类与对象、封装、构造方法

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的 一切事物。万物皆对象。每种事物都有自己的属性和行为。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，将事务的属性特征、行为特征抽象出来、描述称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--> 设定洗衣模式启动--> 晾衣服

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人类思维习惯的思想，它可以将复杂的事情简单化，并将我们执行者变成了指挥者

面向对象语言中，包含了三个基本特征，即封装、继承和多态。

1.2 类和对象

环视周围，你会发现很多对象，比如桌子，椅子，同学，老师等，桌椅属于办公用品，师生都是人类。那么什么是类？什么是对象？

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，使用事物的属性和行为特征来描述该类事物。

现实中，描述一类事物：

• 属性：就是该事物的状态信息。
• 行为：就是该事物能干什么事

举例：小猫

属性：名字，体重，品种，年龄，花色

行为：跳，叫，爬，跑

什么是对象

• 对象：是一类事物的具体表现，对象是类的一个实例（女朋友是 new 不出来的），必然是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，英短，2year，棕黄色

行为：敏捷的跳，哇哇哇的叫，慢慢的爬，飞快的跑

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：对应的事物的属性
成员方法：对应得事物得行为

类的格式

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：和以前定义的变量几乎是一样的，只不过位置发生了改变，在类中，方法外。
• 成员方法：和普通定义方法几乎是一模一样的，只不过把 static 去掉

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
    //学习的方法
    publicvoid study() {
    System.out.println("好好学习，天天向上");
  }
  //吃饭的方法
  publicvoid eat() {
    System.out.println("学习饿了要吃饭");
  }
}

1.4 对象的使用

对象使用的格式

创建对象

类名 对象名 = new 类名（）

使用对象方位类中的成员

对象名.成员变量;
对象名.成员方法();

对象使用格式举例

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); //cn.itcast.Student@100363
    //直接输出成员变量值
    System.out.println("姓名："+s.name); //null
    System.out.println("年龄："+s.age); //0
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
    //给成员变量赋值
    s.name = "赵丽颖";
    s.age = 18;
    //再次输出成员变量的值
    System.out.println("姓名："+s.name); //赵丽颖
    System.out.println("年龄："+s.age); //18
    System.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

1.5 类与对象的练习

定义手机了类：

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

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);//null
    System.out.println("价格："+p.price);//0
    System.out.println("颜色："+p.color);//null
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
	 //给成员变量赋值
    p.brand = "锤子";
    p.price = 2999;
    p.color = "棕色";
    //再次输出成员变量值
    System.out.println("品牌："+p.brand);//锤子
    System.out.println("价格："+p.price);//2999
    System.out.println("颜色："+p.color);//棕色
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
    //调用成员方法
    p.call("紫霞");
    p.sendMessage();
  }
}

1.6 对象内存图

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”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，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？看下图

两个对象，调用同一方法内存图

• 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。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的区别

变量根据定义位置的不同，我们给变量起了不通过的名字。如下图：

• 在类中的位置不同

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

成员变量：类中
局部变量：方法中

• 初始化值的不同

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

成员变量：堆内存
局部变量：栈内存

• 声明周期不同

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：随着方法的调用而存在，随着方法的调用完毕而消失

第二章 封装

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，防止该类代码和数据被其他类随意访问。要访问该类数据，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供对应的一对 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 修饰的成员变量，代码如下

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

2.提供 getXxx 方法 / 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 int getAge() {
    return age;
  }
}

2.4 封装优化 1 ---this 关键字

我们发现 setXxx 方法中的形参名字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，成员变量赋值失效了，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，我们智能使用 this 关键字，来解决这个问题。

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;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setAge(int age) {
    //age = age;
    this.age = age;
  }
  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 ---构造方法

当一个对象被创建时候，构造方法用来初始化对象，给对象的成员变量赋初始值。

小贴士：无论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的构造方法，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;
  // 无参数构造方法
  public Student() {}
  // 有参数构造方法
  public Student(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
}

注意事项

1.如果你不提供构造方法，系统会给出无参的构造方法
2.如果你提供了构造方法，系统将不再提供无参的构造方法
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
  //无参构造方法【必须】
  //有参构造方法【建议】
  //成员方法   
  //getXxx()
  //setXxx()
}

编写符合 JavaBean 规范的类，以学生为例，标注代码如下：

public class Student {
  //成员变量
  private String name;
  private int age;
  //构造方法
  public Student() {}
  public Student(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  //成员方法
  publicvoid setName(String name) {
    this.name = name;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  publicvoid setAge(int age) {
    this.age = age;
  }
  publicint getAge() {
    return age;
  }
}

测试类，代码如下：

public class TestStudent {
  public static void main(String[] args) {
    //无参构造使用
    Student s= new Student();
    s.setName("柳岩");
    s.setAge(18);
    System.out.println(s.getName()+"‐‐‐"+s.getAge());
	   //带参构造使用
    Student s2= new Student("赵丽颖",18);
    System.out.println(s2.getName()+"‐‐‐"+s2.getAge());
  }
}