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黑马程序员—java基础——————面向对象的三大特征——(封装、继承、多态)

2012年05月09日 ⁄ 综合 ⁄ 共 14717字 ⁄ 字号 评论关闭

面向对象:类、对象、类和对象的关系!!!

1:类

  类是具有相同的属性和方法的一组对象的集合。类定义了对象的特征(属性)和行为(方法)。

    类的属性:对象所拥有的静态特征在类中表示时称为类的属性。

    类的方法:对象执行的操作称为类的方法。

2:对象

  现实世界中客观存在的事物,对象具有的特征:静态特征和动态特征。

    静态特征:可以用某些数据描述的特征。

    动态特征:是对象所表现的行为或具有的功能。

3:类和对象的关系

  类是多个对象进行综合抽象的结果,是实体对象的概念模型,而对象是一个类的实例,类是对象的类型。

  在面向对象的编程思想中,对象的静态特征称为对象的属性,动态特征称为对象的方法。

  在实际编程中,对象的属性被存储在变量中,对象的方法则是通过定义方法来实现的。


下面我们展开来具体说说

成员变量和局部变量:
  作用范围:成员变量作用于整个类中;局部变量变量作用于函数中,或者语句中。
  在内存中的位置:成员变量,在堆内存中,因为对象的存在,才在内存中存在;局部变量,存在栈内存中。

匿名对象:

  匿名对象使用方式一:当对对象的方法只调用一次时,可以用匿名对象来完成,这样写比较简化(凡是简化都有局限性)。如果对一个对象进行多个成员调用,必须给这个对象起个名字。

  匿名对象使用方式二:可以将匿名对象作为实际参数进行传递。

    例子:

    Car c = new Car();        new Car().num = 5;

    c.num = 5;                   new Car().color = "blue";

    c.run();         new Car().run();

    对上面的例子来个说明吧,以前我们都是写成左边那样的,先有一个car类,创建一个c对象,然后去对它的属性和方法进行操作,他们都通过点来调用,这边是可以重复调用的吧,可就是重复使用的吧。在看右边,这就是我们说的匿名对象,它没有名字,所以叫匿名对象,new Car()就是在堆内存中创建了一个对象,new Car().num = 5;这句话就是创建了一个对象,把num改为了5,其他的没人任何意义,new Car().color = "blue";这句话也是同理,也是new出来的一个新对象,它只是将颜色变成了blue,这两句话执行完之后就变成了垃圾,内存会在适当的时候进行回收。但是new Car.run()就不一样了,它不一定是调用一次但是左边的老方法没有这个缺陷,这就需要我们在适当的时候去使用这个匿名对象。

第一大特征:封装Encapsulation

  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、提高复用性、提高安全性。机箱的例子:我们看不到里面的东西;我们不需要了解里面是怎么工作的的,我们直接使用它;机箱可以重复使用;它没有暴露在外面,它没有安全隐患。

  封装的原则:将不需要对外提供的内容都隐藏起来;吧属性都隐藏,提供公共方法对其访问。

class Person {  

   int age;                                                                          

   private void speak()  {   

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

   }

}

class PersonDemo {

   public static void  main(String[] args)  {   

    Person p = new Person();

      p.age = -20;   

    }

}

这个代码中年龄是没有修饰的,我们在外部可以设置年龄成-20,当然这就不符合现实了,所以这就有安全隐患了,我对Person类进行封装来看。

class Person { 

   private int age;      

  public void setAge(int a)  {  

     if(a>0 && a<130)   {    

      age = a;    speak();   

    }   else   

       System.out.println("feifa age");  

   }

   public int getAge()  {  

     return age;  

  }                                                              

   private void speak()  {  

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

   }

}

class PersonDemo {

   public static void  main(String[] args)  {  

     Person p = new Person();

     p.age = -20;  

     p.setAge(-40);//这里既是设置年龄是一个负数,但是它不能将年龄赋值为负数,这就提高了安全性

    speak() ;

