Java基础(五)OOP面向对象之(二) 面向对象思想综述

骑猪看日落 2022-07-08 19:29 364阅读 0赞

Java基础(五)OOP面向对象之(二) 面向对象思想综述

1. OOP中的基本概念

Java语言是面向对象的,采用这种语言进行编程称为面向对象编程(Object-Oriented Programming, OOP)。它允许设计者将面向对象设计实现为一个可运行的系统。Java的编程单位为类,对象需要通过类进行实例化(即创建)。

面向对象的编程有三大特性:封装、继承和多态。

  • 封装:以前我讲过java是以类为基础的,所有的属性和方法都是封装在类中的,不像C++在类外还可以定义函数。
  • 多态:表面看是多种状态的意思。(这里先不过多讨论,下面会详细讨论)
  • 继承:不容置疑,从父亲那里继承什么家产、金钱或者产业什么的,运用到我们java中又是怎么回事呢?它又继承哪些东东呢?

接下来我们就要对这三个特性进行详细的分析,那么在java中我们一切是以类为基础,当然这三个特性跟类是分不开的,那我们认识下java中的类。

2. 抽象数据类型(类就是模板)

  • 在C语言中,我们可以用struct 来表示一个类,不了解也不要紧。
  • 在java中,我们用class 这个关键字来表示一个类,类是一个抽象的数据类型,那怎么抽象法呢?
  • (思考一下我们之前讲过的java中的类是怎么来的,类是具有相同属性类型和行为的集合)

3. 类和对象

面向对象的开发方法把软件系统看成各种对象的集合,对象就是最小的子系统,一组相关的对象能够组合成更复杂的子系统。面向对象的开发方法将软件系统看成各种对象的集合,接近人的自然思维方式。

对象是对问题领域中事件的抽象。对象具有以下特性:

  1. 万物皆为对象。问题领域中的实体和概念都可以抽象为对象。例如学生,成绩单、教师、课和教室。
  2. 每个对象都是惟一的。正如世界上不存在一模一样的数子(或者人)。
  3. 对象具有属性和行为。

    例如小张,性别女,年龄22,身高1.6m, 体重40kg, 能够学习,唱歌。小张的属性包括姓名、性别、年龄、身高和体重,行为包括学习、唱歌。

    例如一部手机,牌子是诺基亚、价格是2000元,银白色,能够拍照、打电话和收发短信等。这部手机的属性包括品牌类型type、价格price和颜色color,行为包括拍照takePhoto(),打电话call(),收发短信receiveMessage()和发短信sendMessage().

  4. 对象具有状态。状态是指某个瞬间对象的各个属性的取值。对象的某些行为会改变对象自身的状态,即属性的取值。

    例如小张本来体重为40kg,经为减肥后,体重减到45kg.

    肥胖状态: 40kg

    1. |
    2. | 减肥行为
    3. |
    4. 肥胖状态: 35kg
  5. 每个对象都是某个类的实例。小张和小王都属于学生类、中国和美国都属于国家类、中文和英文都属于语言类。

    类是具有相同属性和行为的对象的集合。

    同一个类的所有实例都有相同属性,但属性取值不一事实上相同,但是它们的状态不一定相同。例如小张和小王都属于学生类,都有姓名、性别、年龄、身高和体重这些属性,但是他们的属性取值不同。

    同一个类的所有实例都有相同行为,意味着它们具有一些相同的功能。

    类是一组具有相同属性和行为对象的模板。面向对象编程的主要任务就是定义对象模型中的各个类。

    • 类是一种类型:是引用类型;
    • 类是元数据: 描述数据的数据,因为数据在面向对象领域里以对象的形式存在,所以类是对象共有属性和方法的抽象描述。

    Java程序是各种对象相互交互作用、而不是类。举例:

    • 早上到公司上班,在电梯中碰到总经理我们会说,张总早或王总早,会不会说人早呀!
    • 我们要看电视,是买台电视机,而不是买制作电视机的模具;
    • 在java中,类的申明和实现在同一时间,而且必须在一起,前面我们已经做过很多的例子。
    • 在C++中,类的申明和实现可以被分开,(C++内有partical关键字)。不知道也没有关系,这只是让我们了解下两者的区别。

4. 类中方法的定义

接下来我们来看一下类中定义的方法的格式。具体格式如下所示:

