Java的面向对象和抽象类、接口、内部类以及OOP实战

初识面向对象

面向过程&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，思考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，适合处理需要多人协作的问题

对于描述复杂的事物，为了从宏观上把握，从整理上合理分析，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，仍然需要面向过程去处理。

什么是面向对象

面向对象编程（Object-Oriented Programming，OOP）
面向对象编程的本质是：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：子类可以继承父类所有东西
- 多态：同一个事物有多种形态

从认识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。

面向对象三大特征

封装

1.该露的露，该藏的藏

我们程序设计要求“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；低耦合就是仅暴露少量的方法给外部使用

2.封装（数据的隐藏）

通常，应禁止直接访问一个对象中数据的世纪标识，而应该通过操作接口来访问，这称为信息隐藏

⭐️属性私有，get/set

Student类

package com.oop.demo04;
//类   private:私有
public class Student {
    //属性私有
    private String name;//名字
    private int id;//学号
    private char sex;//性别
    private int age;//年龄

    //提供一些可以操作这个属性的方法
    //提供一些public的get、set的方法

    //get获得这个数据
    public String getName(){
        return this.name;
    }
    //set给这个数据设置值
    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }
    //alt+insert 自动生成get、set方法

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public char getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(char sex) {
        this.sex = sex;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        if(age>120 || age<0){
            this.age=3;
        }else{
            this.age = age;
        }
    }
    /*
    1.提高程序的安全性，保护数据
    2.隐藏代码的实现细节
    3.统一接口
    4.系统可维护性增加了
     */
}

测试类

package com.oop;

import com.oop.demo03.Pet;
import com.oop.demo04.Student;

//一个项目应该只存在一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student();
        s1.setName("沈小榆");
        System.out.println(s1.getName());//沈小榆
        s1.setAge(999);//不合法的 3
        System.out.println(s1.getAge());//3
    }
}

封装的作用

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
系统可维护性增加了

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

extands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：一个儿子只有一个爸爸，一个爸爸可以有多个儿子

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

object 类：在java中所有的类，都默认直接或者间接继承Object

super注意点：

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

super和this对比

代表的对象不同：
- this：本身调用着这个对象
- super：代表父类对象的应用
前提：
- this：没有继承也可以使用
- super：只能在继承条件下才可以使用
构造方法的区别：
- this()调用本类的构造
- super()调用父类的构造

父类Person类

package com.oop.demo05;
//在java中所有的类，都默认直接或者间接继承Object
//Person 人：父类
public class Person /*extends Object*/{
    private int money =10_0000_0000;
    protected String name ="shenxiaoyu";
    public void say(){
        System.out.println("Person");
    }
    public int getMoney() {
        return money;
    }

    public void setMoney(int money) {
        this.money = money;
    }

    public Person() {
        System.out.println("Person无参执行了");
    }
}

子类Student类

package com.oop.demo05;
//Student is Person 学生是人
//子类继承了父类就会拥有父类的全部方法,私有的东西无法被继承
public class Student extends Person {
    //ctrl+H可以查看继承树
    private String name ="moguyu";
    public void test1(String name){
        System.out.println(name);
        System.out.println(this.name);
        System.out.println(super.name);
    }
    public void say(){
        System.out.println("Student");
    }
    public void test2(){
        say();//Student
        this.say();//Student
        super.say();//Person
    }

    public Student() {
        //隐藏代码：调用了父类的无参构造
        super();//调用父类的构造器，必须要在子类构造器的第一行
        //this()调用自己的构造器也需要放在代码的第一行
        System.out.println("Student无参执行了");
    }
}

测试类

package com.oop;

import com.oop.demo03.Pet;
import com.oop.demo05.Person;
import com.oop.demo05.Student;

//一个项目应该只存在一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        /*
        Person无参执行了
        Student无参执行了
         */
        student.say();
        student.test1("沈小榆");
        /*
        沈小榆
        moguyu
        shenxiaoyu
         */
        student.test2();
    }
}

方法重写

需要有继承关系，子类重写父类的方法

方法名必须相同
参数列表必须相同
修饰符：范围可以扩大 Public>Protected>Default>private
抛出的异常：范围，可以被缩小，但不能扩大

重写，子类的方法和父类必须保持一致：方法体不同！

static方法，属于类，它不属于实例，不能被重写

final 常量，被final修饰的也不能重写类如果被final，则他不能被继承--->final之后断子绝孙

private方法，私有，也不能重写

重写的意义：

父类的功能，子类不一定需要，或者不一定满足

Alt+Insert：override

父类B类

package com.oop.demo05;
//重写都是方法的重写，和属性无关
public class B {

    public void test1(){
        System.out.println("B=>test()");
    }
    public static void test2() {
        System.out.println("B=>test()");
    }
}

