第三章Java程序面向对象初阶篇

1.先设计对象的模板，也就是对象的设计图:类。
2.通过new关键字，每new一次类就得到一个新的对象。
访问对象的方法格式：对象名.成员变量

注意：
在C++中的定义类的时候需要在类末尾加入一个分号，而Java不需要加分号。
例:
对象的计算机底层原理：

Java程序都在JVM（Java的虚拟机）运行。JVM虚拟机就是在内存中执行。

虚拟机又将内存划分为三大板块：栈内存、堆内存、方法区。目的是为了配合执行Java程序。

方法区的目的是： class文件是放入方法区中的

栈内存的目的是：方法的执行是放入栈内存中的

堆内存的目的是：new开辟的空间是放入堆内存中的

二.类的基本语法

类的基本语法分为：构造器、this、封装、javabean、static

（一）构造器

构造器分为：有参构造器、无参构造器

无参构造器格式：访问控制符类名（）

{

…………

}

有参构造器格式：访问控制符类名（类型1 变量名，……）

{

…………

}

注：

Java的构造器C++中叫做构造函数。
类默认就自带了一个无参构造器。
如果为类定义了有参数构造器，类默认的无参数构造器就没有了，此时如果还想用无参数构造器，就必须自己手写一个无参数构造器出来。()

总结：

构造器的特点：创建对象时，对象会去调用构造器。

构造器的作用及其应用场景：创建对象时，同时完成对对象成员变量(属性)的初始化赋值。

（二）this关键字

this关键字的基本认识：this就是一个变量，它的作用是可以用在方法中，来拿到当前对象。

this关键字的应用场景：this主要用来解决:变量名称冲突问题的。

this关键字的用法格式：this.成员变量名

注：

在C++中this的用法格式：this->成员变量名，与Java不同功能却相同。
Java和C++共同的是this只能在类的内部使用。

（三）封装

封装的概念：类就是一种封装，封装就是将各个属性和行为集合在一个容器中就叫做封装。

封装设计遵循：合理暴露、合理隐藏。

注：

公开成员，可以使用public(公开)进行修饰。

隐藏成员，使用private(私有，隐藏)进行修饰。

如果成员变量的设为private，那么只能在类内进行修改调用操作。

因此如果成员变量已经设置了隐藏属性，那么我们通过设立两个方法用作处理和外部暴露。分别以set、get作为开头与成员变量名组成的成员函数，外界通过成员函数实现对应操作。

（四）实体类(Javabean)

Javabean是一种特殊类的形式，主要是类需要满足如下要求的称作“实体类”。

由于Java程序是面向对象的过程，因此在处理对象的时候Java程序会遵循分层思想，将一个类作为实体类，再定义一个专门负责处理和加工的类。通过这样形成一套流程体系使得程序变得更加流畅流通性更强，阅读起来也方便。

实体类的特点：仅仅只是一个用来保存数据的java类，可以用它创建对象，保存某个事物的数据。

实体类的应用场景：实体类对应的是软件开发里现在比较流行的开发方式，数据和数据的业务处理相分离。

（五）static关键字

static关键字叫做静态,可以修饰变量、成员方法。

类中的成员变量按照有无static修饰，分为两种：

静态变量（类变量）
实例变量（对象的变量）

静态变量：有static修饰，属于类，在计算机里只有一份，会被类的全部对象共享。（与C语言中的共用体有相似地方）

实例变量：无static修饰，属于每个对象的。

实例变量访问方式：对象.实例变量

如图所示

static修饰的name，此对象变量被所有对象共享，但是不会放在每个对象中，而age是各自都有。从以下例子可以看出

例1：class Student

{

public: static String name;

}

public static void main(String[] args) {

Student s1=new Student();

Student s2=new Student();

s1.name="小明";

s2.name="小华";

System.out.println(s1.name);

System.out.println(s2.name);