    }

}

    private :私有,权限修饰符:用于修饰类中的成员(成员变量,成员函数)。
      私有只在本类中有效。

    将age私有化以后,类以外即使建立了对象也不能直接访问。 但是人应该有年龄,就需要在Person类中提供对应访问age的方式。

    注意:私有仅仅是封装的一种表现形式。之所以对外提供访问方式,就因为可以在访问方式中加入逻辑判断等语句。对访问的数据进行操作。提高代码健壮性。

    构造函数:

      特点:函数名于类名相同;    不用定义返回值类型;     不可以写return语句。

      作用:给对象进行初始化。如果所有的构造函数都被私有化了,那么这个类就不能创建对象了。如果是其中一个函数被私有化,那就不能创建这个构造函数对应的对象。

      注意:1、默认空参的构造函数的特点(自定义了构造函数后,默认构造函数就没了)。2、多个构造函数是以重载的形式出现的  3、构造函数不存在继承,也就没有

                           覆盖,但是可以通过this(),或super()相互调用。

      对象一建立就会调用与之对应的构造函数。

      构造函数的小细节:当一个类中没有定义构造函数时,那么系统会默认给该类加入一个空参数的构造函数。当在类中自定义了构造函数后,默认的构造函数就没有了。

      构造函数和一般函数在写法和运行上的不同:构造函数是在对象一建立就运行。给对象初始化。而一般方法是对象调用才执行,给是对象添加对象具备的功能。一个对

                            象建立,构造函数只运行一次,而一般方法可以被该对象调用多次。

      什么时候定义构造函数呢?当分析事物时,该事物存在具备一些特性或者行为,那么将这些内容定义在构造函数中。

        构造代码块。
           作用:给对象进行初始化。
           对象一建立就运行,而且优先于构造函数执行。
           和构造函数的区别:
             构造代码块是给所有对象进行统一初始化,
             而构造函数是给对应的对象初始化。

         构造代码快中定义的是不同对象共性的初始化内容。

       this关键字

         当局部变量与成员变量的名字相同时,前者隐藏掉后者,要用到this,代表所在函数所属(本)对象的引用。简单的说哪个对象在调用this所在的函数,this就代

                                表哪个对象。

        This语句:用于构造函数之间的调用(ps:构造一个人,只有姓名。构造另一个人,同时赋予姓名和年龄。就可以通过this(name)调用另一个构造函数——)

        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!!

      static关键字:  

      静态:static。
          用法:是一个修饰符,用于修饰成员(成员变量,成员函数。这些被修饰的都是共享数据).
          当成员被静态修饰后,就多了一个调用方式,除了可以被对象调用外,还可以直接被类名调用。类名.静态成员。      

        static特点:

          1,随着类的加载而加载。    也就说:静态会随着类的消失而消失。说明它的生命周期最长。

          2,优先于的对象存在 明确一点:静态是先存在。对象是后存在的。

          3,被所有对象所共享

          4,可以直接被类名所调用。

        实例变量和类变量的区别:
          1,存放位置。 类变量随着类的加载而存在于方法区中。实例变量随着对象的建立而存在于堆内存中。
          2,生命周期:类变量生命周期最长,随着类的消失而消失。实例变量生命周期随着对象的消失而消失。

        静态使用注意事项:
          1,静态方法只能访问静态成员。非静态方法既可以访问静态也可以访问非静态。
          2,静态方法中不可以定义this,super关键字。 因为静态优先于对象存在。所以静态方法中不可以出现this。
          3,主函数是静态的。

        静态有利弊:
          利处:对对象的共享数据进行单独空间的存储,节省空间。没有必要每一个对象中都存储一份。可以直接被类名调用。
          弊端:生命周期过长。       访问出现局限性。(静态虽好,只能访问静态。)

