⾯向对象基本概念
⾯向对象就是:把数据及对数据的操作⽅法放在⼀起,作为⼀个相互依存的整体——对象。对同类对象抽象出其共性,形成类。类中的⼤多数数据,只能⽤本类的⽅法进⾏处理。类通过⼀个简单的外部接⼝与外界发⽣关系,对象与对象之间通过消息进⾏通信。程序流程由⽤户在使⽤中决定。对象即为⼈对各种具体物体抽象后的⼀个概念,⼈们每天都要接触各种各样的对象,如⼿机就是⼀个对象。
⾯向对象编程(OOP: object-oriented programming)
⾯向对象
⾯向对象与⾯向过程的区别
项⽬
名称⾯向对象程序设计⾯向过程程序设计(也叫结构化编程)
定义⾯向对象顾名思义就是把现实中的事务都抽象成为程序设计中
的“对象”,其基本思想是⼀切皆对象,是⼀种“⾃下⽽
上”的设计语⾔,先设计组件,再完成拼装。
⾯向过程是“⾃上⽽下”的设计语⾔,先定好框架,再增砖添⽡。通俗点,就是先定好main()函数,然后再逐步实现mian()函数中所要⽤到的其他⽅法。特点
封装、继承、多态算法+数据结构优势
适⽤于⼤型复杂系统,⽅便复⽤、适⽤于简单系统,容易理解劣势⽐较抽象、性能⽐⾯向过程低
难以应对复杂系统,难以复⽤,不易维护、不易扩展对⽐易维护、易复⽤、易扩展,由于⾯向对象有封装、继承、多态
性的特性,可以设计出低耦合的系统,使系统 更加灵活、更加
易于维护
性能⽐⾯向对象⾼,因为类调⽤时需要实例化,开销⽐较⼤,⽐较消耗资源;⽐如单⽚机、嵌⼊式开发、 Linux/Unix等⼀般采⽤⾯向过程开发,性能是最重要的因素。 设计
语⾔
Java、Smalltalk、EIFFEL、C++、Objective-、C#、Python等C、Fortran 使⽤
场景30种编程语⾔的⽐较选择问题
类与对象的主要区别
对象:对象是类的⼀个实例(对象不是个⼥朋友),有状态和⾏为。例如,⼀条狗是⼀个对象,它的状态有:颜⾊、名字、品种;⾏为有:摇尾巴、叫、吃等。
类:类是⼀个模板,它描述⼀类对象的⾏为和状态。
1、⾯向对象三⼤主要特征(理解)
①封装
两层含义:⼀层含义是把对象的属性和⾏为看成⼀个密不可分的整体,将这两者“封装”在⼀个不可分割的独⽴单元(即对象)中;另⼀层含义指“信息隐藏”,把不需要让外界知道的信息隐藏起来,有些对象的属性及⾏为允许外界⽤户知道或使⽤,但不允许更改,⽽另⼀些属性或⾏为,则不允许外界知晓,或只允许使⽤对象的功能,⽽尽可能隐藏对象的功能实现细节。
封装的优点
良好的封装能够减少耦合,符合程序设计追求“⾼内聚,低耦合”。
类内部的结构可以⾃由修改。
可以对成员变量进⾏更精确的控制。
隐藏信息实现细节。
实现Java封装的步骤
1. 修改属性的可见性来限制对属性的访问(⼀般限制为private),例如:
public class Person {
private String name;
private int age;
}
这段代码中,将 name 和 age 属性设置为私有的,只能本类才能访问,其他类都访问不了,如此就对信息进⾏了隐藏。
2. 对每个值属性提供对外的公共⽅法访问,也就是创建⼀对赋取值⽅法,⽤于对私有属性的访问,例如:
public class Person{
private String name;
private int age;
private boolean alive;
public int getAge(){
return age;
}
public void setAge(int age){
this.age = age;
}
public String getName(){
return name;
}
public void setName(String name){
this.name = name;
}
public boolean isAlive() {
return alive;
}
public void setAlive(boolean alive) {
this.alive = alive;
}
}
