建类及类的成分
- 实例化类的对象
- 通过“对象.属性”或”对象.方法”的形式完成某项功能
5. 类的初始化内存解析:内存划分的结构
- 栈(stack):局部变量 、对象的引用名、数组的引用名
- 堆(heap):new 出来的“东西”（如：对象的实体，数组的实体），含成员变量
- 方法区:含字符串常量
- 静态域：声明为static的变量
6. 万事万物皆对象
- 在Java语言范畴中，我们都能将功能、结构等封装到类中，通过类的实体化，来调用具体的功能结构
- Scanner、String
- 文件：File
- 设计到Java语言与前端Html、后端的数据库交互时，都体现为类、对象
7. 例题
/*
* 4. 对象数组题目：
定义类Student，包含三个属性：学号number(int)，年级state(int)，成绩score(int)。
创建20个学生对象，学号为1到20，年级和成绩都由随机数确定。
问题一：打印出3年级(state值为3）的学生信息。
问题二：使用冒泡排序按学生成绩排序，并遍历所有学生信息
提示：
1) 生成随机数：Math.random()，返回值类型double;
2) 四舍五入取整：Math.round(double d)，返回值类型long。
*
*
* // 两位数的，随机数 10 - 99
公式：【a,b】 : Math.random()*(b-a+1)+a 再强转数据类型。
*
*/
public class StudentTest {
public static void main(String[] args) {
// 声明Student类型的数组
Student[] stu = new Student[20];
for (int i = 0; i < stu.length; i++) {
// 给数组元素赋值
stu[i] = new Student();
stu[i].number = i + 1;
// [1,6]
stu[i].state = (int) (Math.random() * (6 - 1 + 1) + 1);
// [0,100]
stu[i].score = (int) (Math.random() * (100 - 0 + 1));
}
StudentTest test = new StudentTest();
// 问题1
test.searchState(stu,3);
System.out.println("------------------------");
//
// 问题2
test.sort(stu);
test.print(stu);
}
// 遍历学生数组
public void print(Student[] stu) {
for (int i = 0; i < stu.length; i++) {
System.out.println(stu[i].info());
}
}
/**
*
* @Description 查找指定年纪的学生
* @author MD
* @date 2020年7月6日下午12:02:56
* @param stu 查找的数组
* @param state 指定的年纪
*/
public void searchState(Student[] stu, int state) {
for (int i = 0; i < stu.length; i++) {
if (stu[i].state == 3)
System.out.println(stu[i].info());
}
}
public void sort(Student[] stu) {
for (int i = 0; i < stu.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < stu.length - i - 1; j++) {
if (stu[j].score <= stu[j + 1].score) {
// 注意，这里交换的不是成绩而是对象
Student temp = stu[j];
stu[j] = stu[j + 1];
stu[j + 1] = temp;
}
}
}
}
}
class Student {
int number;
int state;
int score;
public String info() {
return "学号：" + number + " 年级：" + state + " 分数：" + score;
}
}
二、方法的重载（overload）
要求：
* 同一个类中
* 方法名必须相同
* 方法的参数列表不同（①参数的个数不同②参数类型不同）
补充：方法的重载与方法的返回值类型没有关系！
//如下的四个方法构成重载
//定义两个int型变量的和
public int getSum(int i,int j){
return i + j;
}
//定义三个int型变量的和
public int getSum(int i,int j,int k){
return i + j + k;
}
//定义两个double型数据的和
public double getSum(double d1,double d2){
return d1 + d2;
}
//定义三个double型数组的和
public void getSum(double d1,double d2,double d3){
System.out.println(d1 + d2 + d3);
}
//不能与如上的几个方法构成重载
// public int getSum1(int i,int j,int k){
// return i + j + k;
// }
// public void getSum(int i,int j,int k){
// System.out.println(i + j + k);
// }
//以下的两个方法构成重载。
public void method1(int i,String str){
}
public void method1(String str1,int j){
}
三、可变个数的形参的方法
- .格式：对于方法的形参： 数据类型 … 形参名
- 可变个数的形参的方法与同名的方法之间构成重载
- 可变个数的形参在调用时，个数从0开始，到无穷多个都可以
- 使用可变多个形参的方法与方法的形参使用数组是一致
- 若方法中存在可变个数的形参，那么一定要声明在方法形参的最后
- 在一个方法中，最多声明一个可变个数的形参
//如下四个方法构成重载
//在类中一旦定义了重载的可变个数的形参的方法以后，如下的两个方法可以省略