子类A类

package com.oop.demo05;
//继承
public class A extends B{


    @Override//注解：有功能的注解
    //Override 重写
    public void test1() {
        System.out.println("A=>test()");
    }
    public static void test2() {
        System.out.println("A=>test()");
    }
}

测试类

package com.oop;

import com.oop.demo05.A;
import com.oop.demo05.B;

//一个项目应该只存在一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        //静态方法的和非静态方法区别很大
        //静态方法：方法的调用只和左边，定义的数据类型有关
        //重写只和非静态方法有关
        A a = new A();
        a.test1();//A=>test()
        a.test2();//A=>test()

        //父类的引用指向了子类
        B b = new A();
        b.test1();//A=>test() 子类重写了父类的方法
        b.test2();//B=>test()
    }
}

多态

即同一方法可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式

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

有继承条件
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
父类和子类，有联系（类型转换异常：ClassCastException）

父类Person类

package com.oop.demo06;

public class Person {
    public void run(){
        System.out.println("run");
    }

}

子类Student类

package com.oop.demo06;

public class Student extends Person{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("son");
    }
    public void eat(){
        System.out.println("eat");
    }
}

测试类

package com.oop;

import com.oop.demo06.Person;
import com.oop.demo06.Student;

//一个项目应该只存在一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        //Student student = new Student();
        //new Person();
        //一个对象的实际类型是确定的
        //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，主要看对象的类型和右边关系不大
        s2.run();//son 子类重写了父类的方法，执行了子类的方法
        s1.run();//son
        s1.eat();
    }
}

instanceof和类型转换

instanceof：用来查看能不能通过编译

package com.oop;

import com.oop.demo06.Person;
import com.oop.demo06.Student;
import com.oop.demo06.Teacher;

//一个项目应该只存在一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        //Object>person>Student
        //Object>person>Teacher
        Object object = new Student();

        //System.out.println(X instanceof Y);能不能编译通过
        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

        System.out.println("===================================");
        
        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

        System.out.println("===================================");
        
        Student student = 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);编译报错
        //System.out.println(person instanceof String);编译报错
    }
}

类型转化

父类的引用指向子类的对象
把子类转化为父类，向上转型
把父类转化为子类，向下转型：强制转换
方便方法的调用，减少重复的代码！

子类Student类

package com.oop.demo06;

public class Student extends Person{
    public void go(){
        System.out.println("go");
    }
}

测试类

package com.oop;

import com.oop.demo06.Person;
import com.oop.demo06.Student;
import com.oop.demo06.Teacher;

//一个项目应该只存在一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        //类型之间的转化：父类 子类
        //高 ------->低  需要强制转换
        Person obj = new Student();

        //student将这个对象转换为Student类型，我们就可以使用Student类型的方法了
        Student student = (Student) obj;
        student.go();//((Student) obj).go();

        Person person = student;
    }
}

方法回顾和加深

方法的定义

修饰符和返回类型

package com.oop.demo01;
//Demo01 类
public class Demo01 {
    //main方法
    public static void main(String[] args) {

    }
    /*
    修饰符 返回值类型 方法名（...）{
        //方法体
        return 返回值;
    }
     */

    public String sayHello(){
        return "hello,world!";
    }
    public void hello(){
        return;
    }
    public int max(int a,int b){
        return a>b ? a : b;//三元运算符
    }
}

break和return区别

break跳出switch，结束循环
return表示方法结束

方法名：注意规范！见名知意

参数列表：（参数类型，参数名）....

异常抛出

方法的调用

静态方法和非静态方法

Demo02类

package com.oop.demo01;

public class Demo02 {

    public static void main(String[] args) {
        Student.say();
        //实例化这个类 new
        //对象类型 对象名 = 对象值
        Student student = new Student();
        student.said();
    }
}

Student类

package com.oop.demo01;
//学生类
public class Student {
    //静态方法 static
    public static void say(){
        System.out.println("学生说话了");
    }
    //非静态方法
    public void said(){
        System.out.println("学生说过话了");
    }
}

static方法和static方法能相互调用，非静态方法和非静态方法能相互调用。非静态方法里可以直接调用静态方法，但是，静态方法里不能直接调用非静态方法：

//和类一起加载的
public static void a(){
    b();
    //不能直接调用c()和d()
}
public static void b(){
    a();
    //不能直接调用c()和d()
}

//类实例化之后才存在
public  void c(){
    a();
    b();
    d();
    
