0
0

Java之类与对象（图文结合）

一、面向对象的初步认知

1、**什么是面向对象 **

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。

下图就是一个关于面向对象的例子：

2、面向对象与面向过程

我们用洗衣服来举例子，了解一下面向对象和面向过程

（1）传统洗衣服过程

传统的方式：注重的是洗衣服的过程，少了一个环节可能都不行。

而且不同衣服洗的方式，时间长度，拧干方式都不同，处理起来就比较麻烦。如果将来要洗鞋子，那就是另一种放方式。

按照该种方式来写代码，将来扩展或者维护起来会比较麻烦，因此在后来人们便发明了洗衣机也就是我们现代的洗衣服方法。

以面向对象方式来进行处理，就不关注洗衣服的过程，具体洗衣机是怎么来洗衣服，如何来甩干的，用户不用去关心，只需要将衣服放进洗衣机，倒入洗衣粉，启动开关即可，通过对象之间的交互来完成的。

注意：面向过程和面相对象并不是一门语言，而是解决问题的方法，没有那个好坏之分，都有其专门的应用场景。

二、类定义和使用

面相对象程序设计关注的是对象，而对象是现实生活中的实体，比如：洗衣机。但是洗衣机计算机并不认识，需要开发人员告诉给计算机什么是洗衣机。

上图左侧就是*对洗衣机简单的描述，***该过程称为对洗衣机对象(实体)进行抽象(对一个复杂事物的重新认知)**，但是 这些简化的抽象结果计算机也不能识别，开发人员可以采用某种面相对象的编程语言来进行描述，比如：Java语言，C++语言等

1、简单认识类

类是用来对一个实体(对象)来进行描述的，主要描述该实体(对象)具有哪些属性(外观尺寸等)，哪些功能(用来干啥)，描述完成后计算机就可以识别了

类是用来对一个实体(对象)来进行描述的，主要描述该实体(对象)具有哪些属性(外观尺寸等)，哪些功能(用来干啥)，描述完成后计算机就可以识别了

在Java语言中，如何对上述的洗衣机类来进行定义呢？

我们接下来就来学习一下类的定义格式

**2、类的定义格式 **

在java中定义类时需要用到class关键字，具体语法如下：

  1. // 创建类
  2. class ClassName{
  3.     field; // 字段(属性) 或者 成员变量
  4.     method; // 行为 或者 成员方法
  5. }// 创建类

**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。

我们可以通过下面这段代码了解一下类的具体实现：

  1. class WashMachine{
  2.     public String brand; // 品牌
  3.     public String type; // 型号
  4.     public double weight; // 重量
  5.     public double length; // 长
  6.     public double width; // 宽
  7.     public double height; // 高
  8.     public String color; // 颜色
  9.     public void washClothes(){ // 洗衣服
  10.         System.out.println("洗衣功能");
  11.     }
  12.     public void dryClothes(){ // 脱水
  13.         System.out.println("脱水功能");
  14.     }
  15.     public void setTime(){ // 定时
  16.         System.out.println("定时功能");
  17.     }
  18. }

采用Java语言将洗衣机类在计算机中定义完成，经过javac编译之后形成.class文件，在JVM的基础上计算机就可以识别了。

注意事项：

*1、***类名注意采用大驼峰定义 **

2、成员前写法统一为public.

3、****此处写的方法不带 static 关键字.

4、一个Java文件中可以定义多个class类，但只能一个类是public修饰，而且public修饰的类名必须成为代码文件名。 实际开发中建议还是一个文件定义一个class类。

**3、练习 **

（1）定义一个狗类

  1. class PetDog {
  2.     public String name;//名字
  3.     public String color;//颜色
  4.     // 狗的属性
  5.     public void barks() {
  6.         System.out.println(name + ": 旺旺旺~~~");
  7.     }
  8.     // 狗的行为
  9.     public void wag() {
  10.         System.out.println(name + ": 摇尾巴~~~");
  11.     }
  12. }

（2）**定义一个学生类 **

  1. public class Student{
  2.     public String name;
  3.     public String gender;
  4.     public short age;
  5.     public double score;
  6.     public void DoClass(){}
  7.     public void DoHomework(){}
  8.     public void Exam(){}
  9. }

**注意事项： **

  1. 一般一个文件当中只定义一个类

  2. main方法所在的类一般要使用public修饰

    (注意：Eclipse默认会在public修饰的类中找main方法)

  3. **public修饰的类必须要和文件名相同 **

  4. 不要轻易去修改public修饰的类的名称，如果要修改，通过开发工具修改。

三、类的实例化

1、****什么是实例化

定义了一个类，就相当于在计算机中定义了一种新的类型，与int，double类似，只不过int和double是java语言自带的内置类型，而类是用户自定义了一个新的类型，比如上述的：PetDog类和Student类。它们都是类(一种新定义的类型)有了这些自定义的类型之后，就可以使用这些类来定义实例(或者称为对象)。

