• 03_Java面向对象特征: 封装性


    1. 面向对象的概念 

    面向对象是相对面向过程而言,面向对象和面向过程都是一种思想

    面向过程
    • 强调的是功能行为
    面向对象
    • 将功能封装进对象,强调具备了功能的对象。

    面向对象是基于面向过程的。

    面向对象的特点:

      是一种符合人们思考习惯的思想, 可以将复杂的事情简单化, 将程序员从执行者转换成了指挥者.

    完成需求时:
      • 先要去找具有所需的功能的对象来用。
      • 如果该对象不存在,那么创建一个具有所需功能的对象。
      • 这样简化开发并提高复用。

    面向对象的开发过程: 其实就是不断的创建对象,使用对象,指挥对象做事情。

    面向对象的设计过程: 其实就是在管理和维护对象之间的关系。

    面向对象的特征:
      • 封装(encapsulation)
      • 继承(inheritance)
      • 多态(polymorphism)   


    2. 对象的创建与引用

    Java中用类class来描述事物.是具体事物的抽象,概念上的定义。

      • 属性:对应类中的成员变量。
      • 行为:对应类中的成员函数。

    对象即是该类事物实实在在存在的个体 。

    成员变量和局部变量的区别:

    成员变量定义在类中,在整个类中都可以被访问。
      • 成员变量随着对象的建立而建立,存在于对象所在的堆内存中。
      • 成员变量有默认初始化值。
    局部变量:
      • 局部变量只定义在局部范围内,如:函数内,语句内等。
      • 局部变量存在于栈内存中。
      • 作用的范围结束,变量空间会自动释放。
      • 局部变量没有默认初始化值。  

     类定义包括类声明和类体两部分,类定义的语法格式如下:

         [修饰符] class 类名 [extends 父类名] [implements 类实现的接口列表] {类体} 

    创建对象及访问对象成员

      1.声明对象 ,格式如下:

        类名  对象名表; 例如:Point   p1, p2;

      2.建立对象。实际上就是用Java提供的new关键字为对象分配存储空间。格式如下:

                   引用变量名= new 构造方法();

                   也可以在声明对象的同时建立对象 ,格式如下:类名 引用变量名 = new 构造方法() ;

      3.通过引用变量访问对象成员

                   引用变量名.属性 

                   引用变量名.方法名(实参表)  

    匿名对象: 是对象的简化形式
    匿名对象两种使用情况
      • 当对对象方法仅进行 一次调用时,这样达到了简化的目的.
      • 匿名对象可以作为实际参数进行传递   

    对象的初始化和构造方法

              在创建对象时,要给对象的属性成员分配内存空间,同时进行初始化。 

                   [1]如果定义属性成员时没有指定初值,则系统自动指定初值.在定义属性成员时也可以指定初值.public class Point {private int x=10;    ……

                   [2]指定初值的另一种办法是通过初始化块来设置对象的初值(也叫做构造代码块,它是给所有对象进行统一初始化)。 //注意首先是按照属性定义的初值,然后是初始化块,

                   [3]最后是构造方法:构造方法是给对相关设置初值的规范方法,构造方法是根据方法参数给对象属性赋不同的值.

                        构造方法的名称必须与类名同名; 

                        构造方法没有返回类型,所以不可以写return语句; 

      构造方法的作用: 给对象进行初始化

          通常一个类可提供多个构造方法,这些方法的参数不同。在创建对象时,系统自动调用参数匹配的构造方法为对象初始化

          如果一个类未指定构造方法,则系统自动提供的无参构造方法,但如果自定义了构造方法,则系统不再提供无参构造方法。无参构造方法形式如下: public Person() { } , 所以自己最好还要默默的加入无参构造方法 

      什么时候定义构造方法: 当分析事物时, 该事物具备一定特性或行为,南无可以将这些内容定义在构造方法中.


    3. 变量的作用域总结

         变量的作用域也称变量的有效范围,它是程序的一个区域,变量在其作用域内可以通过它的名字来引用。作用域也决定系统什么时候为变量创建和清除内存。根据变量在程序声明的位置,可以将变量分为4类情形。

              [1]成员变量

                    成员变量可添加修饰符,包括访问权限修饰符public、private、protected和非访问权限修饰符static、final、native等。

    如果没有给对象属性赋初值,则对象属性的初始值由相应数据类型的默认值决定,如数值型数据的默认值为0,boolean的默认值为false,字符串的默认值为null。成员变量的作用域是在类的范围。

              [2]局部变量(自动变量) :  方法体中的局部变量 

                   (1)在方法体内可以定义本方法所使用的变量,这种变量是局部变量,它的生存期与作用域是在本方法内。

                   (2)方法体内定义变量时,变量前不能加修饰符。

                   (3)局部变量在使用前必须明确赋值,因为它没有默认值,否则编译时会出错。

                   //在语句块中定义的变量它只在语句块中有效;

              [3]方法参数:作用域是整个方法.

              [4]异常处理参数:catch跟随的异常处理块.


    4. 面向对象的第一个特性:封装 

    封装:是指隐藏对象的属性和实现细节,仅对外提供公共访问方式。
    好处:将变化隔离。 便于使用。提高重用性。提高安全性。
    封装原则:将不需要对外提供的内容都隐藏起来。把属性都隐藏,提供公共方法对其访问。 


    4. 类变量和静态(static)方法

         用static修饰的属性是属于类的静态属性,相应的成员变量为类变量或静态变量.

