六、面向对象基础

一、类和对象 1、什么是面向对象

• 面向对象和面向过程的思想对比

  • 面向过程编程（Procedure Oriented Programming）

    • 是一种以过程为中心的编程思想，实现功能的每一步，都是自己实现的

  • 面向对象编程（Object Oriented Programming）

    • 是一种以对象为中心的编程思想，通过指挥对象实现具体的功能

对象：指客观存在的事物（万物皆对象）

小结：

1. 客观存在的任何一种事物，都可以看做程序中的对象
2. 使用面向对象思想可以将复杂的问题简单化
3. 将我们从执行者的位置，变成了指挥者

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2、什么是类

• 类是对现实生活中一类具有共同属性和行为的事物的抽象

类是对事物，也就是对象的一种描述，可以将类理解为一张设计图，根据设计图，可以创建出具体存在的事物。即根据类去创建对象

• 类的组成

  • 属性：该事物的各种特征
  • 行为：该事物存在的功能（能够做的事情）

• 小结：类和对象的关系

  • 类是现实生活中一类具有共同属性和行为的事物的抽象
  • 对象是能够看得到模的着的真实存在的实体
  • 类是对象的描述，对象是类的实体

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3、类的定义

• 属性：在代码中通过成员变量来体现（类中方法外的变量）

• 行为：在代码中通过成员方法来体现（和前一章的方法相比去掉static关键字即可，原因参看下一篇博客中的static）

• 类的定义步骤：

  1. 定义类
  2. 编写类的成员变量
  3. 编写类的成员方法

/*
    public class 类名{
        // 成员变量
        变量1的数据类型 变量1;
        变量2的数据类型 变量2;
        ...
        // 成员方法
        方法一;
        方法二;
        ...
    }
*/

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4、对象的使用

• 创建对象
  • 格式：类名 对象名 = new 类名();
• 使用对象
  • 使用成员变量格式：对象名.变量名
  • 使用成员方法格式：对象名.方法名()

例：

// 定义了一个学生类
public class Student {
    String name;
    int age;

    public void study(){
        System.out.println("学习");
    }

}

public class StudentTest {
    public static void main(String[] args) {
        Student stu = new Student();
        // 默认初始值
        System.out.println(stu.age);  // 0
        System.out.println(stu.name);  // null
        // 调用方法
        stu.study();

        // 对属性赋值
        stu.name = "张三";
        stu.age = 20;

        System.out.println(stu.age);  // 20
        System.out.println(stu.name);  // 张三
        
        System.out.println(stu);
        // com.xu.oop.Student@1540e19d
        // com.xu.oop.Student：全类目（包名 + 类名）
        // @1540e19d  :  @分隔符 + 16进制内存地址
    }
    
}

二、对象内存图 1、栈和堆的介绍

• 这里我们主要观察栈（虚拟机栈）和堆

栈：所有局部变量都会在栈内存中创建

• 局部变量：定义在方法中的变量或方法声明上的变量
• 方法执行都会加载到栈中进行
• 局部变量的特点：随着方法的调用而存在，随着方法的调用完毕而消失

堆：所有对象及其对应的示例变量和数组都将存储在此处

• 简单理解为：new出来的东西，都存储在堆内存
• 每一个new出来的东西都有一个地址值，使用完毕后，会在垃圾回收器空闲时被回收
• 实例变量（成员变量）有初始化值：
  • 基本数据类型：整数0，浮点数0.0，布尔false，字符空字符
  • 引用数据类型null

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2、单个对象的内存图

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3、两个对象的内存图

注：多个对象使用的是同一份字节码文件和成员方法

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4、两个引用指向同一对象内存图

注：当stu1赋值为null时，stu1指向的堆内存连接断开，再调用会出现空指针异常

当stu2也赋值为空时，堆内存中的那块空间没有引用，会被系统的垃圾回收机制自动清除

• 垃圾回收（以后JVM部分会再细讲）

当堆内存中，对象或数组产生的地址，通过任何方式都不能被找到后，就会判定为内存中的垃圾

垃圾会被java垃圾回收器，空闲的时候自动进行清理

三、成员变量和局部变量 1、什么是成员变量和局部变量

• 成员变量：类中方法外的变量
• 局部变量：方法中的变量

public class Student {
    String name;  // 成员变量
    
    public void study() {
        int i = 0;  // 局部变量
        System.out.println("study....");
    }
    
    public void doHomework(){
        System.out.println("do homework...");
        int j = 0;  // 局部变量
    }
    
    int age;  // 成员变量（不建议这么写）
    
}

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2、两者的区别

区别	成员变量	局部变量
类中位置不同	类中方法外	方法内或方法声明上（形参）
内存中位置不同	堆内存	栈内存
生命周期不同	随着对象的存在而存在，随着对象的消失而消失	随着方法的调用而存在，随着方法调用完毕而消失
初始化值不同	有默认的初始化值	没有默认的初始化值，必须先定义，赋值后才能使用

