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,主要描述实体(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

java定义类时需要用到class关键字

//创建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 (这些成员变量定义方法外部,类的内部

(2)成员方法行为说明具有哪些功能

class WashMachine { //此时的WashMachine就是自定义类型
     //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

注意事项

(1)类名采用大驼峰定义

(2)成员前统一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修饰类中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中右击创建文件->refactor->rename

如果一个文件多个类,则只会改文件名,不会改变类名


三、类的实例

定义了一个类 == 在计算机定义了一种新的类型(与intdouble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)

java中采用new关键字,配合类名实例化对象

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d1
        Date 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,monthday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”第一个隐藏参数编译器自动传递,在成员方法执行时,编译器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:

<1>this.成员变量    -> 访问成员变量

<2>this.func( )     _访问当前的成员方法 

<3>this()调用当于类的构造方法


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


交换个数的值:

我们知道Java中是不能直接交换个数的值(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myValue1
        MyValue myValue1 = new MyValue();
        myValue1.val = 10;
        //创建myValue2
        MyValue 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,由编译自动调用,并且在整个对象的生命周期只调用一次

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(用户根据自己需求提供不同参数构造方法)

//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:

<1>鼠标右键Generate

<2>constructor

<3>ctrl选择需要的参数

注意:

<1>this(…)必须是构造方法中第一条语句

<2>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);

程序层面只是简单一条语句,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:

<1>为对象分配内存

<2>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各个构造函数


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