}

输出的结果为：小华

小华

静态变量的访问格式：类名.静态变量或对象.静态变量。

成员执行的原理图如下：

静态变量的应用场景：如果某个数据只需要一份，且希望能够被共享(访问、修改)，则该数据可以定义成静态变量来记住。

例如：

注：如果是类内部访问自己类中的静态变量，可以省略类名不写。

1.static修饰方法

成员方法分为：静态方法、实例方法

静态方法定义格式：访问控制符 static 方法名()

实例方法定义格式：访问控制符方法名()

静态方法与实例方法的区别：

静态方法：有static修饰的成员方法，属于类。

静态方法访问：类名.静态方法名或者对象.静态方法名

实例方法：无static修饰的成员方法，属于对象。

实例方法访问：对象.实例方法名

总结：

如果这个方法只是为了做功能不需要访问对象的数据，就定义成静态方法。
如果这个方法是为了访问对象的数据，那就定义成实例方法。
静态方法不能访问对象的数据

2.静态方法的常见应用场景

静态方法的常见应用场景：做工具类。

工具类中的方法都是一些静态方法，每个方法用来完成一个功能，以便供给开发人员直接使用。

工具类的好处：提高代码复用；调用方便，提高开发效率。

工具类只用静态方法额，而不用实例方法原因是：实例方法需要创建对象来调用，会浪费内存。

注：工具类不需要创建对象，建议将工具栏的构造器私有化。目的为了使工具不能创建对象的作用。

3.static的注意事项

static注意事项总结如下：

静态方法中可以直接访问静态成员（用static关键字修饰的变量），不可以直接访问实例成员。
实例方法中既可以直接访问静态成员，也可以直接访问实例成员。
实例方法中可以出现this关键字，静态方法中不可以出现this关键字的。
三.对象特征——继承

继承的概念：Java中提供了一个关键字extends，用这个关键字，可以让一个类和另一个类建立起父子关系。

继承的好处：提高代码的复用性，减少一些重复代码的书写。

继承的格式：访问控制符 class 类名1 extend 类名2

注意：

继承中子类只能继承父类的非私有成员（成员变量、成员方法）。

继承后的对象创建，子类的对象是由子类、父类共同完成的。

（一）权限修饰符

权限修饰符的概念：权限修饰符就是是用来限制类中的成员(成员变量、成员方法、构造器)能够被访问的范围。

权限修饰符分为：private、缺省、protected、public

不同权限修饰符的访问权限的范围如下：

private：只能本类
缺省：本类、同一个包中的类
protected：本类、同一个包中的类、子孙类中
public:任意位置

从小到大分别：private、缺省、protected、public

注：

在Java程序中访问权限实际用法主要是public、private，其中public主要用于方法，而private主要用于成员。

因为Java程序的习惯是：成员属性内部处理。

（二）继承的特点

继承的特点主要是：单继承、多层继承、祖宗类、就近原则

单继承：Java是单继承模式；一个类只能继承一个直接父

类

多层继承：Java不支持多继承（C++支持多继承也可以单继承），但支持多层继承。

注：

多层继承的含义，就是子类B继承父类A，子类C继承子类B，这样的一个循环继承叫做“多层继承”。

Java中不能有多层继承的原因如下：

此例题中继承如果假设成立：那么程序代码出现二义性，因此Java不能使用多层继承。

祖宗类：Java中所有的类都是object类内子类。

注：

Java中所有类，要么直接继承了object，要么默认继承了object，要么间接继承(不指明叫做间接继承)了object。

因此在Java中，object是所有类的祖宗。

就近原则：优先访问自己类中，自己类中的没有才会访问父类,如果父类范围没有找到则报错。

注：

如果子类与父类出现重名的成员，则优先使用子类的，如果想子类直接访问父类的重名成员，则需要通过“super关键字”。

(如果C++的话直接使用作用域解析运算符“：：”

其中使用格式为：“：：变量名（函数名）”)