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化，在java中采用new关键字，配合类名来实例化对象。

那么接下来，我们利用之前已经创建好了的”狗“类来完成实例化对象的操作：

  1. public class Main{
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         PetDog dogh = new PetDog(); //通过new实例化对象
  4.         dogh.name = "阿黄";
  5.         dogh.color = "黑黄";
  6.         dogh.barks();
  7.         dogh.wag();
  8.         PetDog dogs = new PetDog();
  9.         dogs.name = "阿黄";
  10.         dogs.color = "黑黄";
  11.         dogs.barks();
  12.         dogs.wag();
  13.     }
  14. }
  15. 输出结果：
  16.         阿黄: 旺旺旺~~~
  17.         阿黄: 摇尾巴~~~
  18.         赛虎: 旺旺旺~~~
  19.         赛虎: 摇尾巴~~~

通过这段代码，我们可以发现，在实例化对象的时候，我们利用new来完成了实例化对象，然后通过.操作符来访问这个对象中的属性和方法，由此，我们可以得到以下实例化对象中的注意事项：

注意事项:

1、new 关键字用于创建一个对象的实例.

2、使用 . 来访问对象中的属性和方法.

3、同一个类可以创建多个实例.

**2、类和对象的说明 **

  1. 类只是一个模型 一样的东西，用来对一个实体进行描述，限定了类有哪些成员.

  2. 类是一种自定义的类型，可以用来定义变量.

  3. 一个类可以实例化出多个对象，实例化出的对象占用实际的物理空间，存储类成员变量。

  4. 做个比方。类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子，类就像是设计图，只设计出需要什么东西，但是并没有实体的建筑存在，同样类也只是一个设计，实例化出的对象才能实际存储数据，占用物理空间。

此外，我们还要注意一个类可以用new关键词实例化多个对象，并且这些对象指向的内存空间是不同的：

四、this引用

1、为什么要有this****引用

同样的，我们通过代码的例子来进行讲解。

首先，我们先创建一个日期类，并用方法实现日期的打印：

  1. public class Date {
  2.     public int year;
  3.     public int month;
  4.     public int day;
  5.     public void setDay(int y, int m, int d){
  6.         year = y;
  7.         month = m;
  8.         day = d;
  9.     }
  10. public void printDate(){
  11.         System.out.println(year + "/" + month + "/" + day);
  12.         }

接下来，我们在main方法中创建三个对象，并通过Date这个类来实现对日期的打印操作

  1. public static void main(String[] args) {
  2. // 构造三个日期类型的对象 d1 d2 d3
  3.         Date d1 = new Date();
  4.         Date d2 = new Date();
  5.         Date d3 = new Date();
  6. // 对d1，d2，d3的日期设置
  7.         d1.setDay(2020,9,15);
  8.         d2.setDay(2020,9,16);
  9.         d3.setDay(2020,9,17);
  10. // 打印日期中的内容
  11.         d1.printDate();
  12.         d2.printDate();
  13.         d3.printDate();
  14. }

此时，为了更好地观看代码，我们将它们合起来看看：

  2. public class Date {
  3.     public int year;
  4.     public int month;
  5.     public int day;
  6.     public void setDay(int y, int m, int d){
  7.         year = y;
  8.         month = m;
  9.         day = d;
  10.     }
  11.     public void printDate(){
  12.         System.out.println(year + "/" + month + "/" + day);
  13.     }
  14.     public static void main(String[] args) {
  15. // 构造三个日期类型的对象 d1 d2 d3
  16.         Date d1 = new Date();
  17.         Date d2 = new Date();
  18.         Date d3 = new Date();
  19. // 对d1，d2，d3的日期设置
  20.         d1.setDay(2020,9,15);
  21.         d2.setDay(2020,9,16);
  22.         d3.setDay(2020,9,17);
  23. // 打印日期中的内容
  24.         d1.printDate();
  25.         d2.printDate();
  26.         d3.printDate();
  27.     }
  28. }

我们可以发现，这串代码整体逻辑非常简单，没有任何问题，但是细思之下有以下两个疑问：

1. 形参名不小心与成员变量名相同：

  2. public void setDay(int year, int month, int day){
  3.         year = year;
  4.         month = month;
  5.         day = day;
  6.         }

当我们把形参设置的和类中的成员变量名一致的时候，那函数体中到底是谁给谁赋值？成员变量给成员变量？参数给参数？参数给成员变量？成员变量参数？估计自己都搞不清楚了。

2. 三个对象都在调用setDate 和 printDate函数，但是这两个函数中没有任何有关对象的说明，setDate 和 printDate函数如何知道打印的是那个对象的数据呢？

