Java基础——面向对象编程

一、什么是面向对象

• 面向过程思想

  • 步骤清晰简单，第一步做什么，第二步做什么…
  • 面向过程适合处理一些较为简单的问题

• 面向对象思想

  • 物以类聚，分类的思维模式，思靠问题首先会解决问题需要哪些分类，然后对这些分类进行单独思考。最后才对某个分类下的细节进行面向过程的思索。
  • 面向对象适合处理复杂的问题，适合处理需要多人写作的问题！

对于描述复杂的事物，为了从宏观上把握，从整体上合理分析，我们需要使用面向对象的思路来分析整个系统。但是，具体到微观操作，仍然需要面向过程的思路去处理。

• 面向对象编程：Object-Oriented Programming， OOP

• 面向对象编程的本质就是：以类的方式组织代码，以对象的组织（封装）数据。

• 抽象

• 三大特性：封装，继承，多态

• 从认识论角度考虑是先有对象后有类。对象，是具体的事物。类是抽象的，是对对象的抽象。

• 从代码运行角度考虑是先有类后有对象，类是对象的模板。

二、创建与初始化对象

• 类是一种抽象的数据类型，它是对某一类事物整体描述/定义，但并不能代表某一个具体的事物

• 对象是抽象概念的具体实例

• 使用new关键字创建对象

• 使用new关键字创建的时候，除了分配内存空间之外，还会给创建好的对象进行默认的初始化以及对类中构造器的调用。

• 类中的构造器也称为构造方法，是在进行创建对象的时候必须要调用的，并且构造器有以下两个特点：

  1.必须和类的名字相同

  2.必须没有返回类型，也不能写void

  作用：

  1.new本质是在调用构造方法

  2.初始化对象的值

  注意：

  1.定义有参构造之后，如果想使用无参构造，显示的定义一个无参的构造

三、创建对象内存分析

变量在栈中，对象在堆中

对象是通过引用来操作的。栈---->堆

四、封装

• 该露的露，该藏的藏

  • 设计时应该追求：高内聚，低耦合。高内聚就是类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；低耦合：仅暴露少量的方法给外部使用。

• 封装（数据的隐藏）

  • 通常，应禁止直接访问一个对象中数据的实际表示，而应通过操作接口来访问，称为信息隐藏。

• 属性私有，get/set

• 封装的意义：

  • 提高程序的安全性，保护数据
  • 隐藏代码的实现细节
  • 统一接口
  • 增加系统可维护性

五、继承

• 继承的本质是对某一批类的抽象，从而实现对现实世界更好的建模。
• extends的意思是“扩展”，子类是父类的扩展。
• Java中类只有单继承，没有多继承。一个儿子只能有一个父亲，一个父亲能有多个儿子
• 继承是类和类之间的一种关系，除此之外，类和类之间的关系还有依赖、组合、聚合等。
• 继承关系的两个类，一个为子类（派生类），一个为父类（基类）。子类继承父类，使用关键字extends来表示。
• 子类和父类之间，从意义上讲应该具有“is a”的关系。

Java中所有的类，都默认直接或间接继承object

• object类

• super

  • supper调用父类的构造方法，必须在构造方法的第一个
  • super必须只能出现在子类的方法或者构造方法中
  • super和this不能同时调用构造方法

  public void test(String name ){
  	System.out.println(name);//传进来的name
  	System.out.println(this.name);//本类的name
  	System.out.println(supper.name);//父类的name
  }
  //注意私有的方法子类无法调用
  

  VS this

  • 代表的对象不同
    • this：本身调用者这个对象
    • super：代表父类对象的应用
  • 前提
    • this：没有继承也可以使用
    • super：只能在继承条件才可以使用
  • 构造方法
    • this()：本类的构造
    • super()：父类的构造

• 方法重写

  //静态方法：方法的调用只和左边定义的数据类型有关
  A a = new A();
  a.test();
  B b = new A();
  b.test();
  
  //非静态：重写
  

• 重写需要有继承关系，子类重写父类的方法，子类方法和父类要一致，只是方法体不同
• 1.方法名必须相同
• 2.参数列表必须相同
• 3.修饰符范围可以扩大，但不能缩小：public->protexted->default->private
• 4.抛出的异常：范围可以被缩小，但不能扩大。 ClassNotFoundException->Exception(大)

**重写的原因：**父类的功能子类不一定需要，或不一定满足

Alt +  Insert ：方法快捷键     override重写注释

ctrl+H会产生一个树可以直观地看到继承关系

六、多态

• 多态是同一方法根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。

  //子类重写了父类方法则调用子类的，如果没有则调用父类的
  //Person类中有run()方法
  //Student类中有 run()方法和eat方法
  Public static void main(String[] args){
      //一个对象的实际类型是确定的
      //new Student();
      //new Person();
      
      //但可以指向的引用类型就不确定了，父类的引用指向子类
      
      //Student能调用的方法都是自己的或者继承父类的！
      Student s1 = new Student();
      //Person 父类型，可以指向子类，但是不能调用子类独有的方法
      Person s2 = new Student();
      Object s3 = new Student();
      
      //对象能执行哪些方法，主要看对象左边的类型，和右边的关系不大！！！
      s2.run();//执行子类中run方法。如果子类中没有重写的方法就执行父类中的方法
      s2.eat();//由于父类中没有eat方法所以这条语句是错误的。可以强制转成会成功
      s1.run();//执行子类中的run方法。
  }
  