// public void sayHello(){
// System.out.println("hello world!");
// }
// public void sayHello(String str1){
// System.out.println("hello " + str1);
// }
//可变个数的形参的方法
public void sayHello(String ... args){
for(int i = 0;i < args.length;i++){
System.out.println(args[i] + "$");
}
//System.out.println("=====");
}
public void sayHello(int i,String ... args){
//public void sayHello(String ... args,int i){
System.out.println(i);
for(int j = 0;j < args.length;j++){
System.out.println(args[j] + "$");
}
}
public void sayHello1(String[] args){
for(int i = 0;i < args.length;i++){
System.out.println(args[i]);
}
}
四、 Java的值传递
- 方法的参数传递（重点、难点）
- 形参：方法声明时，方法小括号内的参数
- 实参：调用方法时，实际传入的参数的值
- java中的参数传递机制：值传递机制
- 形参是基本数据类型的：将实参的值传递给形参的基本数据类型的变量
- 形参是引用数据类型的：将实参的引用类型变量的值（对应的堆空间的对象实体的首地址值）传递给形参的引用类型变量
- 关于变量的赋值
- 如果变量是基本数据类型，此时赋值的是变量所保存的数据值
- 如果变量是引用数据类型，此时赋值的变量是所保存的地址值
1. 例一
public static void main(String[] args) {
TestArgsTransfer tt = new TestArgsTransfer();
int i = 10;
int j = 5;
System.out.println("i:" + i + " j:" + j);//i : 10 j : 5
// //交换变量i与j的值
// int temp = i;
// i = j;
// j = temp;
tt.swap(i, j);//将i的值传递给m，j的值传递给n
System.out.println("i:" + i + " j:" + j);//i : 10 j : 5
}
//定义一个方法，交换两个变量的值
public void swap(int m,int n){
int temp = m;
m = n;
n = temp;
System.out.println("m:" + m + " n:" + n);
}
2. 例二
public class TestArgsTransfer1 {
public static void main(String[] args) {
TestArgsTransfer1 tt = new TestArgsTransfer1();
DataSwap ds = new DataSwap();
System.out.println("ds.i:" + ds.i + " ds.j:" + ds.j);
tt.swap(ds);
System.out.println(ds);
System.out.println("ds.i:" + ds.i + " ds.j:" + ds.j);
}
//交换元素的值
public void swap(DataSwap d){
int temp = d.i;
d.i = d.j;
d.j = temp;
System.out.println(d);//打印引用变量d的值
}
}
class DataSwap{
int i = 10;
int j = 5;
}
3. 例3
package com.atguigu.exer;
import java.io.PrintStream;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 10;
method(a,b);
System.out.println("a="+a);
System.out.println("b="+b);
}
// public static void method(int a , int b) {
// a = a * 10;
// b = b * 20;
// System.out.println(a);
// System.out.println(b);
// System.exit(0);
// }
public static void method(int a, int b) {
PrintStream ps = new PrintStream(System.out) {
public void println(String x){
if("a=10".equals(x)) {
x = "a=100";
}else if("b=10".equals(x)) {
x = "b=200";
}
super.println(x);
}
};
System.setOut(ps);
}
}
4. 例4
输出的什么？
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[] {1,2,3};
System.out.println(arr); //地址值
char[] arr1 = new char[] {\'a\',\'b\',\'c\'};
System.out.println(arr1); //abc
}
}
五、面向对象的特征一：封装
- 问题：当创建了类的对象以后，如果直接通过”对象.属性”的方式对相应的对象属性赋值的话，可能会出现不满足实际情况的意外，我们考虑不让对象来直接作用属性，而是通过”对象.方法”的形式，来控制对象对属性的访问。实际情况中，对属性的要求就可以通过方法来体现
- 高内聚，低耦合
-
面向对象思想的落地法则二：
- 将类的属性私有化
- 提供公共的方法（setter & getter）来实现调用
-
四种权限修饰符
- 权限从大到小为：public protected 缺省 private
- 四种权限都可以用来修饰属性、方法、构造器
- 修饰类的话：public 缺省
- 封装性的体现