其中格式为：super.父类成员变量/父类成员方法

（三）方法重写

方法重写的概念：当子类觉得父类中的某个方法不好用，或者无法满足自己的需求时，子类可以重写一个方法名称、参数列表一样的方法，去覆盖父类的这个方法，这就是“方法重写”。

注意：

在Java中方法重写要加一个重写校验注解（标志）“@Override”，它的校验要求方法名称和形参列表必须与重写方法一致，否则会报错。
@Override的好处：使程序更安全、可读性好。
子类重写父类方法时，访问权限必须大于或者等于父类该方法的权限(public>protected>缺省)。
重写的方法返回值类型，必须与被重写方法的返回值类型一样，或者范围更小。
私有方法、静态方法不能被重写，如果重写会报错的。

方法重写的规范总结：声明不变、，重新实现

声明不变的意思是：在进行重写的时候，声明跟父类一样。

重新实现的意思是：声明的方法（函数）是一样，但是功能要重新写一遍。

（四）子类构造器

子类构造器的特点：子类的全部构造器，都会必须先调用父类的构造器，再执行自己。

注：默认情况下，子类全部构造器的第一行代码都是 super()(写不写都有)，它会调用父类的无参数构造器。

如果父类没有无参数构造器，则我们必须在子类构造器的第一行手写super(参数1,参数2,....)，指定去调用父类的有参数构造器。

子类构造器调用父类构造器应用场景：

可以把子类继承自父类这部分的数据也完成初始化赋值。

例：如图是程序执行流程：

（五）this（…）调用兄弟构造器

this（…）的作用：在构造器中调用本类的其他构造器。

使用注意事项：

this（…）和super（…）不能同时出现，但是如果使用二者必须放在第一行。

如果this(…)和super（…）同时出现，那么会调用二次父类的构造器，因此不行。

四.对象特征——多态

（一）多态

多态的概念: 多态是在继承/实现情况下的一种现象，表现为:对象多态、行为多态。

对象多态：它指的是一个对象的具备不同的多种状态的特征，例如一个人对象，它的可能是一个司机、一个老师、一个学生，这种就叫做对象多态。

行为多态：形如它指的是一个行为在不同对象表现的状态不同，因此叫做行为多态。

多态的前提：有继承/实现关系;存在父类引用子类对象;存在方法重写。

多态程序代码的例子如下：

多态的注意事项; 多态是对象、行为的多态，Java中的属性(成员变量)不谈多态。

（二）多态的好处

多态的好处：

1.在多态形式下，右边对象是解耦合的，更便于扩展和维护。

注：

解耦合：指的事物与事物之间存在可以解除或代替的关系。它在软件设计中是一个非常重要的概念。

2.定义方法时，使用父类类型的形参，可以接收一切子类对象，扩展性更强、更便利。

多态的存在的问题：多态下不能使用子类的独有功能。

（三）多态下的类型转换

多态的类型转换是为了解决多态存在的问题。

类型转换分为：自动类型转换、强制类型转换

多态下的类型转换格式

自动类型转换格式：父类变量名=new 子类（）;

强制类型转换格式：子类变量名=（子类）父类变量名。

强制类型转换注意事项：

存在继承/实现关系就可以在编译阶段进行强制类型转换，编译阶段不会报错。
运行时，如果发现对象的真实类型与强转后的类型不同，就会报类型转换异常(ClassCastException)的错误出来。

如图解释注意事项：因为p=new Teach();所以在第二条Student=（Student）p就会报错，原因是p是大范围指向Teacher是正确的，因此在编译阶段不会报错，而当你执行程序代码运行阶段的时候编译器反应过来知道，一个老师怎么能指向转换成学生呢？因此报错出现类型转换异常（ClassCastException）

因此在Java中强制转换前，Java给了一个建议：

使用instanceof关键字，它的功能是判断当前对象的真实类型，再进行强转。

其使用格式：对象名 instanceof 类名，若对象与instanceof后的类名相同则返回true，否则返回false

instanceof实际应用于方法中如图所示：