第二阶段 day01 — 类与对象、封装、构造方法

内容

• 面向对象
• 类与对象
• 三大特征 – 封装
• 构造方法

目标：

• 能够理解面向对象的思想
  能够明确类与对象关系
  能够掌握类的定义格式
  能够掌握创建对象格式，并访问类中的成员
  能够完成手机类的练习
  能够理解对象的内存图
  能够说出成员变量和局部变量的区别
  能够理解private关键字的含义
  能够说出this关键字可以解决的问题
  能够理解构造方法的含义
  能够用封装的思想定义一个标准类

第一章 面向对象思想

1.1 面向对象思想概述

概述：

​ Java语言是一种面向对象的程序设计语言，而面向对象思想是一种程序设计思想，我们在面向对象思想的指引下，使用Java语言去设计、开发计算机程序。 这里的对象泛指现实中一切事物，每种事物都具备自己的属性和行为。面向对象思想就是在计算机程序设计过程中，参照现实中事物，将事物的属性特征、行为特征抽象出来，描述成计算机事件的设计思想。 它区别于面向过程思想，强调的是通过调用对象的行为来实现功能，而不是自己一步一步的去操作实现。

举例：

洗衣服:
面向过程：把衣服脱下来–>找一个盆–>放点洗衣粉–>加点水–>浸泡10分钟–>揉一揉–>清洗衣服–>拧干–>晾
起来
面向对象：把衣服脱下来–>打开全自动洗衣机–>扔衣服–>按钮–>晾起来

区别:
面向过程：强调步骤。
面向对象：强调对象，这里的对象就是洗衣机。

特点：

​ 面向对象思想是一种更符合我们思考习惯的思想，它可以将复杂的事情简单化，并将我们从执行者变成了指挥者。面向对象的语言中，包含了三大基本特征，即封装、继承和多态。

1.2 类和对象

什么是类？

• 类：是一组相关属性和行为的集合。可以看成是一类事物的模板，使用事物的属性特征和行为特征来描述该
  类事物。
• 属性：就是该事物的状态信息。
• 行为：就是该事物能够做什么。

举例：小猫。
属性：名字、体重、年龄、颜色。 行为：走、跑、叫。

什么是对象？

• 对象：是一类事物的具体体现。对象是类的一个实例（对象并不是找个女朋友），必然具备该类事物的属性
  和行为。
• 现实中，一类事物的一个实例：一只小猫。
• 举例：一只小猫。
  属性：tom、5kg、2 years、yellow。 行为：溜墙根走、蹦跶的跑、喵喵叫。

类与对象的关系：

• 类是对一类事物的描述，是抽象的。
• 对象是一类事物的实例，是具体的。
• 类是对象的模板，对象是类的实体。

1.3 类的定义

事物与类的对比

现实世界的一类事物：
**属性：**事物的状态信息。 **行为：**事物能够做什么。

Java中用class描述事物也是如此：
**成员变量：**对应事物的属性 **成员方法：**对应事物的行为

类的定义格式：

public class ClassName{// 成员变量// 成员方法
}

• **定义类：**就是定义类的成员，包括成员变量和成员方法。
• **成员变量：**和以前定义变量几乎是一样的。只不过位置发生了改变。在类中，方法外。
• **成员方法：**和以前定义方法几乎是一样的。只不过把static去掉，static的作用在面向对象后面课程中再详细
  讲解。

类的定义格式举例：

public class Student {// 成员变量String name;	// 姓名int age; 	// 年龄// 成员方法// 学习方法public void study() {System.out.println("好好学习，天天向上。");}// 吃饭方法public void eat() {System.out.println("学习饿了要吃饭。");}
}

1.4 对象的使用

对象的使用格式

创建对象：

类名 对象名 = new 类名();

使用对象访问类中的成员：

对象名.成员变量;
对象名.成员方法;

