一、面向对象的初步认知

1.1 什么是面向对象

Java是一门纯面向对象的语言(Object Oriented Program,简称OOP),在面向对象的世界里,一切皆为对象。面向对象是解决问题的一种思想,主要依靠对象之间的交互完成一件事情


1.2 面向对象与面向过程

注意:面向过程和面相对象并不是一门语言,而是解决问题的方法,没有那个好坏之分,都有其专门的应用场景

(1)面向过程:类似于传统把大象放进冰箱的过程,打开冰箱->把大象塞进去->把冰箱关上

这种方式注重的是把大象放进冰箱的过程,少一个环节都不行。如果要把其他东西放进冰箱又是另一种方式。

按照该种方式来写代码,将来扩展或者维护起来会比较麻烦

(2)面向对象:

总共有四个对象:人、衣服、洗衣粉、洗衣机

整个洗衣服的过程:将衣服放进洗衣机、倒入洗衣粉,启动洗衣机,洗衣机就会完成洗衣过程并且甩干

整个过程主要是:人、衣服、洗衣粉、洗衣机四个对象之间交互完成的,人不需要关新洗衣机具体是如何洗衣服的,是如何甩干的

面向对象方式来进行处理,就不关注洗衣服的过程,具体洗衣机是怎么来洗衣服,如何来甩干的,用户不用去关心,只需要将衣服放进洗衣机,倒入洗衣粉,启动开关即可,通过对象之间的交互来完成的


二、类定义和使用

2.1 简单认识类

类是用来对一个实体(对象)来进行描述的,主要描述该实体(对象)具有哪些属性(外观尺寸等),哪些功能(用来干啥),描述完成后计算机就可以识别了(类似C语言中的结构体)

比如:洗衣机,它是一个品牌,在Java中可以将其看成是一个类别。

属性:产品品牌,型号,产品重量,外观尺寸,颜色…

功能:洗衣,烘干、定时….


2.2 类的定义格式

在java中定义类时需要用到class关键字

//创建类class ClassName { field;//字段(也叫属性或者成员变量) method; //行为(也叫成员方法)}

class为定义类的关键字,ClassName为类的名字,{ }中为类的主体

类包括两部分:

(1)成员变量(字段\属性):用来描述类的 (这些成员变量定义在方法外部,类的内部

(2)成员方法(行为):说明类具有哪些功能

class WashMachine { //此时的WashMachine就是自定义的类型 //成员变量(字段\属性)public String brand;public String type;public double weight;public double length;public double width;public double height;public String color;//成员方法(行为)public void washClothes() {System.out.println("洗衣服功能");}public void dryClothes() {System.out.println("脱水功能");}public void setTime() {System.out.println("定时功能");}}

采用Java语言将洗衣机类在计算机中定义完成,经过javac编译之后形成.class文件,在JVM的基础上计算机就可以识别了

注意事项:

(1)类名采用大驼峰定义

(2)成员前统一写public,后面会解释

(3)成员方法不带static关键字,后面会解释

(4)一般一个文件当中只定义一个类(一个文件可以有多个类,但是最多只能有一个被public修饰的类,且这个被修饰的类的名称必须和Java文件名一致

(5)main方法所在的类一般要使用public修饰(Eclipse默认会在public修饰的类中找main方法)

(6)不要轻易去修改public修饰的类的名称,如果要修改,通过开发工具修改

(在idea中右击创建的文件->refactor->rename )

如果一个文件有多个类,则只会改文件名,不会改变类名


三、类的实例化

定义了一个类 == 在计算机中定义了一种新的类型(与int,double类似)

类的实例化 == 用自定义的类型创建变量(对象)(占用实际的物理空间存储类成员变量)

比如上面的WashMachine类,有了自定义类型之后,就可以用这些类来定义实例(对象)

在java中采用new关键字,配合类名来实例化对象

创建一个狗类:

class PetDog {//狗的属性public String name;public String color;//狗的行为public void barks() {System.out.println(name+"汪汪汪~~~");}public void wag() {System.out.println(name+"摇尾巴~~~");}}

