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)

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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.

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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.

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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。

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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.

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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

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 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.

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 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.

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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)

 //懒汉式推荐使用
 class Single{
     private static Single s = new Single();
     private Single(){}
     public static Single getInstance(){
         return s;
     }
 }

 //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
 class Single{
     private static Single s = null;
     private Single(){}
     public static Single getInstance(){
         if(s == null)
             s = new Single();
         return s;
     }
 }

 //加锁处理
 class Single{
     private static Single s = null;
     private Single(){}
     public static Single getInstance(){
         if(s == null)
             synchronized(Single.class){
                 if(s == null)
                     s = new Single();
             }
         return s;
     }
 }