        静态应用:工具类

 public class ArrayTool
{

   private ArrayTool(){}

    public static int getMax(int[] arr)
   {
      int max = 0;
      for(int x=1; x<arr.length; x++)
      {
         if(arr[x]>arr[max])
          max = x;
      }
      return arr[max];
   } 

   public static int getMin(int[] arr)
   {
      int min = 0;
      for(int x=1; x<arr.length; x++)
      {
         if(arr[x]<arr[min])
          min = x;
      }
      return arr[min];
   } 

   public static void selectSort(int[] arr)
   {
      for (int x=0; x<arr.length-1 ; x++ )
      {
         for(int y=x+1; y<arr.length; y++)
         {
            if(arr[x]>arr[y])
            {
               swap(arr,x,y);
            }
         }
      }
   }

   public static void bubbleSort(int[] arr)
   {
      for (int x=0; x<arr.length-1 ; x++ )
      {
         for(int y=0; y<arr.length-x-1; y++)
         {
            if(arr[y]>arr[y+1])
            {
               swap(arr,y,y+1);
            }
         }
      }
   }

   private  static void swap(int[] arr,int a,int b)
   {
      int temp = arr[a];
      arr[a] = arr[b];
      arr[b] = temp;
   }

   public static void printArray(int[] arr)

   {   

      System.out.print("[");   

      for(int x=0; x<arr.length; x++)  

      {   

         if(x!=arr.length-1)     

          System.out.print(arr[x]+", ");    

        else     

          System.out.println(arr[x]+"]");   

      }  

    }

}

        静态代码块

          格式:

             static {

                 静态代码块中的执行语句。

             }

          特点:随着类的加载而执行,只执行一次,并优先于主函数。 用于给类进行初始化的。

        Person p = new Person("zhangsan",20);

            该句话都做了什么事情? 1,因为new用到了Person.class.所以会先找到Person.class文件并加载到内存中。 2,执行该类中的static代码块,如果有 

          的话,给Person.class类进行初始化。 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。并进行默认初始化。 5,对属性进行

          显示初始化。 6,对对象进行构造代码块初始化。 7,对对象进行对应的构造函数初始化。 8,将内存地址付给栈内存中的p变量。

单例设计模式:解决一个类在内存只存在一个对象。

  想要保证对象唯一。
    1,为了避免其他程序过多建立该类对象。先禁止其他程序建立该类对象
    2,还为了让其他程序可以访问到该类对象,只好在本类中,自定义一个对象。
    3,为了方便其他程序对自定义对象的访问,可以对外提供一些访问方式。

      饿汉式:一进内存,就已经创建好了对象。

      class Single {                                

         private  Single(){}             1,将构造函数私有化。

         private static Single s = new Single();    2,在类中创建一个本类对象。

         public static  Single getInstance()  {      3,提供一个方法可以获取到该对象。

             return s;  

        }

      }

      懒汉式:对象是方法被调用时,才初始化,也叫做对象的延时加载。

      class Single
      {
         private static Single s = null;
         private Single(){}
         public static Single getInstance()
         {
            if(s==null)
            {
               synchronized(Single.class) //多个对象同时调用这个方法的时候,出问题了,加上synchronized进行双重判断就可以达到高效和安全要求
               {    
                  if(s==null)
                   s = new Single();
               }
            }
            return s;
         }
      }


继承:

  继承:

    1,提高了代码的复用性。

    2,让类与类之间产生了关系。有了这个关系,才有了多态的特性。

        注意:不要为了获取其他类的功能,简化代码才继承,一定要有继成 关系,所属关系是 is a;(不能为玩ipad管人家叫爹)。

    3,Java语言中:java只支持单继承,不支持多继承;它用另一种体现形式来完成表示。多实现。 因为多继承容易带来安全隐患(父类多了, 功能相同的话,就会出现调

            用不确定性)。

    4,java支持多层继承。也就是一个继承体系。

    5,简单一句话:查阅父类功能,创建子类对象使用功能。

    6,子父类中的函数:当子类出现和父类一模一样的函数时, 当子类对象调用该函数,会运行子类函数的内容。 如同父类的函数被覆盖一样。

    7,覆盖: 当子类出现和父类一模一样的函数时,当子类对象调用该函数,会运行子类函数的内容。如同父类的函数被覆盖一样。

        子类覆盖父类,必须保证子类权限大于等于父类权限,才可以覆盖,否则编译失败;    静态只能覆盖静态。

    8,重载:只看同名函数的参数列表。重写:子父类方法要一模一样。

    9,继承的了代码:利用复写提高了代码的扩展性

    class Tel {  

      void show()  {  

         System.out.println("number");

