【JavaSE】类和对象解析
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目录
1.初识面向对象
1.1面向对象的定义
1.2面向对象与面向过程
2.类的定义和使用
2.1类的定义格式
2.2.1this引用的特性
编辑3.对象的构造及初始化
3.1构造方法
3.1.1概念
3.1.2特性
4.封装
4.1封装的概念
4.2访问限定符
4.3.封装扩展包
4.3.1包的概念
4.3.2导入包中的类
4.3.3自定义包
4.3.4常见的包
1.初识面向对象
1.1面向对象的定义
Java是一门纯面向对象的语言(Object Oriented Program，简称OOP)，在面向对象的世界里，一切皆为对象。面向对象是解决问题的一种思想，主要依靠对象之间的交互完成一件事情。用面向对象的思想来涉及程序，更符合人 们对事物的认知，对于大型程序的设计、扩展以及维护都非常友好。
1.2面向对象与面向过程
面向对象：
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。
优缺点对比
优点：易维护、易复用、易扩展，由于面向对象有封装、继承、多态性的特性，可以设计出低耦合的系统，使系统更加灵活、更加易于维护
缺点：性能比面向过程低
面向过程：
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。
优缺点对比
优点：性能比面向对象高，因为类调用时需要实例化，开销比较大，比较消耗资源;比如单片机、嵌入式开发、 Linux/Unix等一般采用面向过程开发，性能是最重要的因素。
缺点：没有面向对象易维护、易复用、易扩展
2.类的定义和使用
2.1类的定义格式
// 创建类
class ClassName{
field; // 字段(属性) 或者 成员变量
method; // 行为 或者 成员方法
}
class为定义类的关键字，ClassName为类的名字，{}中为类的主体。 类中包含的内容称为类的成员。属性主要是用来描述类的，称之为类的成员属性或者类成员变量。方法主要说明类 具有哪些功能，称为类的成员方法。
2.2.1this引用的特性
- this的类型：对应类类型引用，即哪个对象调用就是哪个对象的引用类型。
- this只能在"成员方法"中使用。
- 在"成员方法"中，this只能引用当前对象，不能再引用其他对象。
- this是“成员方法”第一个隐藏的参数，编译器会自动传递，在成员方法执行时，编译器会负责将调用成员方法 对象的引用传递给该成员方法，this负责来接收 在代码层面来简单演示--->注意：下图右侧中的Date类也是可以通过编译的。
3.对象的构造及初始化
3.1构造方法
3.1.1概念
构造方法(也称为构造器)是一个特殊的成员方法，名字必须与类名相同，在创建对象时，由编译器自动调用，并且在整个对象的生命周期内只调用一次。
class Student{//成员属性public String name;public int age;public int height;public int weight;//成员方法public void Run(){System.out.println("跑");}public void Jump(){System.out.println("跳");}//构造方法public Student(String name,int age,int height,int weight){this.name =name;this.age =age;this.height =height;this.weight =weight;}
}注意：构造方法的作用就是对对象中的成员进行初始化，并不负责给对象开辟空间。
3.1.2特性
- 名字必须与类名相同
- 没有返回值类型，设置为void也不行
- 创建对象时由编译器自动调用，并且在对象的生命周期内只调用一次(相当于人的出生，每个人只能出生一次)
- 构造方法可以重载(用户根据自己的需求提供不同参数的构造方法)
- 构造方法中，可以通过this调用其他构造方法来简化代码
public class Date {public int year;public int month;public int day;// 无参构造方法--内部给各个成员赋值初始值，该部分功能与三个参数的构造方法重复 // 此处可以在无参构造方法中通过this调用带有三个参数的构造方法 // 但是this(1900,1,1);必须是构造方法中第一条语句public Date(){ //System.out.println(year); 注释取消掉，编译会失败this(1900, 1, 1); //this.year = 1900; //this.month = 1; //this.day = 1;}// 带有三个参数的构造方法public Date(int year, int month, int day) {this.year = year;this.month = month;this.day = day;} } - 不能形成环
public Date(){
this(1900,1,1);
}
public Date(int year, int month, int day) {
this();
}
/*
无参构造器调用三个参数的构造器，而三个参数构造器有调用无参的构造器，形成构造器的递归调用
编译报错：Error:(19, 12) java: 递归构造器调用
*/4.封装
4.1封装的概念
面向对象程序三大特性：封装、继承、多态。而类和对象阶段，主要研究的就是封装特性。何为封装呢？简单来说就是套壳屏蔽细节。
比如：对于电脑这样一个复杂的设备，提供给用户的就只是：开关机、通过键盘输入，显示器，USB插孔等，让用 户来和计算机进行交互，完成日常事务。但实际上：电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件。