那么这一切，都与我们接下来要讲到的this引用有关

**2、什么是this引用 **

this引用指向当前对象(成员方法运行时调用该成员方法的对象)，在成员方法中所有成员变量的操作，都是通过该引用去访问。只不过所有的操作对用户是透明的，即用户不需要来传递，编译器自动完成。

我们来重温一下刚才的那段代码:

  2. public void setDay(int year, int month, int day){
  3.         year = year;
  4.         month = month;
  5.         day = day;
  6.         }

我们可以将这个先放到IDEA中执行试一下，这时我们会发现，当方法中的形参和类的成员对象名一致的时候，year\month\day的打印结果均为0

这是因为：

这里的year是给局部变量自己赋值，但是并没有给到成员变量赋值

那么这个时候，就轮到我们的this引用出场了！

那么接下来，我们来看一下当遇到形参和成员变量名相同的时候，方法内部该如何书写代码：

  1. public class Date {
  2.     public int year;
  3.     public int month;
  4.     public int day;
  5.     public void setDay(int year, int month, int day){
  6.         this.year = year;
  7.         this.month = month;
  8.         this.day = day;
  9.     }
  10.     public void printDate(){
  11.         System.out.println(this.year + "/" + this.month + "/" + this.day);
  12.     }
  13. }

在这里面，this表示对当前对象的引用，也就是说：谁调用了setDay，那么这个this就是谁，那么为了防止以后出现类似这样的问题，我们推荐习惯使用this，这样就可以规避错误了

注意：this引用的是调用成员方法的对象。

接下来，我们 通过一段代码和一幅图来更深入地了解一下this的含义：

  1. public static void main(String[] args) {
  2.         Date d = new Date();
  3.         d.setDay(2020,9,15);
  4.         d.printDate();
  5.         }

那么为什么会有this这样的情况出现呢，我们来看一下this的本质：

我们可以发现，在形参中本身就存在一个this ,只是我们的编译器帮我们隐藏起来了，因此在平时我们是看不到的。

*3、this***引用的特性 **

  1. 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

  2. this只能在"成员方法"中使用**(静态成员方法中不可使用）**

  3. 在"成员方法"中，this只能引用当前对象，不能再引用其他对象

  4. 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

那么接下来，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

五、对象的构造及初始化

1、如何初始化对象

通过前面知识点的学习知道，在Java方法内部定义一个局部变量时，必须要初始化，否则会编译失败。

也就是说，当出现和下面这段代码一样的情况的时候，便会导致编译失败：

  1. public static void main(String[] args) {
  2.         int a;
  3.         System.out.println(a);
  4.         }

这是由于可能未对变量a进行初始化导致的，要让上述代码通过编译，非常简单，只需在正式使用a之前，给a设置一个初始值即可。如果是对象：

  1. public static void main(String[] args) {
  2.         Date d = new Date();
  3.         d.printDate();
  4.         d.setDate(2021,6,9);
  5.         d.printDate();
  6.         }

我们会发现：需要调用之前写的SetDate方法才可以将具体的日期设置到对象中。

通过上述例子发现两个问题：

**1. 每次对象创建好后调用SetDate方法设置具体日期，比较麻烦，那对象该如何初始化？ **

2. 局部变量必须要初始化才能使用，为什么声明之后没有给值依然可以使用？

那么这个时候，就轮到我们的构造方法出场了

2、构造方法

**(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。

那么有了构造方法，我们的Date类应该是这个样子的：

  1. public class Date {
  2.     public int year;
  3.     public int month;
  4.     public int day;
  5.     // 构造方法：
  6. // 名字与类名相同，没有返回值类型，设置为void也不行
  7. // 一般情况下使用public修饰
  8. // 在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
  9.     public Date(int year, int month, int day){
  10.         this.year = year;
  11.         this.month = month;
  12.         this.day = day;
  13.         System.out.println("Date(int,int,int)方法被调用了");
  14.     }
  15.     public void printDate(){
  16.         System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
  17.     }
  18.     public static void main(String[] args) {
  19. // 此处创建了一个Date类型的对象，并没有显式调用构造方法
  20.         Date d = new Date(2021,6,9); // 输出Date(int,int,int)方法被调用了
  21.         d.printDate(); // 2021-6-9
  22.     }
  23. }

**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。 **

（2）特性

  1. 名字必须与类名相同

  2. 没有返回值类型，设置为void也不行

  3. 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)

  4. 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)

5. 如果用户没有显式定义，编译器会生成一份默认的构造方法，生成的默认构造方法一定是无参的。

6. 构造方法中，可以通过this调用其他构造方法来简化代码

7. 绝大多数情况下使用public来修饰，特殊场景下会被private修饰

  1. public class Date {
  2.     public int year;
  3.     public int month;
  4.     public int day;
  5.     // 无参构造方法
  6.     public Date(){
  7.         this.year = 1900;
  8.         this.month = 1;
  9.         this.day = 1;
  10.     }
  11.     // 带有三个参数的构造方法
  12.     public Date(int year, int month, int day) {
  13.         this.year = year;
  14.         this.month = month;
  15.         this.day = day;
  16.     }
  17.     public void printDate(){
  18.         System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
  19.     }
  20.     public static void main(String[] args) {
  21.         Date d = new Date();
  22.         d.printDate();
  23.     }
  24. }