- 将类的属性私有化，提供公共的方法来调用
- 不对外暴露的私有化方法
- 单例模式
1. 构造器
构造器的作用：①创建对象 ②给创建的对象的属性赋值
- 设计类时，若不显式声明类的构造器的话，程序会默认提供一个空参的构造器
- 一旦显式的定义类的构造器，那么默认的构造器就不再提供
- 如何声明类的构造器。格式：权限修饰符 类名(形参){ }
- 类的多个构造器之间构成重载
-
类对象的属性赋值的先后顺序：
- 属性的默认初始化
- 属性的显式初始化
- 通过构造器给属性初始化
- 通过”对象.方法”的方式给属性赋值
- 一个类中至少会有一个构造器，一般都提供一个空参的构造器
2. this关键字
- 使用在类中，可以用来修饰属性、方法、构造器
- 表示当前对象或者是当前正在创建的对象
- 当形参与成员变量重名时，如果在方法内部需要使用成员变量，必须添加this来表明该变量时类成员
- 在任意方法内，如果使用当前类的成员变量或成员方法可以在其前面添加this，增强程序的阅读性
- 在构造器中使用“this(形参列表)”显式的调用本类中重载的其它的构造器，要求“this(形参列表)”要声明在构造器的首行！
public class TestPerson {
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person();
System.out.println(p1.getName() + ":" + p1.getAge());
Person p2 = new Person("BB",23);
int temp = p2.compare(p1);
System.out.println(temp);
}
}
class Person{
private String name;
private int age;
public Person(){
this.name = "AA";
this.age = 1;
}
public Person(String name){
this(); // 先调用空参数的
this.name = name;
}
public Person(String name,int age){
this(name);
this.age = age;
}
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 void eat(){
System.out.println("eating");
}
public void sleep(){
System.out.println("sleeping");
this.eat();
}
//比较当前对象与形参的对象的age谁大。
public int compare(Person p){
if(this.age > p.age)
return 1;
else if(this.age < p.age)
return -1;
else
return 0;
}
}
3. package/import
package: 声明源文件所在的包，写在程序的第一行
import:
- 显式导入指定包下的类或接口
- 写在包的声明和源文件之间
- 如果需要引入多个类或接口，那么就并列写出
- 如果导入的类是java.lang包下的，如：System String Math等，就不需要显式的声明
- 理解.*的概念。比如java.util. *;
- 导入java.lang.*只能导入lang包下的所有类或接口，不能导入lang的子包下的类或接口
- import static 表示导入指定类的static的属性或方法
/import java.util.Scanner;
//import java.util.Date;
//import java.util.List;
//import java.util.ArrayList;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.*;
import static java.lang.System.*;
public class TestPackageImport {
public static void main(String[] args) {
out.println("helloworld");
Scanner s = new Scanner(System.in);
s.next();
Date d = new Date();
List list = new ArrayList();
java.sql.Date d1 = new java.sql.Date(522535114234L);
Field f = null;
}
}
六、面向对象的特征二：继承
- 继承的格式
- 通过”class A extends B”类实现类的继承
- 子类继承父类以后，父类中声明的属性、方法，子类就可以获取到
- 当父类中有私有的属性或方法时，子类同样可以获取得到，只是由于封装性的设计，使得子类不可以直接调用罢了
- 子类除了通过继承，获取父类的结构之外，还可以定义自己的特有的成分
- java中类的继承性只支持单继承：一个类只能继承一个父类。反之，一个父类可以有多个子类
- 如果没有显示声明一个类的父类的话，则此类继承于java.lang.Object类
1. 方法的重写（override orverwrite） vs 重载（overload）
- 重载：“两同一不同”：同一个类，同一个方法名，不同的参数列表注：方法的重载与方法的返回值无关！构造器是可以重载的
- 重写：（前提：在继承的基础之上，子类在获取了父类的结构以后，可以对父类中同名的方法进行“重构”）方法的返回值，方法名，形参列表形同；权限修饰符不小于父类的同名方法；子类方法的异常类型不大于父类的；两个方法要同为static或同为非static
- 注：不能重写父类的私有的方法
- 父类被重写的返回值类型是A类型，那么子类重写方法的返回值类型可以是A类或者A类的子类
class Cirlce{
//求圆的面积
public double findArea(){
}
}
class Cylinder extends Circle{
//求圆柱的表面积
public double findArea(){
}
}
2. 关键字 super
- super，相较于关键字this，可以修饰属性、方法、构造器
- super修饰属性、方法：在子类的方法、构造器中，通过super.属性或者super.方法的形式，显式的调用父类的指定属性或方法。尤其是，当子类与父类有同名的属性、或方法时，调用父类中的结构的话，一定要用“super.”