对象的使用格式举例：

package cn.witty.java.demo01;public class Test01_Student {public static void main(String[] args) {// 创建对象格式：类名 对象名 = new 类名();Student s = new Student();System.out.println("s :" + s);  //s :cn.witty.java.demo01.Student@7291c18f// 直接输出成员变量值System.out.println("姓名：" + s.name); // NullSystem.out.println("年龄：" + s.age);  // 0System.out.println("----------------------");// 给成员变量赋值s.name = "赵丽颖";s.age = 28;// 再次输出变量值System.out.println("姓名：" + s.name); // 赵丽颖System.out.println("年龄：" + s.age);  // 28System.out.println("----------------------");// 调用成员方法s.study();  // 好好学习，天天向上。s.eat();    // 学习饿了要吃饭。}
}

成员变量的默认值：

	数据类型	默认值
基本类型	整形（byte、 short、int、long）	0
	浮点数（float、 double）	0.0
	字符（char）	‘\u0000’
	布尔（boolean）	false
引用类型	数组、类、接口	null

1.5 类与对象的联系

定义手机类：

package cn.witty.java.demo02;public class Phone {// 成员变量String brand;   // 品牌int price;  // 价格String color;   // 颜色// 成员方法// 打电话public void call(String name) {System.out.println("给 " + name + "打电话。");}// 发短信public void sendMessage(){System.out.println("群发短信。");}
}

定义测试类：

package cn.witty.java.demo02;public class Test02Phone {public static void main(String[] args) {// 创建对象Phone p = new Phone();// 输出成员变量值System.out.println("品牌："+p.brand);//nullSystem.out.println("价格："+p.price);//0System.out.println("颜色："+p.color);//nullSystem.out.println("------------------");// 给成员变量赋值p.brand = "iPhone";p.price = 5999;p.color = "白色";// 再次输出成员变量System.out.println("品牌："+p.brand);// iphoneSystem.out.println("价格："+p.price);// 5999System.out.println("颜色："+p.color);// 白色System.out.println("------------------");// 调用成员方法p.call("李庚希");  // 给 李庚希打电话。p.sendMessage();    // 群发短信。}
}

1.6 对象内存解释

一个对象，调用一个方法内存图

通过上图，我们可以理解，在栈内存中运行的方法，遵循"先进后出，后进先出"的原则。变量p指向堆内存中
的空间，寻找方法信息，去执行该方法。
但是，这里依然有问题存在。创建多个对象时，如果每个对象内部都保存一份方法信息，这就非常浪费内存
了，因为所有对象的方法信息都是一样的。那么如何解决这个问题呢？请看如下图解。

两个对象，调用同一个方法内存图

对象调用方法时，根据对象中方法标记（地址值），去类中寻找方法信息。这样哪怕是多个对象，方法信息
只保存一份，节约内存空间。

一个引用，作为参数传递到方法中内存图

引用类型作为参数，传递的是地址值。

1.7 成员变量和局部变量区别

变量根据定义位置的不同，我们给变量起了不同的名字。如下图所示：

public class Car {String color;	// 成员变量public void drive() {int speed = 80;	// 局部变量System.out.println("时速：" + speed);}
}

• 在类中的位置不同 重点
  成员变量：类中，方法外
  局部变量：方法中或者方法声明上(形式参数)
• 作用范围不一样 重点
  成员变量：类中
  局部变量：方法中
• 初始化值的不同 重点
  成员变量：有默认值
  局部变量：没有默认值。必须先定义，赋值，最后使用
• 在内存中的位置不同 了解
  成员变量：堆内存
  局部变量：栈内存
• 生命周期不同 了解
  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：随着方法的调用而存在，随着方法的调用完毕而消失

第二章

2.1 封装概述

概述

​ 面向对象编程语言是对客观世界的模拟，客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的，外界无法直接操作和修改。封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被其他类随意访问。要访问该类的数据，必须通过指定的方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护，也加强了代码的安全性。

原则

​ 将属性隐藏起来，若需要访问某个属性，提供公共方法对其访问

2.2 封装的步骤

1 使用private 关键字来修饰成员变量。

2 对需要访问的成员变量，提高对应的getXXX方法、setXXX方法。

2.3 封装的操作 – private关键字

private 的含义

1. private是一个权限修饰符，代表最小权限。
2. 可以修饰成员变量和成员方法。
3. 被private修饰后的成员变量和成员方法，只在本类中才能访问

private 的使用格式

private 数据类型 变量名;