​ 注意事项：

​ 1.多态是方法的多态，属性没有多态。

​ 2.父类和子类之间有联系，无联系会有类型转换异常ClassCastException。

​ 3.存在条件：继承关系，方法需要重写，父类引用指向子类对象father f = new Son();

​ 4.回顾哪些方法不能重写：

​ 4.1 static方法，属于类，它不属于实例。

​ 4.2 final 常量

​ 4.3 private方法

• 一个对象的实际类型是确定的，但可以指向对象的引用的类型有很多

• 多态存在的条件

  • 有继承关系
  • 子类重写父类方法
  • 父类引用指向子类对象

• 注意：多态是方法的多态，属性没有多态性。

• instanceof；(类型转换) 引用类型，判断一个对象是什么类型 、

  public static void main(String[] args){
      //Object > String
      //Object > Person > Teacther
      //Object > Person > Student
      
      //System.out.println(x instanceof y); 编译能否通过看是否有父子关系
      
      Object object = new Student();    
      System.out.println(object instanceof Student); //true
      System.out.println(object instanceof Person);  //true
      System.out.println(object instanceof Object);  //true
      System.out.println(object instanceof Teacher);  //false
      System.out.println(object instanceof String);  //false
      
      Person person = new Student();    
      System.out.println(person instanceof Student); //true
      System.out.println(person instanceof Person);  //true
      System.out.println(person instanceof Object);  //true
      System.out.println(person instanceof Teacher);  //false
      System.out.println(person instanceof String);  //编译报错
      
      Student student = new Student();    
      System.out.println(student instanceof Student); //true
      System.out.println(student instanceof Person);  //true
      System.out.println(student instanceof Object);  //true
      System.out.println(student instanceof Teacher);  //编译报错
      System.out.println(student instanceof String);  //编译报错
  }
  

  //高转低需要强制转换例如：
  Person obj = new Student();
  ((Student) obj).go();
  
  //低转高可以默认转换
  Student student = new Student();
  Person person = student;
  //此时的person是不能用student里的方法
  

  • 父类引用指向子类的对象
  • 把子类转换为父类，向上转型
  • 把父类转换为子类，向下转型，强制转换
  • 方便方法的调用，减少重复的代码，简洁

七、Static

静态属性：可以直接调用，非静态变量需要先进行new

静态方法：静态方法可以调用非静态方法，非静态不能调用静态的

静态代码块：程序运行前先执行静态代码块（只执行一次），再执行其余的

导入静态包：增加了static之后就不能继承了

八、抽象类

• abstract修饰符可以用来修饰方法也可以修饰类，如果修饰方法，那么该方法就是抽象方法，如果修饰类，那么类就是抽象类。
• 抽象类中可以没有抽象方法，但是有抽象方法的类一定要声明为抽象类
• 抽象类，不能是用new关键字来创建对象，它是用来让子类继承的。
• 抽象方法，只有方法的声明，没有方法的实现，它是用来让子类实现的。
• 子类继承抽象类，那么就必须要实现抽象类没有实现的抽象方法，否则该子类也要声明为抽象类

抽象类是否存在构造器： 抽象类可以有构造方法,只是不能直接创建抽象类的实例对象而已

存在意义：抽象出来提高开发效率

九、接口

声明类的关键字是class，声明接口的关键字是interface

• 普通类：只有具体实现

• 抽象类：具体实现和规范（抽象方法）都有

• 接口：只有规范，自己无法写方法。约束和实现分离、

• 接口就是规范，定义的是一组规则，体现了现实世界中”如果你是…则必须能…“的思想。

• 接口的本质是契约，就像我们人间的法律一样，制定好后大家都遵守，

• OO的精髓，是对对象的抽象，最能体现这一点的就是接口，我们讨论设计模式都只针对具备了抽象能力的语言，就是因为设计模式所研究的实际上就是如何合理的去抽象。

• 接口中的所有定义的方法其实都是抽象的 默认public abstract

  接口中的所有定义的常量默认public static final

//抽象类是 通过extends继承
//类 可以实现接口 通过 implements 接口名
//实现了接口的类，就需要重写接口中的方法
//利用接口可以实现多继承
publicr class UserServiceImpl implements UserService, HxlService{
    //方法实现
}

接口的作用：

​ 1.约束

​ 2.定义方法，让不同的人实现

​ 3.方法：默认public abstract

​ 4.常量：默认public static final

​ 5.接口不能被实例化，接口中没有构造方法

​ 6.implements可以实现多个接口

​ 7.实现接口必须要重写接口中的方法。

十、内部类

• 内部类就是在一个类的内部再定义一个类，比如，A类中定义一个B类，那么B类相对A类来说就称为内部类，而A类相对于B类来说就是外部类了。

  内部类可以获得外部类的私有属性

  public class Outer{
      private int id;
      public void out(){
          system.out.println("这是外部类的方法");
      }
      public class Inner{
          public void in(){
              system.out.println("这是内部类的方法");
          }
      }
  }
  
  public class Application{
      public static void main(String[] args){
          Outer outer = new Outer();
          //通过这个外部类来实例化内部类
          Outer.Inner inner = outer.new Inner();
      }
  }
  

• 成员内部类

• 静态内部类

• 局部内部类

• 匿名内部类、

  new Demo() ======== Demo demo = new Demo()

  所以如果调用方法的话可以简写成 new Demo().run();-

一个java文件中只能有一个public class 但可以有多个class