Java学习笔记04-面向对象编程(上)

三月 20, 2021 8269

一、面向过程和面向对象

面向过程(Procedure Oriented Programming)：强调功能行为，以函数为最小单位，考虑怎么做。
面向对象(Object Oriented Programming，OOP)：将功能封装进对象，强调具备了功能的对象，以类/对象为最小单位，考虑谁来做。

面向对象三大特征：封装(Encapsulation)、继承(Inheritance)、多态(Polymorphism)

二、Java基本元素：类和对象

类是对一类事物的描述，是抽象的、概念上的定义
对象是实际存在的该类事物的每个个体，也称为实例(instance)

设计类，就是设计类的成员：

属性 = 成员变量 = filed = 域、字段
方法 = 成员方法 = 函数 = method

创建类的对象 = 类的实例化 = 实例化类

创建类：

修饰符 class 类名{
    属性声明;
    方法声明;
}
//创建Person类
public class Person{
    int age; //成员变量
    String name; //成员变量
    public void eat(){ //方法
        System.out.pringln("eat");
    }
}

三、对象的创建和使用

通过 类名对象名= new 类名();创建对象，通过对象名.对象成员访问对象的属性和方法。

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Person person = new Person();
int age = person.age;  //访问类的属性
person.eat();  //访问类的方法

类的访问机制：

同一个类中，类中的方法可以直接访问类中的成员变量（非static）。
不同类中，需要先创建类的对象，通过对象访问类中的成员。

四、类的成员之一：属性

声明格式：修饰符数据类型属性名 = 初始化值;

成员变量：方法体外，类内声明的变量。有默认初始值。
局部变量：方法体内部声明的变量。没有默认初始值，需要显式初始化(形参除外)。

	成员变量	局部变量
声明位置	直接声明在类中	方法形参、方法内部、代码块内、构造器内
修饰符	private、public、static、final等	不能用权限修饰符，可以用final修饰
初始化值	有默认初始化值(同数组元素初始化)	无默认初始化值，必须显式赋值才能使用
内存加载位置	堆空间或静态域内	栈空间

例如：

class Person(){
    public int age; //成员变量
    public String name;
    public void eat(){
        int hour = 3; //局部变量
    }
}

五、类的成员之二：方法

1、方法定义

方法(method)用来完成某个功能，实现代码复用，简化代码。

Java里的方法不能独立存在，必须定义在类内。

声明格式：

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型 参数1,参数类型 参数2,...){
    方法体;
    return 返回值;  
    //返回值类型为void时，可以没有return语句，或使用return;
}
public void showInfo(){
    System.out.println("showInfo");
    //return;
}
public int getAge(){
    return age;
}

方法中只能调用方法或属性，不能在方法内定义方法。

2、方法重载

重载(overload)：同一个类中，功能类似，方法名相同的多个方法。参数列表不同（类型，个数，顺序）。返回值类型可以相同也可以不同，但一般返回值类型是相同的。

两同一不同：类、方法名相同，参数列表不同。

是否重载和权限修饰符、返回值类型、形参变量名、方法体都没有关系。

举例：

public class OverLoad {
    public static void main(String[] args) {
        OverLoad test = new OverLoad();
    }
    
    public void getSum(int a, int b){} 

    public void getSum(double a, double b){} //是重载

    public void getSum(String s, int i){} //是重载

    public void getSum(int i, String s){} //是重载，和上一个也构成重载，顺序不同。

    public int getSum(int a, int b, int c){ //是重载，参数个数不同
        return 0;
    }
    public int getSum(int a, int b){//不是重载，参数列表相同
        return 0;
    }
}

3、可变个数形参

JavaSE 5.0提供了Varargs(variable number of arguments)机制，允许直接定义能和多个实参匹配的形参。

JDK5.0之前，使用数组形参定义方法，传入多个同一类型变量:

public static void test(int a, String[] books);

JDK5.0之后，使用可变形参，传入多个同一类型变量：

public static void test(int a, String...books);