上述两个构造方法：名字相同，参数列表不同，因此构成了方法重载。

5. 如果用户没有显式定义，编译器会生成一份默认的构造方法，生成的默认构造方法一定是无参的。

  1. public class Date {
  2.     public int year;
  3.     public int month;
  4.     public int day;
  5.     public void printDate(){
  6.         System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
  7.     }
  8.     public static void main(String[] args) {
  9.         Date d = new Date();
  10.         d.printDate();
  11.     }
  12. }

在这段代码中，我们可以发现此时我们并没有创建一个构造方法，但是编译器会给我们默认生成一个不带任何参数的构造方法，只不过被编译器隐藏起来了，所以我们看不到。

但是一旦我们自己定义了一个构造方法的情况下，编译器便不会再帮助我们定义一个构造方法了

  1. public class Date {
  2.     public int year;
  3.     public int month;
  4.     public int day;
  5.     public Date(int year, int month, int day) {
  6.         this.year = year;
  7.         this.month = month;
  8.         this.day = day;
  9.     }
  10.     public void printDate(){
  11.         System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
  12.     }
  13.     public static void main(String[] args) {
  14. // 如果编译器会生成，则生成的构造方法一定是无参的
  15. // 则此处创建对象是可以通过编译的
  16. // 但实际情况是：编译期报错
  17.         Date d = new Date();
  18.         d.printDate();
  19.     }
  20. }
  21. /*
  22. Error:(26, 18) java: 无法将类 extend01.Date中的构造器 Date应用到给定类型;
  23. 需要: int,int,int
  24. 找到: 没有参数
  25. 原因: 实际参数列表和形式参数列表长度不同
  26. */

在上面这个代码中，我们可以发现编译器进行了报错，这是因为我们在这个类中已经创建好了一个含有三个参数的构造方法，因此编译器便不会再为我们创建一个不含参数的构造方法，但是此时我们在main方法中调用了不含参数的构造方法，因此导致了编译器报错

6. 构造方法中，可以通过this调用其他构造方法来简化代码

  1.  class Date {
  2.     public int year;
  3.     public int month;
  4.     public int day;
  5.     // 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
  6. // 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
  7. // 但是this(1900,1,1);必须是构造方法中第一条语句
  8.     public Date(){
  9. //System.out.println(year); 注释取消掉，编译会失败
  10.         this(1900, 1, 1);
  11.         System.out.println("调用了无参数的构造方法");
  12.     }
  13.     // 带有三个参数的构造方法
  14.     public Date(int year, int month, int day) {
  15.         this.year = year;
  16.         this.month = month;
  17.         this.day = day;
  18.         System.out.println(year + " " + month + " " + day);
  19.     }
  20. }
  22. public class Test {
  23.     public static void main(String[] args) {
  24.         Date date = new Date();
  25.     }
  26. }

我们观察这段代码，会发现在其中一个构造方法中，有这么一行代码:

  1. this(1900, 1, 1);

这段代码表示的其实就是调用了另一个包含三个参数的构造方法，并且在该方法调用完成后，还会继续执行原来的方法。

因此这段代码的执行情况是这个样子的：

注意：1、 this(...)必须是构造方法中第一条语句

如果this()不是构造方法中的第一条语句的话，编译器会进行报错：

** 2、不能形成环**

  1. public Date(){
  2.         this(1900,1,1);
  3.         }
  4. public Date(int year, int month, int day) {
  5.         this();
  6.         }
  7. /*
  8. 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
  9. 编译报错：Error:(19, 12) java: 递归构造器调用
  10. */

在这段代码中，我们可以发现，在第一个构造方法中，用this调用了第二个构造方法，在第二个构造方法中，又使用this调用了第一个构造方法，两个构造方法之间形成环，导致编译器报错：

7. 绝大多数情况下使用public来修饰，特殊场景下会被private修饰

3、默认初始化

在上文中提出的第二个问题：为什么局部变量在使用时必须要初始化，而成员变量可以不用呢？

  1. public class Date {
  2.     public int year;
  3.     public int month;
  4.     public int day;
  5.     public Date(int year, int month, int day) {
  6. // 成员变量在定义时，并没有给初始值, 为什么就可以使用呢？
  7.         System.out.println(this.year);
  8.         System.out.println(this.month);
  9.         System.out.println(this.day);
  10.     }
  11.     public static void main(String[] args) {
  12. // 此处a没有初始化，编译时报错：
  13. // Error:(24, 28) java: 可能尚未初始化变量a
  14. // int a;
  15. // System.out.println(a);
  16.         Date d = new Date(2021,6,9);
  17.     }
  18. }