采⽤ this 关键字是为了解决实例变量(private String name)和局部变量(setName(String name)中的name变量)之间发⽣的同名的冲突。
封装同时可以提⾼代码的安全性,例如普通的类属性不是private修饰就直接可以通过“对象名.属性 = xxx”对其赋值,但当我们⽤private 修饰该属性后就不能这样对其做任意的修改了,⽽且我们还可以在其对外的访问⽅法中进⾏合法值校验。⽐如上例中的setAge()就可以更改为:
public void setAge(int age){
if(age > 120)
System.out.println("Age setting error");
else
this.age = age;
}
封装的使⽤细节:
1. ⼀般使⽤private访问权限
2. 提供相应的get、set⽅法来访问相关属性,这些⽅法通常是public修饰的。以提供对属性的赋值与读
取操作。(注意!boolean变量
的get⽅法是is开头。)
3. ⼀些只⽤于本类的辅助性⽅法,可以使⽤private修饰,希望其他类调⽤的⽅法⽤public修饰。
this与super关键字:
1、this关键字代表当前对象
2、super可以理解为是指向⾃⼰超(⽗)类对象的⼀个指针,⽽这个超类指的是离⾃⼰最近的⼀个⽗类。
this与super对⽐
this.属性 操作当前对象的属性
this.⽅法 调⽤当前对象的⽅法
引⽤构造函数:调⽤本类中另⼀种形式的构造函数(应该为构造函数中的第⼀条语句)。
普通的直接引⽤:与this类似,super相当于是指向当前对象的⽗类,这样就可以⽤来引⽤⽗类的成员。
⼦类中的成员变量或⽅法与⽗类中的成员变量或⽅法名同名时,表⽰调⽤⽗类的成员
引⽤构造函数:调⽤⽗类中的某⼀个构造函数(应该为构造函数中的第⼀条语句)。默认在构造函数第⼀条语句是“super();”,⽆论写与否。
super(参数):调⽤基类中的某⼀个构造函数(应该为构造函数中的第⼀条语句)
this(参数):调⽤本类中另⼀种形成的构造函数(应该为构造函数中的第⼀条语句)
调⽤super()必须写在⼦类构造⽅法的第⼀⾏,否则编译不通过。每个⼦类构造⽅法的第⼀条语句,都是隐含地调⽤ super(),如果⽗类没有这种形式的构造函数,那么在编译的时候就会报错。
super() 和 this() 类似,区别是,super() 从⼦类中调⽤⽗类的构造⽅法,this() 在同⼀类内调⽤其它⽅法。
super() 和 this() 均需放在构造⽅法内第⼀⾏。
尽管可以⽤this调⽤⼀个构造器,但却不能调⽤两个。
this 和 super 不能同时出现在⼀个构造函数⾥⾯,因为this必然会调⽤其它的构造函数,其它的构造函数必然也会有 super 语句的存在,所以在同⼀个构造函数⾥⾯有相同的语句,就失去了语句的意义,编译器也不会通过。
this() 和 super() 都指的是对象,所以,均不可以在 static 环境中使⽤。包括:static 变量,static ⽅法,static 语句块。
从本质上讲,this 是⼀个指向本对象的指针, 然⽽ super 是⼀个 Java 关键字。
②继承
继承是java⾯向对象编程技术的⼀块基⽯,因为它允许创建分等级层次的类。
继承就是⼦类继承⽗类的特征和⾏为,使得⼦类对象(实例)具有⽗类的实例域和⽅法,或⼦类从⽗类继承⽅法,使得⼦类具有⽗类相同的⾏为。
类的继承格式:
class ⽗类 { }
class ⼦类 extends ⽗类 { }
继承的类型:需要注意的是 Java 不⽀持多继承,但⽀持多重继承。
继承的好处:
(1)提⾼类代码的复⽤性
(2)提⾼了代码的维护性
(3)使得类和类产⽣了关系,是多态的前提(它也是继承的⼀个弊端,类的耦合性提⾼了)
继承的特性
⼦类拥有⽗类⾮ private 的属性、⽅法。
⼦类可以拥有⾃⼰的属性和⽅法,即⼦类可以对⽗类进⾏扩展。
⼦类可以⽤⾃⼰的⽅式实现⽗类的⽅法,即重写⽗类⽅法。