可变个数形参的方法，和同名的方法构成重载。
可变个数形参方法的使用，和使用数组时一样，使用索引获取某个参数。
可变形参需要放到参数列表的最后。
一个方法的参数中只能有一个可变个数形参。
如果有参数列表恰好符合的方法，优先调用。

public class MethodTest {
    public static void main(String[] args) {
        MethodTest m = new MethodTest();
        m.show(1,2); //method 3，优先调用两个参数的方法。
        m.show(new int[]{1,2,3,4}); //调用可变形参的方法
        m.show("sss",1,3,4,5); //method 4，两种参数方法都可以。
    }
    public void show(int i){
        System.out.println("method 1");
    }

    public void show(int ... i){  //可以接收任意个数的参数。也可以接受数组类型的参数。
        System.out.println("可变形参");
    }
    
    public void show(int a, int b){
        System.out.println("method 3");
    }

    public void show(String s, int ... i){  //可变形参必须放在最后。
        for(int n = 0; n<i.length; n++){ //将i当成数组处理即可。
        }
        System.out.println("method 4");
    }
}

4、值传递

形参：方法声明时的参数。

实参：方法调用时实际传给形参的参数值。

Java里的方法参数传递方式只有一种：值传递。即将实际参数值的副本(复制品)传入方法内，而参数本身不受影响。

形参是基本数据类型：将实参基本数据类型变量的“数据值”传递给形参。
形参是引用数据类型：将实参引用数据类型变量的“地址值”传递给形参。

值传递练习：

public class valueTransfer {
    public static void main(String args[]) {
        valueTransfer t = new valueTransfer();
        t.first();
    }

    public void first() {
        int i = 5;
        Value v = new Value();
        v.i = 25;
        second(v, i);  //经过second函数，v中的i被修改为20
        System.out.println(v.i);
    }

    public void second(Value v, int i) { 
        //参数的v和i是在栈空间中新建的，这里的v指向传入对象v的地址
        i = 0;
        v.i = 20; // 将指向的地址中的i赋值为20
        Value val = new Value();
        v = val;  //v指向对象val的地址。
        System.out.println(v.i + " " + i);  //15 0
    }
}

class Value {
    int i = 15;
}
//以上程序输出结果：
15 0
20

六、类的成员之三：构造器(构造方法)

类的构造器(构造方法，constructor)用于给对象进行初始化。

构造器特征：

具有与类相同的名称
不声明返回值类型
不能被static、final、synchronized、abstract、native修饰，不能有return语句返回值

声明格式：

权限修饰符 类名(参数列表){
    初始化语句;
} 
public class Animal{
    private int legs;
    private String name;
    public Animal(int l){ //构造器1
        legs = l;
    }
    public Animal(int l, String n){ //构造器2
        legs = l;
        name = n;
    }
}

注意：

Java中，每个类至少有一个构造器。
如果没有显式地定义类的构造器，系统默认提供一个空参的构造器。
一旦显式地定义了构造器，系统不再提供默认的构造器。
一个类中可以定义多个构造器，构成重载。

在IDEA中，可以右键→generate→Constructor，自动生成构造器

属性根据以下顺序赋值

① 默认初始化。

② 显式初始化，如int age = 1;

③ 构造器中初始化。

④ 通过对象.方法 或 对象.属性的方式赋值。

七、面向对象特征之一：封装与隐藏

1、封装性

类的封装性是指将对象内部的复杂性隐藏起来，只对外提供必要的接口，便于调用。

如果直接将属性暴露出来，使用者对属性的直接操作可能导致数据错误、混乱或安全性问题。

Java中通过将数据声明为私有的(private)，再提供公共的(public)方法getXxx()和setXxx()实现对该属性的操作，以实现下述目的：

隐藏一个类中不需要对外提供的实现细节；
使用者只能通过事先定制好的方法来访问数据，可以方便地加入控制逻辑，限制对属性的不合理操作；
便于修改，增强代码的可维护性；

例如：

public class PersonTest {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person(20); // new 后面的Person()就是构造器。
        p.setAge(25); //将年龄设置为25
        int age = p.getAge();  // age = 25
        //int age = p.age; 无法直接通过对象调用age属性，因为类中的age是私有的
    }
}
class Person{
    private int age;

    public Person(){ //构造器（构造函数）
        System.out.println("constructor");
    }
    public Person(int a){ //重载的构造器
        age = a;
        System.out.println("constructor");
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int a) {
        age = a;
    }
    public void eat(){}
}