要搞清楚这个过程，就需要知道 new 关键字背后所发生的一些事情：

  1. Date d = new Date(2021,6,9);

在程序层面只是简单的一条语句，在JVM层面需要做好多事情，下面简单介绍下:

  1. 检测对象对应的类是否加载了，如果没有加载则加载

  2. 为对象分配内存空间

  3. 处理并发安全问题

比如：多个线程同时申请对象，JVM要保证给对象分配的空间不冲突

4. 初始化所分配的空间

  1. 设置对象头信息

  2. 调用构造方法，给对象中各个成员赋值

**4. 初始化所分配的空间 **

即：对象空间被申请好之后，对象中包含的成员已经设置好了初始值，比如：

4、就地初始化

  1. public class Date {
  2.     public int year = 1900;
  3.     public int month = 1;
  4.     public int day = 1;
  5.     public Date(){
  6.     }
  7.     public Date(int year, int month, int day) {
  8.     }
  9.     public static void main(String[] args) {
  10.         Date d1 = new Date(2021,6,9);
  11.         Date d2 = new Date();
  12.     }
  13. }

在这段代码中，我们直接先对成员变量进行了初始化，这种初始化便被称为就地初始化，但是由于不可能所有的年份都是1900，所有的日期都是1月1日，因此就地初始化通常很少被使用到。

注意：代码编译完成后，编译器会将所有给成员初始化的这些语句添加到各个构造函数中

六、封装

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

那么什么什么时候使用封装呢？例如当客户有一个需求：不想让类外看到我的细节，此时我们便可以使用封装来使类外无法观察到细节

**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 **

  1. 我们也可以理解为：把类的实现细节进行了隐藏，此时类外看不到这个数据

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：

  1. 那么这些访问限定符是什么意思呢？

public：可以理解为一个人的外貌特征，谁都可以看得到

default: 什么都不写的时候，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

protected：受保护的（在学完继承之后才能够了解）

注意:这些只是访问权限，不仅可以修饰方法，也可以用于修饰类

【说明】

1、protected主要是用在继承中，继承部分详细介绍

2、default权限指：什么都不写时的默认权限

3、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

此时，我们创建一个电脑类，来进一步了解访问限定符：

  1. public class Computer {
  2.     private String cpu; // cpu
  3.     private String memory; // 内存
  4.     public String screen; // 屏幕
  5.     String brand; // 品牌---->default属性
  6.     public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {
  7.         this.brand = brand;
  8.         this.cpu = cpu;
  9.         this.memory = memory;
  10.         this.screen = screen;
  11.     }
  12.     public void Boot(){
  13.         System.out.println("开机~~~");
  14.     }
  15.     public void PowerOff(){
  16.         System.out.println("关机~~~");
  17.     }
  18.     public void SurfInternet(){
  19.         System.out.println("上网~~~");
  20.     }
  21. }
  22. public class TestComputer {
  23.     public static void main(String[] args) {
  24.         Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14");
  25.         System.out.println(p.brand); // default属性：只能被本包中类访问
  26.         System.out.println(p.screen); // public属性： 可以任何其他类访问
  27. // System.out.println(p.cpu); // private属性：只能在Computer类中访问，不能被其他类访问
  28.     }
  29. }

注意：一般情况下成员变量设置为private，成员方法设置为public

看完这段代码，你一定会疑惑什么是包，那么接下来，我们便开始学习一下"包"

3、封装扩展之包

**（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。

那么用一句话来总结：
包其实就是Java中组织类的一种方法

**（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

  1. public class Test {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         java.util.Date date = new java.util.Date();
  4. // 得到一个毫秒级别的时间戳
  5.         System.out.println(date.getTime());
  6.     }
  7. }

如果需要使用 java.util 中的其他类, 可以使用 import java.util.*

  1. import java.util.*;
  2. public class Test {
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         Date date = new Date();
  5. // 得到一个毫秒级别的时间戳
  6.         System.out.println(date.getTime());
  7.     }
  8. }

那么这里的.*是什么意思呢？

其实在这里，.*相当于一个通配符：可以充当任何类，但不是导入util下的所有类，而是当你用到哪个类，便会帮你导哪个类

但是我们更建议显式的指定要导入的类名. 否则还是容易出现冲突的情况

  1.  这是为什么呢，我们来看一下下面这段代码：
  1. import java.util.*;
  2. import java.sql.*;
  3. public class Test {
  4.     public static void main(String[] args) {
  5. // util 和 sql 中都存在一个 Date 这样的类, 此时就会出现歧义, 编译出错
  6.         Date date = new Date();
  7.         System.out.println(date.getTime());
  8.     }
  9. }
  10. // 编译出错
  11. Error:(5, 9) java: 对Date的引用不明确
  12.         java.sql 中的类 java.sql.Date 和 java.util 中的类 java.util.Date 都匹配