四、封装 1、private关键字

• 是一个权限修饰符
• 可以修饰成员（成员变量和成员方法）
• 保护成员不被别的类使用，被private修饰的成员只能在本类中才能访问

针对private修饰的成员变量，如果需要被其他类使用，提供相应的 *** 作

• 提供get变量名()方法，用于获取成员变量的值，用public修饰
• 提供set变量名(参数)方法，用于设置成员变量的值，用public修饰

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2、private关键字的使用

一个标准类的编写：

• 把成员变量用private修饰
• 提供对应的setXxx()/getXxx()方法

// 定义一个学生类
public class Student {
    // 将成员变量定义为私有
    private String name;
    private int age;
    
	// 提供外部接口
    public void setName(String n){
        name = n;
    }
    public void setAge(int a){
        age = a;
    }
    public String getName(){
        return name;
    }
    public int getAge(){
        return age;
    }
}

public class StudentTest {
    public static void main(String[] args) {
        Student stu = new Student();
        stu.setAge(23);
        stu.setName("张三");

        System.out.println(stu.getAge());
        System.out.println(stu.getName());
    }
}

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3、this关键字

• 局部变量和成员变量如果重名，Java使用的是就近原则

• this关键字的作用：可以调用本来的成员（变量，方法）

  • 解决局部变量和成员变量的重名问题
  • this限定的变量用于指代成员变量
  • 方法的形参如果与成员变量同名，不带this修饰的变量指的是形参，而不是成员变量

• this：代表所在类的对象的引用

  • 方法被那个对象调用，this就代表哪个对象

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }
    public void setAge(int age){
        this.age = age;
    }
    public String getName(){
        return name;
    }
    public int getAge(){
        return age;
    }
    // 打印this的内存地址
    public void printThis(){
        System.out.println(this);
    }
}

public class StudentTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student();
        Student s2 = new Student();
        // 打印s1对象的内存地址
        System.out.println(s1);
        // 打印s1对象的this的内存地址
        s1.printThis();
        
		// 打印s2对象的内存地址
        System.out.println(s2);
        // 打印s2对象的this的内存地址
        s2.printThis();
        
    }
}

注：那个对象调用了this，this就保存了哪个对象的内存地址

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4、封装

• 面向对象三大特征之一（封装，继承，多态）
• 隐藏内部的实现细节，仅对外暴露公共的访问方式
• 封装常见的体现：
  • 私有成员变量，提供setXxx和getXxx方法
  • 将代码抽取到方法中，这是对代码的一种封装
  • 将属性抽取到类当中，这是对数据的一种封装
• 封装的好处：
  • 通过方法来控制成员变量的 *** 作，提高了代码的安全性
  • 把代码用方法进行封装，提高了代码的复用性

五、构造方法和JavaBean 1、构造方法概述

• 构造、创造对象的时候，所调用的方法

• 格式：权限修饰符 类名(参数){}

  1. 方法名与类名相同，大小写也要一致

  2. 没有返回值类型，连void都没有

  3. 没有具体的返回值（不能由return带回结果数据）

• 执行时机：

  1. 创建对象的时候调用，每创建(new)一次对象，就会执行一次构造方法
  2. 不能手动调用构造方法

public class Student {
    String name;
    int age;

    // 构造方法
    public Student() {
        System.out.println("无参构造方法....");
    }
    
}

public class StudentTest {
    public static void main(String[] args) {
        Student stu1 = new Student();  // 打印：无参构造方法....
    }
}

• 构造方法作用

  • 用于给对象的数据（属性）进行初始化

• 注意事项

  • 如果没有定义构造方法，系统将给出一个默认的无参数的构造方法
  • 如果定义了构造方法，系统将不再提供默认的构造方法
  • 如果自定义了带参构造方法，还要使用无参构造方法，就必须再写一个无参构造方法
  • 建议无论是否使用，都手动书写无参构造方法和带参构造方法

2、JavaBean

• 就是一个Java中的类，其对象可以用于在程序中封装数据
  • 举例：学生类，手机类

标准JavaBean必须满足如下要求：

• 成员变量使用private修饰
• 提供每一种成员变量对应的setXxx()和getXxx()
• 提供一个无参构造方法

后续经常会用到JavaBean这个概念，务必牢记

快捷键：Alt + [fn] + Insert