同样地，getXxx()和setXxx()方法可以使用自动生成的方法。

2、四种权限修饰符

权限修饰符可以用来修饰类和方法，其中class只能用public和缺省(default)两种权限修饰符，四种权限修饰符的权限如下：

权限修饰符	类内部	同一个包	不同包的子类	同一个工程
private	√
缺省(default)	√	√
protected	√	√	√
public	√	√	√	√

3、JavaBean

JavaBean是一种Java语言写成的可重用组件。

所谓JavaBean，是指符合如下标准的Java类：

类是public的。
有一个无参的public构造器。
有属性，且有对应的get、set方法。

八、this关键字

this可以用来修饰属性、方法、构造器。

1、修饰属性和方法

this修饰属性和方法时，表示当前对象或当前正在构建的对象。使用this.属性和this.方法的方式，调用当前对象的属性和方法。

通常情况下，省略this，特殊情况下，当参数和属性同名时，必须使用this进行区分。

2、修饰构造器

this修饰构造器：

在类的构造器中，可以用this(形参列表)方式，调用本类中其他构造器。
构造器不能用this(形参列表)方式调用自己。
如果一个类中有n个构造器，则最多有n-1个构造器中使用了this(形参列表)方式。
this(形参列表)必须声明在当前构造器的首行。
每个构造器内部，最多只能有一个this(形参列表)的方式。且多个构造器之间调用不能形成环，否则会导致死循环。

this关键字的用法：

public class Person{  //JavaBean的形式构造Person类
    private String name;
    private int age;
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;  //使用this区分类的属性name和形参name
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public Person(){} //构造器（构造函数）
    
    public Person(String name){
        this.name = name;
        System.out.println("second constructor");
    }
    public Person(String name, int age){
        this(name); //使用this调用第二个构造器
        this.age = age;
        System.out.println("third constructor");
    }
    public void eat(){}
}

九、package和import

1、package

package语句是Java源文件的第一条语句，指明该文件中定义的类所在的包。

比如pack1\pack2\PackageTest.java路径下的类PackageTest:

package pack1.pack2;
public class PackageTest{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("PackageTest");
    }
}

JDK中常用的包：

java.lang：包含一些Java语言的核心类，如String、Math、Integer、System和Thread，提供常用功能.
java.net：包含执行与网络相关的操作的类和接口。
java.io：包含能提供多种输入/输出功能的类。
java.util：包含一些实用工具类，如定义系统特性、接口的集合框架类、使用与日期日历相关的函数。
java.text：包含了一些java格式化相关的类
java.sql：包含了java进行JDBC数据库编程的相关类/接口
java.awt：包含了构成抽象窗口工具集（abstract window toolkits）的多个类，这些类被用来构建和管理应用程序的图形用户界面(GUI)。B/S，C/S

2、import

import语句用于引入指定包层次下所需要的类。

格式：import 包名.类名;

import语句声明在package声明和类的声明之间；
*表示导入包下的所有类，比如import java.util.*;表示导入util包下的所有类或接口。
如果是java.lang包下，或是当前包下的，可以不使用import语句。
如果使用不同包下的同名的类。那么就需要使用类的全类名（包名.类名）的方式指明调用的是哪个类。
如果已经导入java.a包下的类。那么如果需要使用a包的子包下的类的话，仍然需要导入。

3、MVC设计模式

MVC是常用的设计模式之一，将整个程序分为三个层次：数据模型层(Model)、视图层(View)和控制器层(Controller)。各个层的主要内容如下：

模型层(Model)，主要处理数据：
- 数据对象封装：model.bean/domain
- 数据库操作类：model.dao
- 数据库：model.db
视图层(View)，显示数据：
- 相关工具类：view.utils
- 自定义view：view.ui
控制层(Controller)：
- 应用界面相关：controller.activity
- 存放fragment：controller.fragment
- 显示列表的适配器：controller.adapte
- 服务相关的：controller.service
- 抽取的基类：controller.base

MVC模式在项目中的应用：客户信息管理软件

本文作者：Kangshitao
本文链接：http://kangshitao.github.io/2021/03/20/java-note-0401/index.html
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