** util 和 sql 中都存在一个 Date 这样的类, 此时就会出现歧义, 编译出错 **

在这种情况下需要使用完整的类名 ：

  1. import java.util.*;
  2. import java.sql.*;
  3. public class Test {
  4.     public static void main(String[] args) {
  5.         java.util.Date date = new java.util.Date();
  6.         System.out.println(date.getTime());
  7.     }
  8. }

可以使用import static导入包中静态的方法和字段，例如：

  1. import static java.lang.Math.*;
  2. public class Test {
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         double x = 30;
  5.         double y = 40;
  6. // 静态导入的方式写起来更方便一些.
  7. // double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));
  8.         double result = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));
  9.         System.out.println(result);
  10.     }

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

（3）自定义包

基本规则：

1、在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中.

2、包名需要尽量指定成唯一的名字, 通常用公司的域名的颠倒形式(例如 com.baidu.www ).

3、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 来存储代码.

4、如果一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中.

5、包名一定要小写！

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.baidu.www

** 3. 在包中创建类, 右键包名 -> 新建 -> 类, 然后输入类名即可.**

**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. 同时我们也看到了, 在新创建的 Test.java 文件的最上方, 就出现了一个 package 语句 **

那么这个package便是声明Java文件在哪个包当中

（4）包的访问权限控制

访问权限与访问限定符和是否调用了这个包有关，我们可以根据之前已经展示过的这个图来判断包的访问权限：

**（5）常见的包 **

  1. java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后自动导入。

  2. java.lang.reflflect:java 反射编程包;

  3. java.net:进行网络编程开发包。

  4. java.sql:进行数据库开发的支持包。

  5. java.util:是java提供的工具程序包。(集合类等) **非常重要 **

  6. java.io:I/O编程开发包。

七、static成员

**1、再谈学生类 **

使用前文中介绍的学生类实例化三个对象s1、s2、s3，每个对象都有自己特有的名字、性别，年龄，学分绩点等成员信息，这些信息就是对不同学生来进行描述的，如下所示： 

  1. public class Student{
  2.     // ...
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         Student s1 = new Student("Li leilei", "男", 18, 3.8);
  5.         Student s2 = new Student("Han MeiMei", "女", 19, 4.0);
  6.         Student s3 = new Student("Jim", "男", 18, 2.6);
  7.     }
  8. }

假设三个同学是同一个班的，那么他们上课肯定是在同一个教室，那既然在同一个教室，那能否给类中再加一个成员变量，来保存同学上课时的教室呢？答案是不行的。

之前在Student类中定义的成员变量，每个对象中都会包含一份(称之为实例变量)，因为需要使用这些信息来描述具体的学生。而现在要表示学生上课的教室，这个教室的属性并不需要每个学生对象中都存储一份，而是需要让所有的学生来共享。在Java中，被static修饰的成员，称之为静态成员，也可以称为类成员，其不属于某个具体的对象，是所有对象所共享的。

我们可以这样理解：

当classroom没有被static修饰的时候，是普通成员变量，所有

对象都有一份classroom，而如果此时我们用static来修饰classroom，那么classroom便变成了静态成员变量，所有对象公用一份。

那么现在，我们来比较一下我们目前已经学了的三种变量：

2、static****修饰成员变量

static****修饰的成员变量，称为静态成员变量，静态成员变量最大的特性：不属于某个具体的对象，是所有对象所共享的。

【静态成员变量特性】

  1. 不属于某个具体的对象，是类的属性，所有对象共享的，不存储在某个对象的空间中

  2. 既可以通过对象访问，也可以通过类名访问，但一般更推荐使用类名访问

  3. 类变量存储在方法区当中

  4. 生命周期伴随类的一生(即：随类的加载而创建，随类的卸载而销毁)

我们可以来看一个访问静态成员变量的例子：

  1. public class Student{
  2.     public String name;
  3.     public String gender;
  4.     public int age;
  5.     public double score;
  6.     public static String classRoom = "Bit306";
  7.     // ...
  8.     public static void main(String[] args) {
  9. // 静态成员变量可以直接通过类名访问
  10.         System.out.println(Student.classRoom);
  11.         Student s1 = new Student("Li leilei", "男", 18, 3.8);
  12.         Student s2 = new Student("Han MeiMei", "女", 19, 4.0);
  13.         Student s3 = new Student("Jim", "男", 18, 2.6);
  14. // 也可以通过对象访问：但是classRoom是三个对象共享的
  15.         System.out.println(s1.classRoom);
  16.         System.out.println(s2.classRoom);
  17.         System.out.println(s3.classRoom);
  18.     }
  19. }