       }  

     }

    class NewTel extends Tel {  

      void show()  {     

        super.show();  //System.out.println("number");

        System.out.println("name");   

        System.out.println("pic");  

      }

    }

    10,字符类中的构造函数:

      在对子类对象进行初始化时,父类的构造函数也会运行,那是因为子类的构造函数默认第一行有一条隐式的语句 super();super():会访问父类中空参数的构造函数。

          而且子类中所有的构造函数默认第一行都是super();为什么子类一定要访问父类中的构造函数。因为父类中的数据子类可以直接获取。所以子类对象在建立时,需要先查看

         父类是如何对这些数据进行初始化的。所以子类在对象初始化时,要先访问一下父类中的构造函数。如果要访问父类中指定的构造函数,可以通过手动定义super语句的方式

         来指定。注意:super语句一定定义在子类构造函数的第一行。

      结论:子类的所有的构造函数,默认都会访问父类中空参数的构造函数。因为子类每一个构造函数内的第一行都有一句隐式super();当父类中没有空参数的构造函数

          时,子类必须手动通过super语句形式来指定要访问父类中的构造函数。当然:子类的构造函数第一行也可以手动指定this语句来访问本类中的构造函数。子类中至少会有一

         个构造函数会访问父类中的构造函数。

体会子父类的构造函数代码:

class Fu //extends Object

{

     int num ;
    Fu()

    {

        //super();

        num= 60;

        System.out.println("fu run");

    }

    Fu(int  x)

    {

        System.out.println("fu ...."+x);

    }

}

class Zi extends Fu

{

    Zi()

    {           super(); 

       //super(4);

        System.out.println("zi run");

     }

    Zi(int x)

    {

      this();

       //super();

       //super(3);        

       System.out.println("zi..."+x);     

    }

}

    11,final:最终。作为一个修饰符,

        可以修饰类,函数,变量。

        被final修饰的类不可以被继承。为了避免被继承,被子类复写功能。

        被final修饰的方法不可以被复写。

        被final修饰的变量是一个常量只能赋值一次,既可以修饰成员变量,也可以修饰局部变量。

        内部类定义在类中的局部位置上是,只能访问该局部被final修饰的局部变量。

    12,抽象类:abstract

        当多个类中出现相同功能,但是功能主体不同,这是可以进行向上抽取。这时,只抽取功能定义,而不抽取功能主体。

        特点:

          抽象方法一定在抽象类中。

          抽象方法和抽象类都必须被abstract关键字修饰。

          抽象类不可以用new创建对象。因为调用抽象方法没意义。

          抽象类中的抽象方法要被使用,必须由子类复写起所有的抽象方法后,建立子类对象调用。如果子类只覆盖了部分抽象方法,那么该子类还是一个抽象类。

          抽象可以强迫子类去实现某些功能。

          特殊:抽象类中可以不定义抽象方法,这样做仅仅是不让该类建立对象。

        抽象类中是否有构造函数?:有,抽象类是一个父类,要给子类提供实例的初始化。

        abstract 关键字,和哪些关键字不能共存:final:被final修饰的类不能有子类。而被abstract修饰的类一定是一个父类;private: 抽象类中的私有的抽象方法,

                             子类所知,就无法被复写,而抽象方法出现的就是需要被复写;如果static可以修饰抽象方法,那么连对象都省了,直接类名调用就可以了。可是抽象方法运

          行没意义。

抽象类代码

abstract class Employee{

  private String name;

  private String id;

  private double pay;

  Employee(String name,String id,double pay)

  {

      this.name = name;

      this.id = id;

       this.pay = pay;

  }

  public abstract void work();//父类不知道怎么工作所以是abstract 那么类也是abstract的

}

class Manager extends Employee{

  private int bonus;

  Manager(String name,String id,double pay,int bonus){

      super(name,id,pay);

      this.bonus = bonus;

  }

  public void work()                     //强行让子类复写父类的抽象方法

  {

      System.out.println("manager work");