类的实例化:

public class demo {public static void main(String[] args) {//第一只狗:旺财-黑色PetDog dog1 = new PetDog();dog1.name = "旺财";dog1.color = "黑色";dog1.barks();dog1.wag();//第二只狗:阿黄-棕色PetDog dog2 = new PetDog();dog2.name = "阿黄";dog2.color = "棕色";dog2.barks();dog2.wag();}}

内存中的形式:

虚拟机栈堆

运行结果:

注意事项:

(1)new关键字用来创建一个对象实例(只要new就会产生新的对象,只要是新的对象就是有新的内存)

(2)使用 . 来访问对象中的属性和方法

(3) 同一个类可以创建多个对象实例


四、this引用

4.1 为什么要有this引用

class Date {public int year;public int month;public int day;public void setDay(int y,int m,int d) {year = y;month = m;day = d;}public void printDate() {System.out.println(year+"/"+month+"/"+day);}}public static void main(String[] args) {//创建一个日期类型的对象d1Date d1 = new Date();//对d1的日期设置d1.setDay(2022,9,15);//打印日期d1.printDate();}

以上代码定义了一个日期类,然后main方法中创建了一个对象,并通过Date类中的成员方法对对象进行设置和打印,代码整体逻辑非常简单,没有任何问题
但是思考一定还是有问题存在:

如果形参名不小心与成员变量名相同:那函数体中到底是谁给谁赋值?成员变量给成员变量?参数给参数?参数给成员变量?成员变量参数?估计自己都搞不清楚了(这是由于局部变量优先,就与方法外部的year,month,day无关了)

public void setDay(int year,int month,int day) {year = year;month = month;day = day;}

4.2 什么是this引用

this引用指向当前对象(谁调用了当前方法谁就是this),在成员方法中所有成员变量的操作,都是通过该引用去访问。

public void setDay(int year,int month,int day) {this.year = year;this.month = month;this.day = day;}

4.3 this引用的特性

(1)this的类型:对应类类型引用,即哪个对象调用就是哪个对象的引用类型(类类型都是引用类型)

(2)this只能在”成员方法”中使用

(3) 在”成员方法”中,this只能引用当前对象,不能再引用其他对象

(4)this是“成员方法”第一个隐藏的参数,编译器会自动传递,在成员方法执行时,编译器会负责将调用成员方法对象的引用传递给该成员方法,this负责来接收

编译器编译会把this参数还原:

class Date {public int year;public int month;public int day;public void setDay(Date this,int year,int month,int day) {this.year = year;this.month = month;this.day = day;}public void printDate(Date this) {System.out.println(this.year+"/"+this.month+"/"+this.day);//这里建议自己加this}}

this的三种使用方式:

this.成员变量-> 访问成员变量

this.func( )_> 访问当前的成员方法

this()调用当于类的构造方法


在这里有几个问题:大家一起思考一下:

(1)引用可以指向引用吗?

答:不对,引用只能指向对象

Dog dog1 = new Dog();

Dog dog2 = dog1;

dog2这个引用并不是指向了dog1这个引用,而是指向了dog1这个引用指向的对象

(2) 一个引用可以同时指向多个对象吗?

答:不可以,一个引用只能指向一个对象

Dog dog1 = new Dog();

dog1 = new Dog();

dog1 = new Dog();

dog1 = new Dog();

最终dog这个引用只能有一个对象的地址

(3)Dog dog2 = null代表dog2这个引用指向一个null对象?

答:不正确,dog2这个引用不指向任何对象


交换两个数的值:

我们知道Java中是不能直接交换两个数的值(基本类型传递进行的就是值传递,基本类型的变量是在虚拟机栈上的,无法将地址或者引用传递,swap交换的是swap中的形参a和b,并不会影响到实参a和b)

class MyValue {public int val;public MyValue(){}}public class code {//交换两个类中数的方法public static void swap(MyValue val1,MyValue val2) {int tmp = val1.val;val1.val = val2.val;val2.val = tmp;}public static void main(String[] args) {//创建myValue1MyValue myValue1 = new MyValue();myValue1.val = 10;//创建myValue2MyValue myValue2 = new MyValue();myValue2.val = 20;System.out.println("交换前:"+myValue1.val);System.out.println("交换前:"+myValue2.val);swap(myValue1,myValue2);System.out.println("交换后:"+myValue1.val);System.out.println("交换后:"+myValue2.val);}}

运行结果:

结果分析:

创建好va1和val2变量后:

然后swap创建tmp交换引用

tmp拿到val1的引用(地址),val1的引用等于val2的引用,val2的引用等于tmp的引用

然后跳出swap方法,val1和val2就没了,但是引用还在,并且两个引用的值进行了交换,所以最终交换成功


五、对象的构造及初始化

5.1 如何初始化对象

在Java方法内部定义一个局部变量时,必须要初始化,否则会编译失败

public static void main(String[] args) {int a;System.out.println(a);}

如果是对象:代码可以正常通过编译

public static void main(String[] args) {Date d1 = new Date();d1.printDate();}

通过上述例子发现两个问题:

(1)每次对象创建好后调用SetDate方法设置具体日期,比较麻烦,那对象该如何初始化

(2)局部变量必须要初始化才能使用,为什么字段声明之后没有给值依然可以使用


5.2 构造方法(特殊的方法)

5.2.1 概念

构造方法(也称为构造器)是一个特殊的成员方法,名字必须与类名相同,在创建对象时,由编译器自动调用,并且在整个对象的生命周期内只调用一次

class Date {public int year;public int month;public int day;//构造方法:用于初始化public Date(int year,int month,int day) {this.year = year;this.month = month;this.day = day;System.out.println("Date(int,int,int)方法被调用了");}public void printDate(Date this) {System.out.println(this.year+"/"+this.month+"/"+this.day);}}

注意:构造方法的作用就是对对象中的成员进行初始化(对象的初始化一定要调用构造方法)并不负责给对象开辟空间


5.2.2 特性

(1)名字必须与类名相同

(2)没有返回值类型,设置为void也不行

(3)创建对象时由编译器自动调用,并且在对象的生命周期内只调用一次

(4)构造方法可以重载(用户根据自己的需求提供不同参数的构造方法)

//带三个参数的构造方法:用于初始化public Date(int year,int month,int day) {this.year = year;this.month = month;this.day = day;System.out.println("Date(int,int,int)方法被调用了");}//无参构造方法public Date() {this.year = year;this.month = month;this.day = day;System.out.println("Date(int,int,int)方法被调用了");}

(5)如果用户没有显式定义,编译器会生成一份默认的构造方法,生成的默认构造方法一定是无参的

注意:一旦用户定义了任何一种构造方法,编译器则不再提供不带参数的构造方法,如果定义的有参数,使用时却没传参,编译器会报错

(6)无参构造方法中,可以通过this调用其他构造方法来简化代码

//无参构造方法public Date() {this(1900,1,1);//但是this(1900,1,1);必须是构造方法中第一条语句//this.year = year;//this.month = month;//this.day = day;System.out.println("Date(int,int,int)方法被调用了");}//三个参数的构造方法public Date(int year,int month,int day) {this.year = year;this.month = month;this.day = day;}

(7)Idea根据已有成员变量自动生成定义参数个数的构造方法:

鼠标右键Generate

constructor

ctrl选择需要的参数

注意:

this(…)必须是构造方法中第一条语句

不能形成环

public Date() {this(1900,1,1);}public Date(int year,int month,int day) {this();}//这两个构造函数不断调用对方,形成环,递归调用最终无法退出

(7)绝大多数情况下使用public来修饰,特殊场景下会被private修饰


5.3 默认初始化

在上文中提出的第二个问题:为什么局部变量在使用时必须要初始化,而成员变量可以不用呢?

Date d = new Date(2021,6,9);

在程序层面只是简单的一条语句,在JVM层面需要做好多事情,下面简单介绍下:

(1)检测对象对应的类是否加载了,如果没有加载则加载

(2)为对象分配内存空间

(3)处理并发安全问题

比如:多个线程同时申请对象,JVM要保证给对象分配的空间不冲突

(4)初始化所分配的空间
即:对象空间被申请好之后,对象中包含的成员已经设置好了初始值,比如:

布尔类型默认false,引用类型默认是null,其他类型默认为0

(5)设置对象头信息

(6)调用构造方法,给对象中各个成员赋值

再简化就是两步:

为对象分配内存

调用合适的构造方法


5.4 就地初始化

class Date {public int year=1900;public int month=1;public int day=2;}

注意:代码编译完成后,编译器会将所有给成员初始化的这些语句添加到各个构造函数中


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