静态成员的访问，不建议通过对象的引用访问，建议通过类名.的方式访问

类的静态成员变量通过类名访问，也就是说，这个静态成员变量不属于对象！！！

当我们以调试方式运行上述代码，然后在监视窗口中可以看到，可以发现静态成员变量并没有存储到某个具体的对象中，也证明了静态成员不属于变量这个概念。

最后，我们来思考几个问题：

1、引用可以指向引用吗？

答案是不可以！！ 引用只能指向对象！！

这时候有人就会提问了：下面这种情况不就是引用指向引用吗？

但是实际上，这段代码的意思是：student2这个引用指向了student1这个引用指向的对象，也就是说，实际上还是引用指向了一个对象

2、一个引用可以指向多个对象吗？

例如:

答案也是不可以！！

在这段代码种，我们可以运行发现，最终的结果是student1中存放的是"zhangsan3"和18,由此我们可以知道：一个引用不能指向多个对象

3、Person p = null;代表不指向任何对象

classRoom不在对象当中，不属于对象，而又不指向任何对象，因此不会发生空指针异常

3、static修饰成员方法v

一般类中的数据成员都设置为private，而成员方法设置为public，那设置之后，Student类中classRoom属性如何在类外访问呢？

我们先来看一段
错误的代码：

  1. public class Student{
  2.     private String name;
  3.     private String gender;
  4.     private int age;
  5.     private double score;
  6.     private static String classRoom = "Bit306";
  7. // ...
  8. }
  9. public class TestStudent {
  10.     public static void main(String[] args) {
  11.         System.out.println(Student.classRoom);
  12.     }
  13. }

那static属性应该如何访问呢？

Java中，被static修饰的成员方法称为静态成员方法，是类的方法，不是某个对象所特有的。静态成员一般是通过静态方法来访问的。 

  1. public class Student{
  2.     // ...
  3.     private static String classRoom = "306";
  4.     // ...
  5.     public static String getClassRoom(){
  6.         return classRoom;
  7.     }
  8. }
  9. public class TestStudent {
  10.     public static void main(String[] args) {
  11.         System.out.println(Student.getClassRoom());
  12.     }
  13. }

静态方法的内部是不能直接调用非静态的方法的，因为静态方法不依赖对象，但是非静态方法依赖对象

**【静态方法特性】 **

  1. 不属于某个具体的对象，是类方法

  2. 可以通过对象调用，也可以通过类名.静态方法名(...)方式调用，更推荐使用后者

  3. 不能在静态方法中访问任何非静态成员变量

  4. 静态方法中不能调用任何非静态方法，因为非静态方法有this参数，在静态方法中调用时候无法传递this引用

  5. 静态方法无法重写，不能用来实现多态

3. 不能在静态方法中访问任何非静态成员变量

  1. public static String getClassRoom(){
  2.         System.out.println(this);
  3.         return classRoom;
  4.         }
  5. // 编译失败：Error:(35, 28) java: 无法从静态上下文中引用非静态 变量 this
  6. public static String getClassRoom(){
  7.         age += 1;
  8.         return classRoom;
  9.         }
  10. // 编译失败：Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态 变量 age

4. 静态方法中不能调用任何非静态方法，因为非静态方法有this参数，在静态方法中调用时候无法传递this引用 

  1. public static String getClassRoom(){
  2.         doClass();
  3.         return classRoom;
  4.         }
  5. // 编译报错：Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态 方法 doClass()

**4、static成员变量初始化 **

注意：静态成员变量一般不会放在构造方法中来初始化，构造方法中初始化的是与对象相关的实例属性

静态成员变量的初始化分为两种：就地初始化 和 静态代码块初始化

（1） **就地初始化 **

就地初始化指的是：在定义时直接给出初始值 

  1. public class Student{
  2.     private String name;
  3.     private String gender;
  4.     private int age;
  5.     private double score;
  6.     private static String classRoom = "Bit306";
  7. // ...
  8. }

（2）静态代码块初始化

八、代码块

1、**代码块概念以及分类 **

使用 {} 定义的一段代码称为代码块。根据代码块定义的位置以及关键字，又可分为以下四种：

1、普通代码块

2、构造块

3、静态块

4、同步代码块（后续讲解多线程部分再谈）

2、普通代码块

普通代码块：定义在方法中的代码块：

  2. public class Main{
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         { //直接使用{}定义，普通方法块
  5.             int x = 10 ;
  6.             System.out.println("x1 = " +x);
  7.         }
  8.         int x = 100 ;
  9.         System.out.println("x2 = " +x);
  10.     }
  11. }
  12. // 执行结果
  13. x1 = 10
  14.         x2 = 100