}
public void d(){
    a();
    b();
    c();
}

形参和实参

package com.oop.demo01;

public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        //形式参数和实际参数的类型要对应
        Demo03 demo03 = new Demo03();
        int add = demo03.add(1,2);//实际参数
        System.out.println(add);
    }
    
    public int add(int a,int b){//形式参数
        return a+b;
    }
}

值传递和引用传递

值传递：

package com.oop.demo01;
//值传递
public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        System.out.println(a);//1
        Demo04.change(a);
        System.out.println(a);//1
    }
    //返回值为空
    public static void change(int a){
        a=10;
    }
}

引用传递：

package com.oop.demo01;
//引用传递
public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        System.out.println(person.name);//油炸蘑菇鱼
        Demo05.change(person);
        System.out.println(person.name);//沈小榆
    }
    public static void change(Person person){
        //person是一个对象:指向的----> Person person =new Person(); 这是一个具体的人，可以改变属性！
        person.name = "沈小榆";
    }
}
//定义了一个Person类，有一个属性:name
class Person{
    String name="油炸蘑菇鱼";
}

this关键字

对象的创建分析

类与对象的关系

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，但是并不能代表某一个具体的事物

动物、植物、手机、电脑...
Person类、Pet类、Car类，这些类都是用来描述/定义某一类具体的事物应该具备的特点和行为

对象是抽象概念的具体实例

张三就是人的一个具体的实例，张三家里的旺财就是狗的一个具体的实例
能够体现出特点，展现出功能的是具体的实例，而不是抽象的概念

创建与初始化对象

使用new关键字创建对象

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

Student类：

package com.oop.demo02;
//学生类
public class Student {
    //属性:字段
    String name;
    int age;


    //方法
    public void study(){
        System.out.println(this.name+"在学习");
    }
}

Application类：

package com.oop.demo02;
//一个项目应该只存在一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        //类：抽象的，需要实例化
        //类实例化后会返回一个自己的对象
        //xiaoyu对象就是一个Student类的具体实例
        Student xiaoyu = new Student();
        Student xiaofu = new Student();
        xiaoyu.name="鱼鱼";
        xiaoyu.age=6;
        xiaofu.name="付付";
        xiaofu.age=9;

        System.out.println(xiaoyu.name);//鱼鱼
        System.out.println(xiaoyu.age);//6
        System.out.println(xiaofu.name);//付付
        System.out.println(xiaofu.age);//9
    }
}

构造器详解

类中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：

必须和类的名字相同
必须没有返回类型，也不能写void

public class Person {
    public Person() {
    }
}

构造器作用：

new本质在调用构造方法
初始化对象的值

注意点：

定义有参构造之后，如果想使用无参构造，显示定义一个无参构造

Person类

package com.oop.demo02;
//java---> class
public class Person {
    //一个类即使什么都不写，它也会存在一个方法，这个方法就是构造方法

    //显示的定义构造器

    String name;
    //实例化初始值
    //1.使用new关键字，本质是在调用构造器
    //2.用来初始化值
    public Person(){
        this.name="小鱼鱼";//this.是当前的值，=后面是构造器传进来的值
    }

    //有参构造:一旦定义有参构造，无参构造必须显示定义
    public Person(String name){
        this.name=name;
    }
    //Alt+Inset会生成构造器 constructor--->--->0k---->有参
    //Alt+Inset会生成构造器 constructor--->--->select none---->无参

}

测试类

package com.oop.demo02;
//一个项目应该只存在一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        //new实例化了一个对象
        Person person = new Person();
        Person person1 = new Person("XIAOYUYU");
        System.out.println(person.name);//小鱼鱼
        System.out.println(person1.name);//XIAOYUYU
    }
}

内存分析

Pet类

package com.oop.demo03;

public class Pet {
    public String name;//public可以在不在一个包的时候也能调用
    public int age;
    //无参构造
    public void shout(){
        System.out.println("叫了一声");
    }

}

Application类

package com.oop;

import com.oop.demo03.Pet;

//一个项目应该只存在一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Pet dog = new Pet();
        dog.name ="火锅";
        dog.age=3;

        System.out.println(dog.name);
        System.out.println(dog.age);

        Pet cat = new Pet();
    }
}

内存分析图片：

在这里插入图片描述

类与对象小结

类与对象

类是一个模板：抽象，对象是一个具体的实例

对象的属性：字段field 成员变量

默认初始化：
- 数字：0 0.0
- char：u0000
- oolean：false
- 引用：null
定义：
- 修饰符属性类型属性名 = 属性值

对象的创建和使用

必须使用new 关键字创造对象，构造器 Person shenxiaoyu = new Person();
对象的属性 shenxiaoyu.name
对象的方法 shenxiaoyu.sleep()