  }

}

class Pro extends Employee{

  Pro(String name,String id,double pay){

    super(name,id,pay);

  }

  public void work(){

    System.out.println("pro work");

  }

}

    模版方法设计模式

        在定义功能时,功能的一部分是确定的,但是有一部分是不确定,而确定的部分在使用不确定的部分,那么这时就将不确定的部分暴露出去。由该类的子类去完

      成。

代码

abstract class GetTime {  

    public final void getTime()  {  

       long start = System.currentTimeMillis();

         uncode();

       long end = System.currentTimeMillis();

         ystem.out.println("毫秒:"+(end-start));  

    }  

    public abstract void runcode();

}

class SubTime extends GetTime {

     public void runcode()  {      

        for(int x=0; x<4000; x++)   

        {    

            System.out.print(x);   

        }  

     }

}

class  TemplateDemo {  

    public static void main(String[] args)  {   

        SubTime gt = new SubTime();   

        gt.getTime();  

    }

}

    接口(interface):

      格式特点:

        接口中常见定义:常量,抽象方法;

        接口中的成员都有固定修饰符。

          常量:public static final                           方法:public abstract

        接口中的成员都是public的。

        是不可以直接创建对象的,因为有抽象方法。子类对接口中的抽象方法全都覆盖后,子类才可以实例化。

        接口可以被类多实现,也是对多继承不支持的转换形式。java支持多实现。

      接口的特点:

        1、接口是对外暴露的规则。

        2、接口是程序的扩展。

        3、接口可以用来多实现。

        4、接口与接口之间可以多继承,用,隔开

        5、类与接口是实现,而且一个类在继承的同时实现多个接口。降低了耦合性(讲好规则之后,可以分拆,同时开工,模块式开发)

接口代码体现

interface Inter
{
	public static final int NUM = 3;
	public abstract void show();
}

interface InterA
{
	public abstract void show();
}
class Demo
{
	public void function(){}
}

class Test extends Demo implements Inter,InterA
{
	public void show(){}
}

interface A{
	void methodA();
}
interface B //extends A{
	void methodB();
}
interface C extends B,A{
	void methodC();
}
class D implements C{
	public void methodA(){}
	public void methodC(){}
	public void methodB(){}
}
class InterfaceDemo 
{
	public static void main(String[] args) {
		Test t = new Test();
		System.out.println(t.NUM);
		System.out.println(Test.NUM);
		System.out.println(Inter.NUM);
}
}

    类和类之间的关系(除了继承还有聚集)

            聚集:has a .

      组合:结合更紧密,例如身体中的一部分(手、肺)。

             聚合:一个球队有很多球员的关系。子父类中变量的特点:

 


  多态:可以理解为事物存在的多种体现形态

    多态的体现:父类的引用指向了自己的子类对象;父类的引用也可以接收自己的子类对象

    多态的前提:必须是类与类之间有关系。要么继承,要么实现;通常还有一个前提:存在覆盖。

    多态的好处:多态的出现大大的提高程序的扩展性。

    多态的弊端:提高了扩展性,但是只能使用父类的引用访问父类中的成员。

    多态的应用:

扩展性

abstract class Animal {

     abstract void eat();

}

class Cat extends Animal {

     public void eat()  {  

       System.out.println("吃鱼");  

    }  

    public void catchMouse()  {  

       System.out.println("抓老鼠");  

    }

}

class Dog extends Animal {

     public void eat()  {  

       System.out.println("吃骨头");  

    }  

    public void kanJia()  {  

       System.out.println("看家");  

    }

}

 

class Pig extends Animal {  

    public void eat()  {   

      System.out.println("饲料");  

    }  

    public void gongDi()  {   

      System.out.println("拱地");  

    }

}

class DuoTaiDemo
{
   public static void main(String[] args)
   {

      //Animal c = new Cat();                         //这就是转型
      //c.eat();

      Cat c = (Cat)a;    //强制将父类的引用。转成子类类型。向下转型。

      c.catchMouse();//我们能转换的是父类引用指向了自己的子类对象时,该引用可以被提升,也可以被强制转换。多态自始至

        function(new Cat());//终都是子类对象在做着变化。
      function(new Dog());
        function(new Pig());