修饰符 返回类型 方法名(参数列表)异常抛出类型{...}

  1. 必须有返回值,如果方法没有返回值,必须用void申明返回类型。
  2. 构造器没有返回类型,构造器加上了返回类型就变成了一个普通方法的声明了。
  3. 方法的修饰符可以同时有多个(static final public 等)

注意: return_type:如果方法定义了返回类型,那么在方法体里面就必须出现return语句,而且返回的数据类型要和声明一致,如果没有返回类型的话(void),那么方法体里面可以写return,也可以不写return。当代码执行了return语句,那么代码就不往下执行了,直接退出这个方法并返回。

方法中定义的参数我们通常叫做形参,调用有参数的方法时,我们通常会传递一些实参给方法,那么在java中方法的参数是如何的传递呢?
(先思考形参和实参的区别,详情见5.参数传递)

  1. Class Test{
  2. //temp是形参
  3. public static void add(int temp){
  4. .....
  5. }
  6. }
  7. public Class TestClass{
  8. public static void main(String []args){
  9. //1是实参
  10. Test.add(1);
  11. // temp = 1;
  12. int a = 10;
  13. //a是实参
  14. Test.add(a);
  15. // temp = a;
  16. }
  17. }

5. 参数传递

参数传递主要分为2种:

  • 值传递:对于基本数据类型,参数通过值传递。(把实参的值复制一份再传给形参)
  • 引用传递:对于引用类型,参数通过引用(对象的引用)传递。(把实参引用中地址值复制一份再传给形参)。
  • 注意: 在函数内操作引用传递的数据,会导致原来的数据的值也会改变,二值传递不会这样。

6. this关键字

在方法调用、参数传递过程中,极有可能出现参数名称与实例变量名同时的情况。在一个方法内,可以定义和成员变量同名的局部变量或参数,此时成员变量被屏蔽。

实例1:区分成员变量和局部变量

  1. 作用1:区别成员变量和局部变量
  2. public class Student{
  3. private String name;
  4. public void setName(String name){
  5. this.name = name;
  6. System.out.print(name);
  7. String name;
  8. name = "tom";
  9. }
  10. }

实例2:调用当前对象的参数

  1. public class Student{
  2. private String name;
  3. public void setName(String name){
  4. this.name = name;
  5. }
  6. public void print(){
  7. //表示调用当前类中的setName方法
  8. this.setName("tom");
  9. //setName("tom");
  10. //在类中可以表示当前类的对象
  11. System.out.println("this:"+this);
  12. }
  13. public static void main(String[] args){
  14. Student s = new Student();
  15. s.setName("tom");
  16. System.out.println("s:"+s);
  17. }
  18. }

实例3:

  • 在类的构造器中用this关键字可以调用类的其他的构造器
  • this只能出现在构造函数代码块中的第一句(前提是this这个时候代表的是调用其他构造器)
  • 由this调用的构造器不会再创建新的对象。(而仅仅是调用其中的方法而已。)

    例如:
    public class Car{
    private String name;
    private double price;

    public Car(){

    1. //无参构造器中调用了一个参数的构造器
    2. this("tom");

    }
    public Car(String name){

    1. //一个参数的构造器中调用了俩个参数的构造器
    2. this(name,100000);

    }
    public Car(String name,double price){

    1. this.name = name;
    2. this.price = price;

    }
    }

7. 数据隐藏

这里说说的数据主要指的是类中的属性

如何对属性进行隐藏呢?

在前面封装的属性前面用private修饰,表示该属性不能被其它类访问和修改,它只能被本类访问和修改,范围限制在本类内。

java中封装有两个方面:

  • 属性的封装
  • 方法的封装

    public class Human{

    1. private String name;
    2. public String getName(){

    return name;}

    1. public void setName(String name){

    this.name=name;}
    }

8. 封装

  1. 对属性的封装
    首先属性可以被一下修饰符修饰:
    public/protected/default/private(这四种修饰符可以修饰成员变量,也可以修饰方法)

    “`
    public String name;
    protected String name;
    private String name;
    //这样就是default
    String name;

    //这样写是错的
    default String name;

    注: 四种修饰符的作用之后会讨论

    对属性的封装:在属性(实例变量)前加private, 然后通过统一的方法访问以及修改这些属性值;使用get/set方法来访问类中被private修饰的属性。

    目的:这样做的目的就是隐藏数据信息,保证数据的安全.

