07.面向对象及封装特性
算好春长在,好花长见,原只是、人憔悴。
——程垓《水龙吟》
[TOC]面向对象
1. 面向对象
Java语言是一种面向对象的程序设计语言,而面向对象思想是一种程序设计思想,我们在面向对象思想的指引下,
使用Java语言去设计、开发计算机程序。 这里的**对象
泛指现实中一切事物,每种事物都具备自己的属性
和行为
**。面向对象思想就是在计算机程序设计过程中,参照现实中事物,将事物的属性特征、行为特征抽象出来,描述成计算机事件的设计思想。 它区别于面向过程思想,强调的是通过调用对象的行为来实现功能,而不是自己一步一步的去操作实现。举例:比如说洗衣服
- 面向过程:把衣服脱下来 –>找一个盆–>放点洗衣粉–>加点水–>浸泡10分钟–>揉一揉–>清洗衣服–>拧干–>晾起来。(强调步骤)
- 当需要实现一个功能的时候,每一个步骤都亲力亲为,详细的处理每一个细节
- 面向对象:把衣服脱下来 –>打开全自动洗衣机–>扔衣服–>按钮–>晾起来(强调对象,这里的对象就是洗衣机)
- 当需要实现一个功能的时候,不需要关系具体的实现步骤,找一个具有该能力的人,帮我来做。
特点
- 面向对象思想是一种更符合我们思考习惯的思想,它可以将复杂的事情简单化,并将我们从执行者变成了指挥者。面向对象的语言中,包含了三大基本特征,即封装、继承和多态。
1.1 什么是类?
- 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,使用事物的属性特征和行为特征来描述该
类事物。- 现实中,描述一类事物:
- 属性 :就是该事物的状态信息。
- 行为 :就是该事物能够做什么。
1.2 什么是对象?
- 对象 :是一类事物的具体体现。对象是类的一个实例(对象并不是找个女朋友),必然具备该类事物的属性
和行为。- 现实中,一类事物的一个实例:一只小猫。。
- 属性:mm、21kg、11 years、yellow。
- 行为:溜墙根走、蹦跶的跑、喵喵叫。
类与对象的关系
- 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。
- ==类是对象的模板,对象是类的实体== 。
1.3 类的定义和使用
现实世界的一类事物 | Java中用class描述事物 | |
---|---|---|
属性:事物的状态信息。 | 成员变量:对应事物的属性 | |
行为:事物能够做什么。 | 成员方法:对应事物的行为 |
类的定义格式,以及使用。
1 | //定义一个Student类 |
1 | //对象的使用格式 |
成员变量的默认值,前面就有提到,所以你懂得~~
数据类型 | 默认值 |
---|---|
整数(byte,short,int,long) | 0 |
浮点数(float,double) | 0.0 |
字符(char) | ‘\u0000’ |
布尔(boolean) | false |
数组,类,接口 | null |
1.4 对象内存图
- 一个对象,调用一个方法内存图
通过下图,我们可以理解,在栈内存中运行的方法,遵循”先进后出,后进先出”的原则。变量p指向堆内存中
的空间,寻找方法信息,去执行该方法。但是,这里依然有问题存在。创建多个对象时,如果每个对象内部都保存一份方法信息,这就非常浪费内存了,因为所有对象的方法信息都是一样的。那么如何解决这个问题呢?请看如下图解。
- 两个对象,调用同一方法内存图
对象调用方法时,根据对象中方法标记(地址值),去类中寻找方法信息。这样哪怕是多个对象,方法信息
只保存一份,节约内存空间。
- 一个引用,作为参数传递到方法中内存图
引用类型作为参数,传递的是地址值。
1.5 成员变量和局部变量区别
变量根据定义位置的不同,我们给变量起了不同的名字。:
在类中的位置不同
重点
- 成员变量:类中,方法外
- 局部变量:方法中或者方法声明上 (形式参数)
作用范围不一样
重点
- 成员变量:类中
- 局部变量:方法中
初始化值的不同
重点
- 成员变量:有默认值
- 局部变量:没有默认值。必须先定义,赋值,最后使用
在内存中的位置不同
了解
- 成员变量:堆内存
- 局部变量:栈内存
生命周期不同
了解
- 成员变量:随着对象的创建而存在,随着对象的消失而消失
- 局部变量:随着方法的调用而存在,随着方法的调用完毕而消失
如果类中定义一个变量 a = 10;
如果方法中定义一个变量a = 12;
在方法中打印的时候,使用就近原则。打印方法离谁近就使用哪个变量。如果直接打印对象名,则结果是一个内存地址。如果想打印数组可以用Arrays.toString(); 如果想打印对象要用Alt+ insert 生成toString方法。
2. 封装
面向对象编程语言是对客观世界的模拟,客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的,外界无法直接操作和修改。
封装可以被认为是一个保护屏障,防止该类的代码和数据被其他类随意访问。要访问该类的数据,必须通过指定的
方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护,也加强了代码的安全性。原则:
将
属性隐藏
起来,若需要访问某个属性,提供公共方法对其访问,即属性私有方法公开。
1 | //举例说明 |
2.1 封装的步骤和操作
- 使用 private 关键字来修饰成员变量。
- 对需要访问的成员变量,提供对应的一对 getXxx 方法 、 setXxx 方法。
private的含义
- private是一个权限修饰符,代表最小权限。
- 可以修饰成员变量和成员方法。
- 被private修饰后的成员变量和成员方法,只在本类中才能访问。
1 | public class Student { |
2.2 封装优化this关键字
我们发现 setXxx 方法中的形参名字并不符合见名知意的规定,那么如果修改与成员变量名一致,是否就见名知意
了呢?
- 经过修改和测试,我们发现新的问题,成员变量赋值失败了。也就是说,在修改了 setXxx() 的形参变量名后,方
法并没有给成员变量赋值!这是由于形参变量名与成员变量名重名,导致成员变量名被隐藏,方法中的变量名,无法访问到成员变量,从而赋值失败。所以,我们只能使用this关键字,来解决这个重名问题。
this的含义
this代表所在类的当前对象的引用(地址值),即对象自己的引用。
记住 :方法被哪个对象调用,方法中的this就代表那个对象。即谁在调用,this就代表谁。
1 | //使用 this 修饰方法中的变量,解决成员变量被隐藏的问题 |
小贴士:方法中只有一个变量名时,默认也是使用 this 修饰,可以省略不写。
2.3 封装优化构造方法
当一个对象被创建时候,构造方法用来初始化该对象,给对象的成员变量赋初始值。
注意:
无论你与否自定义构造方法,所有的类都有构造方法,因为Java自动提供了一个无参数构造方法,
一旦自己定义了构造方法,Java自动提供的默认无参数构造方法就会失效。构造方法可以重载。
重载特点:方法名相同,参数列表不同,参数类型不同,顺序不同。
1 | //构造方法的写法上,方法名与它所在的类名相同。 |
- 如果你不提供构造方法,系统会给出无参数构造方法。
- 如果你提供了构造方法,系统将不再提供无参数构造方法。
- 构造方法是可以重载的,既可以定义参数,也可以不定义参数。
2.4 标准代码JavaBean
JavaBean 是 Java语言编写类的一种标准规范。符合 JavaBean 的类,要求类必须是具体的和公共的,并且具有无
参数的构造方法,提供用来操作成员变量的set
和get
方法。
1 | public class ClassName{ |