这种用法较少见

3、构造代码块

构造块：定义在类中的代码块(不加修饰符)。也叫：实例代码块。构造代码块一般用于初始化实例成员变量。 

  1. public class Student{
  2.     //实例成员变量
  3.     private String name;
  4.     private String gender;
  5.     private int age;
  6.     private double score;
  7.     public Student() {
  8.         System.out.println("I am Student init()!");
  9.     }
  10.     //实例代码块
  11.     {
  12.         this.name = "lisi";
  13.         this.age = 12;
  14.         this.sex = "man";
  15.         System.out.println("I am instance init()!");
  16.     }
  17.     public void show(){
  18.         System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" sex: "+sex);
  19.     }
  20. }
  21. public class Main {
  22.     public static void main(String[] args) {
  23.         Student stu = new Student();
  24.         stu.show();
  25.     }
  26. }
  27.     // 运行结果
  28.     I am instance init()!
  29.         I am Student init()!
  30.         name: lisi age: 12 sex: man

4、静态代码块

使用static定义的代码块称为静态代码块。一般用于初始化静态成员变量。

  1. public class Student{
  2.     private String name;
  3.     private String gender;
  4.     private int age;
  5.     private double score;
  6.     private static String classRoom;
  7.     //实例代码块
  8.     {
  9.         this.name = "LISI";
  10.         this.age = 12;
  11.         this.gender = "man";
  12.         System.out.println("I am instance init()!");
  13.     }
  14.     // 静态代码块
  15.     static {
  16.         classRoom = "LISI306";
  17.         System.out.println("I am static init()!");
  18.     }
  19.     public Student(){
  20.         System.out.println("I am Student init()!");
  21.     }
  22.     public static void main(String[] args) {
  23.         Student s1 = new Student();
  24.         Student s2 = new Student();
  25.     }
  26. }

【注意事项】

**1、静态代码块不管生成多少个对象，其只会执行一次 **

**2、静态成员变量是类的属性，因此是在JVM加载类时开辟空间并初始化的 **

3、如果一个类中包含多个静态代码块，在编译代码时，编译器会按照定义的先后次序依次执行(合并)

4、实例代码块只有在创建对象时才会执行

那么这时候，我们要注意一个问题：当静态代码块，构造块，和不调用参数的构造方法之间如果同时出现，那么哪个会先执行呢？我们来做一个小实验：

  1. class Student{
  2.         public  String name;
  3.         public int age;
  4.         public String sex;
  5.     Student(){
  6.         System.out.println("不带参数的构造方法");
  7.     }
  8.         {
  9.             this.name = "lisi";
  10.             this.age = 12;
  11.             this.sex = "man";
  12.             System.out.println("构造方法块");
  13.         }
  14.         static {
  15.             System.out.println("静态方法块");
  16.         }
  17. }
  19. public class Test {
  20.     public static void main(String[] args) {
  21.         Student student = new Student();
  22.     }
  23. }

那么现在我们来看一下这段代码的运行结果是什么：

由此，我们可以知道这三个代码块之间的运行顺序：

十、对象的打印

  1. class Person {
  2.     String name;
  3.     String gender;
  4.     int age;
  5.     public Person(String name, String gender, int age) {
  6.         this.name = name;
  7.         this.gender = gender;
  8.         this.age = age;
  9.     }
  10.     public static void main(String[] args) {
  11.         Person person = new Person("Jim","男", 18);
  12.         System.out.println(person);
  13.     }
  14. }
  15. // 打印结果：day20210829.Person@1b6d3586

这段代码的运行结果表示的是这个对象所存储的地址

那么如果想要默认打印对象中的属性该如何处理呢？

答案：重写toString方法即可。

  1. public class Person {
  2. String name;
  3. String gender;
  4. int age;
  5. public Person(String name, String gender, int age) {
  6. this.name = name;
  7. this.gender = gender;
  8. this.age = age;
  9. }
  10. @Override
  11. public String toString() {
  12. return "[" + name + "," + gender + "," + age + "]";
  13. }
  14. public static void main(String[] args) {
  15. Person person = new Person("Jim","男", 18);
  16. System.out.println(person);
  17. }
  18. }
  19. // 输出结果：[Jim,男,18]
标签： java 开发语言 算法
本文转载自: https://blog.csdn.net/weixin_73616913/article/details/129613280
版权归原作者 馒头警告 所有， 如有侵权，请联系我们删除。
登录后发布评论

“Java之类与对象（图文结合）”的评论:

还没有评论
关于作者
...
overfit同步小助手
文章同步
相关阅读

网络安全法-网络运行安全

使用selenium/drissionpage时如何阻止chrome自动跳转http到https

docker desktop 里部署的Open WebUI 管理员密码忘记了的处理方法

在ubuntu20.04中搭建onsite比赛运行环境

利用开源的低代码表单设计器FcDesigner高效管理和渲染复杂表单结构

Kafka学习笔记

【前端】浏览器输入url到页面呈现发生了什么？