1 使用private修饰成员变量 代码如下：

public class Student {private String name;private int age;
}

2 提供getXXX方法 和 setXXX方法，可以访问成员变量，代码如下:

public class Student {private String name;private int age;public void setName(String n) {name = n;}public String getName() {return name;}public void setAge(int a) {age = a;}public String getAge() {return age;}
}

2.4 优化封装1 — this关键字

我们发现 setXxx 方法中的形参名字并不符合见名知意的规定，那么如果修改与成员变量名一致，是否就见名知意
了呢？代码如下：

public class Student {private String name;private int age;public void setName(String name) {name = name;}public void setAge(int age) {age = age;}
}

经过修改和测试，我们发现新的问题，成员变量赋值失败了。也就是说，在修改了setXxx() 的形参变量名后，方
法并没有给成员变量赋值！这是由于形参变量名与成员变量名重名，导致成员变量名被隐藏，方法中的变量名，无
法访问到成员变量，从而赋值失败。所以，我们只能使用this关键字，来解决这个重名问题。

this的含义

this代表所在类的当前对象的引用（地址值），即对象自己的引用。

记住 ：方法被哪个对象调用，方法中的this就代表那个对象。即谁在调用，this就代表谁。

this的使用格式

this.成员变量名;

使用this修饰方法中的变量，解决成员变量被隐藏的问题， 代码如下：

public class Student {private String name;private int age;public void setName(String name) {//name = name;this.name = name;	// 使用this关键字解决成员变量被隐藏问题}public String getName() {return name;}public void setAge(int age) {//age = age;this.age = age;		// 使用this关键字解决成员变量被隐藏问题}public int getAge() {return age;}
}

**小贴士：**方法中只有一个变量名时，默认也是使用 this 修饰，可以省略不写。

2.5 封装优化2 – 构造方法

当一个对象被创建时候，构造方法用来初始化该对象，给对象的成员变量赋初始值。

小贴士：无论你是否自定义构造方法，所有的类都有构造方法，因为Java自动提供了一个无参数构造方法，
一旦自己定义了构造方法，Java自动提供的默认无参数构造方法就会失效。

构造方法的定义格式

修饰符 构造方法名(参数列表){// 方法体
}

构造方法的写法上，方法名与它所在的类名相同。它没有返回值，所以不需要返回值类型，甚至不需要void。使用
构造方法后，代码如下：

public class Student {private String name;private int age;// 无参构造方法public Student();// 有参构造方法public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}
}

注意事项：

• 如果你不提供构造方法，系统会给出无参数构造方法。

2. 如果你提供了构造方法，系统将不再提供无参数构造方法。
3. 构造方法是可以重载的，既可以定义参数，也可以不定义参数。

2.6 标准代码 – JavaBean

JavaBean 是java语言编写类的一种标准规范，符合JavaBean的类。要求类必须是具体的和公共的，并且具有无
参数的构造方法，提供用来操作成员变量的set 和get 方法。

public class ClassName {// 成员变量// 构造方法// 无参数构造方法 （必须 ， 默认）// 有参数构造方法 【建议】// 成员方法// getXXX 方法// setXXX 方法
}

编写符合 JavaBean 规范的类，以学生类为例，标准代码如下：

package cn.witty.java.demo03;public class Student {// 成员变量private String name;private int age;// 构造方法// 无参数构造方法 （必须 ， 默认）public Student(){};// 有参数构造方法 【建议】public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}// 成员方法public void show() {System.out.println(name + " ： " + age);}// getXXX 方法// setXXX 方法public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}
}

测试类：代码如下；

package cn.witty.java.demo03;public class TestStudent {public static void main(String[] args) {// 无参数构造方法使用Student s1 = new Student(); // cn.witty.java.demo03.Student@10f87f48System.out.println(s1);s1.setName("李庚希");s1.setAge(19);s1.show();  // 李庚希 ： 19System.out.println("-----------------------");Student s2 = new Student("冯宝宝", 190);s2.show();  // 冯宝宝 ： 190}
}