              1.类变量的访问形式 

                   在本类中直接访问:count 

                   通过类名访问:User.count 

                   通过类的一个对象访问,如:x1.count

                   //这样用对象访问不是容易引起误会吗,淘汰吧.

              2.给类变量赋初值

                   默认赋值即可,也可以用静态初始化代码块 static{count=100;}

                   //静态初始化代码的执行是在main方法执行前完成。

       3.被static修饰的类成员特点:

            是共享数据, 随着类的加载而加载, 优先于对象存在, 被所有对象所共享, 可以直接被类名调用.

         静态方法 (当功能内部没访问对象特有数据时使用)

              用 static修饰的方法称为静态方法,也叫类方法. 在static方法中只能处理类变量,也可访问其它static方法,但绝不能直接访问任何归属对象空间的变量或方法.

        静态方法中不可以写this,super关键字

        主函数是静态方法. 

    成员变量和静态变量的区别.
      1,两个变量的生命周期不同。
           成员变量随着对象的创建而存在,随着对象的被回收而释放。
           静态变量随着类的加载而存在,随着类的消失而消失。
      2,调用方式不同。
           成员变量只能被对象调用。
           静态变量可以被对象调用,还可以被类名调用。
      3,别名不同。
           成员变量也称为实例变量。
           静态变量称为类变量。
      4,数据存储位置不同。
           成员变量数据存储在堆内存的对象中,所以也叫对象的特有数据.
           静态变量数据存储在方法区(共享数据区)的静态区,所以也叫对象的共享数据. 
     
    Tip: 创建某个工具类, 只提供相应的静态方法, 为了让某个类不能创建对象, 可以私有化构造函数.
    关于构造函数的重要说明:
      一个类默认有一个空参数的构造函数,这个构造函数的权限与所属类一致. 如果类被public修饰,则默认的构造函数也被public修饰.总之默认构造函数的权限是随着类而变化.

    5. 理解this和super

         出现在类的实例方法或构造方法中,this代表所在函数所属对象的引用 .用this作前缀可访问当前对象的实例变量或成员方法.

              1. this.实例变量;

              2. this.成员方法(参数);

              3. this(参数),用来调用同类的另一构造方法.注意this语句只能定义在构造函数的第一行,因为初始化要先执行.

         super和this差不多,都是一个引用指向自身和上一级父类罢了  


     6. 对象初始化过程总结

      1.new 用到了class文件,所以先回找到class文件并加载到内存

      2.执行类的static {}代码块

      3.在堆内存中开辟空间,分配内存地址

      4.在堆内存中建立对象的特有属性,病默认初始化

      5.对属性显示初始化;

      6.构造代码快初始化{};

      7.构造函数初始化;

      8.将内存地址赋给栈内存变量.


     7. 使用包组织类

         Java API简介: Java中按包来组织类.包的组织采用分层结构,与文件系统中的目录的组织对应一致.通常将逻辑相关的类放在同一个包中.包将类的命名空间进行有效划分,同一包中不能有两个同名的类. Java系统提供的类库也成为Java API,他是系统提供的已实现的标准类的集合.

         建立包

               创建包就是在指定目录路径下创建一个 子文件夹 ,这个包中所有类的字节码文件将存放在该文件夹下.

               方法1:创建一个test子目录,将源程序文件存放到该目录,在该目录下利用javac编译源代码,或者在别处编译完程序后将字节码文件拷贝到该目录即可。 

               方法2:采用带路径指示的编译命令: 格式:javac –d  destpath Point.java  

           编译器将自动在destpath指定的目录下建一个test子目录,并将产生的字节码文件保存到该子目录下 

    典型用法是源程序放在当前目录下,用如下命令编译 javac –d . Point.java  编译后将在当前目录自动创建test子目录

         包的引用

              (1) 在引用类时使用包名作前缀例 :new java.util.Date() 

              (2) 用import语句加载需要使用的类。例:import java.util.Date; 然后在程序中可以直接通过类名创建对象, 如:new Date(); 

              (3) 用import语句加载整个包, 用“*”号代替类名位置。 它将加载包中的所有的类。例如:import java.util.*;

    小知识:使用javadoc制作帮助文档

      不就是javadoc -d destpath -version -author Tools.java

    总结:包与包之间进行访问,被访问的包中的类以及类中的成员,需要public修饰.


    8. Java拓展知识: 单例设计模式

      设计模式:解决某一类问题最行之有效的方法.

      Java中的23种设计模式

      单例设计模式: 解决一个类只存在一个对象.

      想要保证对象唯一:

        1. 禁止其他程序建立该对象(构造函数私有化)

        2. 在本类中定义一个对象(本类建立静态对象)

        3. 对外提供访问该对象的方式(提供getInstance()方法返回该对象)

     1 //懒汉式推荐使用
     2 class Single{
     3     private static Single s = new Single();
     4     private Single(){}
     5     public static Single getInstance(){
     6         return s;
     7     }
     8 }
     9 
    10 //饿汉式不推荐使用, 对象的掩饰加载, 但有2句话会引起线程安全问题
    11 class Single{
    12     private static Single s = null;
    13     private Single(){}
    14     public static Single getInstance(){
    15         if(s == null)
    16             s = new Single();
    17         return s;
    18     }
    19 }
    20 
    21 //加锁处理
    22 class Single{
    23     private static Single s = null;
    24     private Single(){}
    25     public static Single getInstance(){
    26         if(s == null)
    27             synchronized(Single.class){
    28                 if(s == null)
    29                     s = new Single();
    30             }
    31         return s;
    32     }
    33 }
    ---------thinking、architecture、code、treasure---------
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