   }

  public static void function(Animal a)//Animal a = new Cat();
   {
       a.eat();
      //a.catchMouse();

          if(a instanceof Cat)//instanceof : 用于判断对象的类型。 对象 intanceof 类型(类类型 接口类型)
          {
               Cat c = (Cat)a;
               c.catchMouse();
           }
           ese if(a instanceof Dog)
           {
               Dog c = (Dog)a;
               c.kanJia();
           }
   }

}

  多态非静态成员函数

在编译时期:参阅引用型变量所属的类中是否有调用方法。如果有,编译通过;如果没有则失败。

在运行时期:参阅所属的类中是否有调用的方法。

简单总结就是:编译看左边,运行看右边。

    面试会遇到的问题:

      多态中,成员变量的特点:无论编译还是运行,都参考左边(引用型变量所属的类)。

      多态中,静态成员函数的特点:同上。因为先加载,不属于对象。

   多态的主板示例:

      PCI接口,主板、网卡、声卡、debug卡

      接口开发模式,从第collection col = new ArrayList();//接口的引用指向子类对象。提高程序健壮性和扩展性

  多态的扩展示例:

      数据库的操作:

          1)连接数据库 (JDBC Hibernate框架连接)

          2)操作数据库(c r u d )

          3)关闭数据库连接

  object:  

      超类,包含所有对象都有的功能。Java认为所有对象都具备比较性,equals方法比较的是哈希值。让类可以比较的话不用再定义新的功能,可以直接覆盖超类的

          方法。

class Demo //extends Object
  {
    private int num;
    Demo(int num)
    {
      this.num = num;
    }

    public boolean equals(Object obj)//Object obj = new Demo();
    {

      if(!(obj instanceof Demo))
        return false;
      Demo d = (Demo)obj;

      return this.num == d.num;
    }

    /*
    public boolean compare(Demo d)
    {
      return this.num==d.num;
    }
    */
    public String toString()
    {
      return "demo:"+num;
    }

}
class Person
{
}
class ObjectDemo
{
  public static void main(String[] args)
  {
    Demo d1 = new Demo(4);
    System.out.println(d1);//输出语句打印对象时,会自动调用对象的toString方法。打印对象的字符串表现形式。
    Demo d2 = new Demo(7);
    System.out.println(d2.toString());
    //Demo d2 = new Demo(5);
    //Class c = d1.getClass();
  }

}

 


 

内部类:

  内部类的访问规则:

    1、内部类可以访问外部类的成员(因为outer.this.成员变量),包括private的。

      2、外部类要访问内部类,要先建立内部类对象(格式: 外部类.内部类 名字 = new 外部类.内部类();)。 

      3、内部类在外部类成员位置上时可以被private修饰,用 来封装。

      4、内部类被static修饰后跟静态用法一样(不能访问非 静态变量、因为没有super和this)

      5、当内部类中的定义了静态成员,该内部类必须是static

      6、当外部类中的静态方法访问内部类时,内部类也必须 是static的

      7、内部类中要访问局部变量,需要被声明为final

  内部类什么时候用

      当描述事物时,事物的内部还有事物,该事物用内部类来描述(比如人类,人内有各种器官),因为内部类在使用外部类的内容

  内部类定义在局部时:

      1、不能被成员修饰符修饰。

      2、可以直接访问外部类成员,因为还持有外部类引用,但是不可以访问局部变量,只能访问final修饰的局部类。

      3、在其他的外部类中部内new出内部类

  匿名内部类:

      1、匿名内部类其实是内部类的简写格式。

      2、定义匿名内部类的前提:内部类必须是继承一个类或者实现接口

      3、匿名内部类格式:new 父类或者接口(){定义子类内容}

      4、匿名内部类就是匿名的子类对象,而且这个对象有点胖。可以理解为 带内容的对象。

      5、匿名对象只能调用一次。

      6、匿名内部类中的方法,最好不要超过三个。

 

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