类里有

静态的属性属性
动态的行为方法

Static关键字详解

静态变量和静态方法

package com.oop.demo07;
//static
public class Student {
    private static int age;//静态变量
    private double score;//非静态变量

    public void run(){

    }
    public static void go(){

    }


    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student();
        System.out.println(age);
        //System.out.println(Student.score);非静态变量不能直接调用
        System.out.println(s1.age);
        System.out.println(s1.score);
        go();
        s1.run();
    }
}

static代码块和匿名代码块

package com.oop.demo07;

public class Person {
    /*
    {
        //代码块（匿名代码块）
    }

    static{
        //静态代码块
    }
     */

    //2:赋初始值
    {
        System.out.println("匿名代码块");
    }

    //1 只执行一次
    static{
        System.out.println("静态代码块");
    }

    //3
    public Person() {
        System.out.println("构造方法");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person();
        /*
        静态代码块
        匿名代码块
        构造方法
        */
        System.out.println("=============");
        Person p2 = new Person();
        /*
        匿名代码块
        构造方法
         */
    }
}

静态导入包

package com.oop.demo07;
import static java.lang.Math.random;//静态导入包
import static java.lang.Math.PI;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(random());
        System.out.println(PI);
    }
}

抽象类和接口

抽象类

abstract修饰符可以用来修饰方法也可以修饰类，那么该方法就是抽象方法；如果修饰类，那么该类就是抽象类

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，不能使用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

父类Action类

package com.oop.demo08;
//abstract 抽象类   extends 单继承      接口可以多继承
public abstract class Action {
    //约束——有人帮我们实现
    //abstract,抽象方法，只有方法名字，没有方法的实现
    public abstract void doSomething();//有抽象方法一定要声明抽象类
    //1.不能new这个抽象类，只能靠子类去实现它：约束！
    //2.抽象类中可以写普通方法
    //3.抽象方法必须写在抽象类中

}

子类A类

package com.oop.demo08;
//抽象类的所有方法，继承了他的子类，都必须要实现他的方法，除非子类也是abstract
public class A extends Action{
    @Override
    public void doSomething() {
        
    }
}

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

抽象类存在的意义：提高开发效率

接口

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。如果你是天使，则必须能飞。

接口的本质就是契约，就像我们人间的法律一样。制定好后大家都遵守

OO的精髓就是对对象的抽象，最能体现这一点的就是接口。

声明类的关键字是class，声明接口的关键字是interface

UserService接口：

package com.oop.demo09;
//interface 定义的关键字，接口都需要有实现类
public interface UserService {
    //接口中所有的属性是 public static final
    int AEG = 99;

    //接口中所有的定义的方法其实都是抽象的 public abstract
    void add(String name);
    void delete(String name);
    void update(String name);
    void query(String name);
}

TimeService接口:

package com.oop.demo09;

public interface TimeService {
    void timer();
}

UserServiceImpl类用来实现接口：一般命名为接口名+Impl

package com.oop.demo09;

//抽象类： extends
//类可以实现接口 implements 接口
//实现了接口的类，就需要重写接口的方法
//利用接口实现多继承
public class UserServiceImpl implements UserService,TimeService{

    @Override
    public void add(String name) {

    }

    @Override
    public void delete(String name) {

    }

    @Override
    public void update(String name) {

    }

    @Override
    public void query(String name) {

    }

    @Override
    public void timer() {

    }
}

接口的作用：

约束
定义一些方法，让不同的人实现
接口的方法默认 public abstract
接口的常量默认 public static final
接口不能被实例化，接口中没有构造方法
implements可以实现多个接口
在实现接口类中必须要重写接口中的方法

内部类

内部类就是在一个类内部定义一个类。比如，A类中定义一个B类，那么B类就是A类的内部类，A类就是B类的外部类

Outer类：内部类可以获得外部类的私有属性

package com.oop.demo10;

public class Outer {
    private int id=10;
    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");
        }

        //获得外部类的私有属性
        public void getID(){
            System.out.println(id);
        }
    }

    public void method(){
        //局部内部类
        class Inner{
            public void in(){

            }
        }
    }
}
//一个java类中可以有多个class类，但只能有一个public class类
class A{

}

测试类：通过这个外部类来实例化内部类

package com.oop;

import com.oop.demo10.Outer;

//一个项目应该只存在一个main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();
        inner.in();//这是内部类的方法
        inner.getID();//10
    }
}

Test类：没有名字初始化类,不用将实例保存在变量中

package com.oop.demo10;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //没有名字初始化类,不用将实例保存在变量中
        new Apple().eat();

        new UserService(){

            @Override
            public void hello() {

            }
        };
    }
}
class Apple{
    public void eat(){
        System.out.println("1");
    }
}

interface UserService{
    void hello();
}

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