- 通过“super(形参列表)”，显式的在子类的构造器中，调用父类指定的构造器！
- 任何一个类(除Object类)的构造器的首行，要么显式的调用本类中重载的其它的构造器“this(形参列表)”或显式的调用父类中指定的构造器“super(形参列表)”,要么默认的调用父类空参的构造器”super()”，只能二选一
- 建议在设计类时，提供一个空参的构造器
3. 子类对象实例化的全过程
无论通过那个构造器创建子类对象，需要保证先初始化父类
目的：当子类继承父类后，继承父类中所有的属性和方法，因此子类必须知道父类如何为对象进行初始化
public class TestDog {
public static void main(String[] args) {
Dog d = new Dog();
d.setAge(10);
d.setName("小明");
d.setHostName("花花");
System.out.println("name:" + d.getName() + " age:" + d.getAge()
+ "hostName:" + d.getHostName());
System.out.println(d.toString());
}
}
// 生物
class Creator {
private int age;
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public Creator() {
super();
System.out.println("this is Creator\'s constructor");
}
}
// 动物类
class Animal extends Creator {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Animal() {
super();
System.out.println("this is Animal\'s constructor");
}
}
// 狗
class Dog extends Animal {
private String hostName;
public String getHostName() {
return hostName;
}
public void setHostName(String hostName) {
this.hostName = hostName;
}
public Dog() {
super();
System.out.println("this is Dog\'s constructor");
}
}
七、 面向对象的特征三：多态
1. 多态性的表现：
①方法的重载与重写 ②子类对象的多态性
2. 使用的前提：
①要有继承关系 ②要有方法的重写
3. 格式
- Person p = new Man();//向上转型
- 通过父类的引用指向子类的对象实体，当调用方法时，实际执行的是子类重写父类的方法
编译时，认为p是Person类型的，故只能执行Person里才有的结构，即Man里特有的结构不能够调用，子类对象的多态性，并不使用于属性。
调用方法：编译看左边，运行看右边
属性：编译和运行都看左边
package com.atguigu.java;
public class AnimalTest {
public static void main(String[] args) {
AnimalTest test = new AnimalTest();
// 多态性的体现
test.func(new Dag());
test.func(new Cat());
}
public void func(Animal an) { // Animal an = new Dag();
an.eat();
an.shot();
}
// public void func(Dag dag) {
// dag.eat();
// dag.shot();
// }
}
class Animal{
public void eat() {
System.out.println("动物：吃食物");
}
public void shot() {
System.out.println("动物：叫");
}
}
class Dag extends Animal{
public void eat() {
System.out.println("狗吃肉");
}
public void shot() {
System.out.println("汪！汪");
}
}
class Cat extends Animal{
public void eat() {
System.out.println("猫吃鱼");
}
public void shot() {
System.out.println("喵！喵");
}
}
4. 关于向下转型
有了对象的多态性之后，内存中实际上是加载了子类特有的属性和方法，但是由于变量声明为父类类型，导致了编译时只能调用父类中声明的属性和方法，子类中特有的属性和方法调用不了，所以有了向下转型
- 向下转型,使用强转符：()
- 为了保证不报ClassCastException，最好在向下转型前，进行判断： instanceof
if (p1 instanceof Woman) {
System.out.println("hello!");
Woman w1 = (Woman) p1;
w1.shopping();
}
if (p1 instanceof Man) {
Man m1 = (Man) p1;
m1.entertainment();
}
5. 多态是编译性行为还是运行时行为
运行时行为
package com.atguigu.java5;
import java.util.Random;
//面试题：多态是编译时行为还是运行时行为？
//证明如下：
class Animal {
protected void eat() {
System.out.println("animal eat food");
}
}
class Cat extends Animal {
protected void eat() {
System.out.println("cat eat fish");
}
}
class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("Dog eat bone");
}
}
class Sheep extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("Sheep eat grass");
}
}
public class InterviewTest {
public static Animal getInstance(int key) {
switch (key) {
case 0:
return new Cat ();
case 1:
return new Dog ();
default:
return new Sheep ();
}
}
public static void main(String[] args) {
int key = new Random().nextInt(3);
System.out.println(key);
Animal animal = getInstance(key);
animal.eat();
}
}
6. 问题1
package com.atguigu.exer;
/*
* 练习：
* 1.若子类重写了父类方法，就意味着子类里定义的方法彻底覆盖了父类里的同名方法，
* 系统将不可能把父类里的方法转移到子类中：编译看左边，运行看右边
*
* 2.对于实例变量则不存在这样的现象，即使子类里定义了与父类完全相同的实例变量，
* 这个实例变量依然不可能覆盖父类中定义的实例变量：编译运行都看左边
*/
class Base {
int count = 10;
public void display() {
System.out.println(this.count);
}
}
class Sub extends Base {
int count = 20;
public void display() {
System.out.println(this.count);
}
}
public class FieldMethodTest {
public static void main(String[] args) {
Sub s = new Sub();
System.out.println(s.count);//20
s.display();//20
Base b = s;//多态性
//==：对于引用数据类型来讲，比较的是两个引用数据类型变量的地址值是否相同
System.out.println(b == s);//true
System.out.println(b.count);//10
b.display();//20
}
}
7. 问题2
package com.atguigu.exer;
//考查多态的笔试题目：
public class InterviewTest1 {
public static void main(String[] args) {
Base1 base = new Sub1();
base.add(1, 2, 3); //sub_1
Sub1 s = (Sub1)base;
s.add(1,2,3); //sub_2
}
}
class Base1 {
public void add(int a, int... arr) {
System.out.println("base1");
}
}
class Sub1 extends Base1 {
public void add(int a, int[] arr) {
System.out.println("sub_1");
}
public void add(int a, int b, int c) {
System.out.println("sub_2");
}
}
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