Java 的继承是单继承,但是可以多重继承,单继承就是⼀个⼦类只能继承⼀个⽗类,多重继承就是,例如 A 类继承 B 类,B 类继承 C 类,所以按照关系就是 C 类是 B 类的⽗类,B 类是 A 类的⽗类,这是 Java 继承区别于 C++ 继承的⼀个特性。
继承可以使⽤ extends 和 implements 这两个关键字来实现继承,⽽且所有的类都是继承于 java.lang.Object,当⼀个类没有继承的两个关键字,则默认继承object(这个类在 java.lang 包中,所以不需要 import)祖先类。
提⾼了类之间的耦合性(继承的缺点,耦合度⾼就会造成代码之间的联系越紧密,代码独⽴性越差)。
final关键字:
表⽰最终的意思,可以修饰类、成员变量、成员⽅法
修饰类:类不可以被继承
修饰成员变量:变量为常量,值不可以改变
修饰成员⽅法:⽅法不能被重写
final还可以修饰局部变量:①修饰基本数据类型,值不能改变;②修饰引⽤数据类型,地址值不能改变
static关键字(静态):
static表⽰静态的意思,既可以修饰成员变量,⼜可以修饰成员⽅法,还有⼀种特殊⽤法修饰类
(1)、修饰成员变量表⽰静态变量:static变量也称作静态变量,静态变量和⾮静态变量的区别是:静态变量被所有的对象所共享,在内存中只有⼀个副本,它当且仅当在类初次加载时会被初始化。⽽⾮静态变量是对象所拥有的,在创建对象的时候被初始化,存在多个副本,各个对象拥有的副本互不影响。static成员变量的初始化顺序按照定义的顺序进⾏初始化。static不能修饰局部变量。
(2)、修饰成员⽅法:static⽅法⼀般称作静态⽅法,由于静态⽅法不依赖于任何对象就可以进⾏访问,因此对于静态⽅法来说,是没有this 的,因为它不依附于任何对象,既然都没有对象,就谈不上this了。并且由于这个特性,在静态⽅法中不能访问类的⾮静态成员变量和⾮静态成员⽅法,因为⾮静态成员⽅法/变量都是必须依赖具体的对象才能够被调⽤。
(3)static代码块:static关键字还有⼀个⽐较关键的作⽤就是 ⽤来形成静态代码块以优化程序性能。static块可以置于类中的任何地⽅,类中可以有多个static块。在类初次被加载的时候,会按照static块的顺序来执⾏每个static块,并且只会执⾏⼀次。
特点:
1)随着类的加载⽽加载
2)优先于对象存在
3)被所有的对象所共享
该特点是我们使⽤static的条件
注意事项:
1)在静态⽅法中,不能出现this/super
2)静态⽅法只能访问静态成员;⾮静态⽅法既可以访问静态成员,也可以访问⾮静态成员
3)⼯具类⾥⾯的成员⼀般来说是静态成员(⽬的:节约内存空间)
静态变量和成员变量的区别
1)所属不同
静态变量属于类,也称为类变量
成员变量属于对象,也称为实例变量
2)内存中位置不同
静态变量存在⽅法区
成员变量存在堆中
3)出现的时间不同
静态变量随着类的加载⽽加载,随着类的消亡⽽消亡
成员变量随着对象的创建⽽创建,随着对象的消失⽽消失
4)调⽤⽅式不同
静态变量通过类名调⽤,也可以通过对象名调⽤(不建议)
成员变量只能通过对象名调⽤
static修饰的变量所以,成员变量可以称为对象的特有数据,静态变量称为对象的共享数据
成员变量与局部变量的区别
1)在类中的位置不同
成员变量:在类中⽅法外⾯
局部变量:在⽅法或者代码块中,或者⽅法的声明上(即在参数列表中)
2)在内存中的位置不同,可以看看Java程序内存的简单分析
成员变量:在堆中(⽅法区中的静态区)
局部变量:在栈中
3)⽣命周期不同
成员变量:随着对象的创建⽽存在,随着对象的消失⽽消失
局部变量:随着⽅法的调⽤或者代码块的执⾏⽽存在,随着⽅法的调⽤完毕或者代码块的执⾏完毕⽽消失
4)初始值
成员变量:有默认初始值
局部变量:没有默认初始值,使⽤之前需要赋值,否则编译器会报错(The local variable xxx may not have been initialized)

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