对于计算机使用者而言，不用关心内部核心部件，比如主板上线路是如何布局的，CPU内部是如何设计的等，用户只需要知道，怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可。因此计算机厂商在出厂时，在外部套上壳子，将内部实现细节隐藏起来，仅仅对外提供开关机、鼠标以及键盘插孔等，让用户可以与计算机进行交互即可。 封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互。
4.2访问限定符
Java中主要通过类和访问权限来实现封装：类可以将数据以及封装数据的方法结合在一起，更符合人类对事物的认知，而访问权限用来控制方法或者字段能否直接在类外使用。
Java中提供了四种访问限定符：
| NO | 范围 | private | default（默认权限） | protected | public |
| 1 | 同一个包中的同一类 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| 2 | 同一个包中的不同类 | ✔ | ✔ | ✔ | |
| 3 | 不同包中的子类 | ✔ | ✔ | ||
| 4 | 不同包中的非子类 | ✔ |
比如：
- public：可以理解为一个人的外貌特征，谁都可以看得到
- default: 对于自己家族中(同一个包中)不是什么秘密，对于其他人来说就是隐私了
- private：只有自己知道，其他人都不知道
【说明】
- protected主要是用在继承中
- default权限指：什么都不写时的默认权限
- 访问权限除了可以限定类中成员的可见性，也可以控制类的可见性
4.3.封装扩展包
4.3.1包的概念
在面向对象体系中，提出了一个软件包的概念，即：为了更好的管理类，把多个类收集在一起成为一组，称为软件包。有点类似于目录。比如：为了更好的管理电脑中的歌曲，一种好的方式就是将相同属性的歌曲放在相同文件 下，也可以对某个文件夹下的音乐进行更详细的分类。
在Java中也引入了包，包是对类、接口等的封装机制的体现，是一种对类或者接口等的很好的组织方式，比如：一 个包中的类不想被其他包中的类使用。包还有一个重要的作用：在同一个工程中允许存在相同名称的类，只要处在不同的包中即可。
4.3.2导入包中的类
Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用. 例如Date类：可以使用 java.util.Date 导入 java.util 这个包中的 Date 类.
public class Test {public static void main(String[] args) {java.util.Date date = new java.util.Date();
// 得到一个毫秒级别的时间戳System.out.println(date.getTime());}
}但是这种写法比较麻烦一些，也会造成代码冗余, 可以使用 import语句导入包
import java.util.Date;
public class Test {public static void main(String[] args) {Date date = new Date();
// 得到一个毫秒级别的时间戳System.out.println(date.getTime());}
}可以使用import static导入包中静态的方法和字段。
import static java.lang.Math.*;
public class Test {public static void main(String[] args) {double x = 30;double y = 40;
// 静态导入的方式写起来更方便一些.
// double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));double result = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));System.out.println(result);}
}注意事项: import 和 C++ 的 #include 差别很大. C++ 必须 #include 来引入其他文件内容, 但是 Java 不需要. import 只是为了写代码的时候更方便. import 更类似于 C++ 的 namespace 和 using
4.3.3自定义包
基本规则
- 在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中.
- 包名需要尽量指定成唯一的名字, 通常会用公司的域名的颠倒形式(例如 com.bit.demo1 ).
- 包名要和代码路径相匹配. 例如创建com.bit.demo1 的包, 那么会存在一个对应的路径 com/bit/demo1存储代码.
- 如果一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中.
操作步骤
1. 在 IDEA 中先新建一个包: 右键 src -> 新建 -> 包
2.在弹出的对话框中输入包名, 例如 com.bit.demo1
3. 在包中创建类, 右键包名 ->新建->类，然后输入类
4. 此时可以看到我们的磁盘上的目录结构已经被 IDEA 自动创建出来了
5. 同时, 在新创建的 Test.java 文件的最上方, 就出现了一个 package 语句
4.3.4常见的包
- java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后自动导入。
- java.lang.reflect:java 反射编程包。
- java.net:进行网络编程开发包。
- java.sql:进行数据库开发的支持包。
- java.util:是java提供的工具程序包。(集合类等) 非常重要
- java.io:I/O编程开发包。