    1. 方法的封装:(指的是用方法来封装代码)

      • 站在使用的者的角度去考虑,用户只关心方法的使用,不管里面到底怎么实现的细节.
      • 从编程的角度去看的话:为了代码的重用.

public class Test{
private boolean decide1(){}
private boolean decide2(){}
// 用户只需了解有decide()方法 具体实现没用必要
public boolean decide(){return decide1()&&decide2();}
}

  1. #9. 方法重载(overload)
  2. 有时侯,类的同一种功能有多种实现方式,换句话说,有很多相同名称的方法,参数不同。这给用户对这种功能的调用使用提供了很大的灵活性。

例如:Test类中要求有俩个方法:
public void print(int i){
System.out.println(“i = “+i);
}

public void print(String s){
System.out.println(“s = “+s);
}

  1. 对于类的方法(包括从父类中继承的方法), 如果有两个方法的方法名相同,但参数不一致,那么可以说,一个方法是另一个方法的重载方法。这种现象叫重载。
  2. 重载必须满足以下条件:
  3. 1) 方法名称相同。
  4. 2) 参数列表不同(参数类型、个数和顺序)。
  5. 注意: 返回类型可以不相同。
  6. 在一个类中不允许定义两个方法名相同,并且参数签名也完全相同的方法。因为假如存在这样的两个方法,Java虚拟机在运行时就无法决定到底执行哪个方法。参数签名是指参数的类型、个数和顺序。返回值不相同不会导致方法重载。
  7. #10. 创建和初始化对象
  8. 按照前面讲述的定义类的形式、定义方法的形式,构建好类了之后,程序要真实的运行,还是得通过对象的交互来完成。创建好了类,只是创建了构建对象的模板。接下来,我们可以通过new操作符,快速地构建出对象。使用new有以下作用有以下几步:
  9. 1. 为对象分配内存空间,将对象的实例变量自动初始化默认值;
  10. 2. 如实例变量显示初始化,将初始化值赋给实例变量(把默认值覆盖掉);
  11. 3. 调用构造方法;
  12. 4. 返回对象的地址值;
  13. 5. (注意:之后我们会把这个步骤再细分)
  14. #11. 构造方法
  15. 也叫(构造器/构造函数/构造方法)
  16. 1. 定义:
  17. * 构造方法的名字和类的名字相同;
  18. * 没有返回类型,有返回类型的构造器就变成了普通方法。
  19. 2. 调用时刻:
  20. 在创建对象的时候调用;
  21. 注意:是先创建对象,然后初始化对象中的属性值,最后在调用构造器。
  22. 3. 作用:
  23. 可以让我们在创建对象的时候做一些对象中数据的初始化工作.(因为在new的后面就是写的构造器)
  24. new Student();
  25. new Student("tom",age);
  26. 4. 构造方法的调用:
  27. 构造方法只能通过以下方式被调用:
  28. * 当前类的其他构造方法通过this语句调用它;
  29. * 当前类的子类的构造方法通过super语句调用它;
  30. * 在程序中通过new语句调用它;
  31. #12. 构造方法重载
  32. 当通过new语句创建一个对象时,在不同的条件下,对象可能会有不同的初始化行为。
  33. 例如:对于公司新来的一个雇员,在一开始的时侯,有可能他的姓名和年龄是未知的,也有可能仅仅他的姓名是已知的,也有可能姓名和年龄都是已知的。如果姓名是未知的,就暂且把姓名设为“无名氏”,如果年龄是未知的,就暂且把年龄设为-1.
  34. 可通过重载构造方法来表达对象的多种初始化行为。在一个类的多个构造方法中,可能会出现一些重复操作。为了 提高代码的可重用性,Java语言允许在一个构造方法中,用this语句来调用另一个构造方法。
  35. 使用this语句来调用其他构造方法时,必须遵守以下语法规则:
  36. 1. 假如在一个构造方法中使用了this语句,那么它必须作为构造方法的第一条要执行的语句(不考虑注释语句)。

public Employee() {
String name=”无名氏”;
this(name); //编译错误,this语句必须作为第一条语句
}
public Employee(String name) {
String name=name;
}

  1. 2. 只能在一个构造方法中用this语句来调用类的其他构造方法,而不能在实例方法中用this语句来调用类的其他构造方法;
  2. 3. 只能用this语句来调用其他构造方法,而不能通过方法名来直接调用构造方法。

public Employee() {
Employee(name); //编译错误,要使用this关键字来调用
String name=”无名氏”;
}
public Employee(String name) {
String name=name;
}
“`

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