• Java 基础 面向对象和抽象类


    面向对象变量

      局部变量和成员变量区别

      区别一:定义的位置不同

        定义在类中的变量是成员变量

        定义在方法中或者{}语句里面的变量是局部变量

      区别二:在内存中的位置不同

        成员变量存储在对内存的对象中

        局部变量存储在栈内存的方法中

      区别三:声明周期不同

        成员变量随着对象的出现而出现在堆中,随着对象的消失而从堆中消失

        局部变量随着方法的运行而出现在栈中,随着方法的弹栈而消失

      区别四:初始化不同

        成员变量因为在堆内存中,所有默认的初始化值

        局部变量没有默认的初始化值,必须手动的给其赋值才可以使用。

        基本类型和引用类型做外参数传递

      基本类型和引用类型作为参数传递

      引用类型数据和基本类型数据作为参数传递有没有差别呢?我们用如下代码进行说明,并配合图解让大家更加清晰:

      基本类型作为参数传递时,其实就是将基本类型变量x空间中的值复制了一份传递给调用的方法show(),当在show()方法中x接受到了复制的值,再在show()方法中对x变量进行操作,这时只会影响到show中的x。当show方法执行完成,弹栈后,程序又回到main方法执行,main方法中的x值还是原来的值。

      当引用变量作为参数传递时,这时其实是将引用变量空间中的内存地址(引用)复制了一份传递给了show方法的d引用变量。这时会有两个引用同时指向堆中的同一个对象。当执行show方法中的d.x=6时,会根据d所持有的引用找到堆中的对象,并将其x属性的值改为6.show方法弹栈。由于是两个引用指向同一个对象,不管是哪一个引用改变了引用的所指向的对象的中的值,其他引用再次使用都是改变后的值。

    面向对象封装

      提起封装,大家并不陌生。前面我们学习方法时,就提起过,将具体功能封装到方法中,学习对象时,也提过将方法封装在类中,其实这些都是封装。

    封装,它也是面向对象思想的特征之一。面向对象共有三个特征:封装,继承,多态。接下来我们具体学习封装。

    封装表现

      1、方法就是一个最基本封装体。

      2、类其实也是一个封装体。

    从以上两点得出结论,封装的好处:

      1、提高了代码的复用性。

      2、隐藏了实现细节,还要对外提供可以访问的方式。便于调用者的使用。这是核心之一,也可以理解为就是封装的概念。

      3、提高了安全性。

    私有private

      描述人。Person

      属性:年龄。

      行为:说话:说出自己的年龄。

    class Person {
        int age;
        String name;
    
        public void show() {
            System.out.println("age=" + age + ",name" + name);
        }
    }
    
    public class PersonDemo {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建Person对象
            Person p = new Person();
            p.age = -20; // 给Person对象赋值
            p.name = "人妖";
            p.show(); // 调用Person的show方法
        }
    }

      通过上述代码发现,虽然我们用Java代码把Person描述清楚了,但有个严重的问题,就是Person中的属性的行为可以任意访问和使用。这明显不符合实际需求。

    可是怎么才能不让访问呢?需要使用一个Java中的关键字也是一个修饰符 private(私有,权限修饰符)。只要将Person的属性和行为私有起来,这样就无法直接访问。

    class Person {
        private int age;
        private String name;
    
        public void show() {
        System.out.println("age=" + age + ",name" + name);
        }
    }

      年龄已被私有,错误的值无法赋值,可是正确的值也赋值不了,这样还是不行,那肿么办呢?按照之前所学习的封装的原理,隐藏后,还需要提供访问方式。只要对外提供可以访问的方法,让其他程序访问这些方法。同时在方法中可以对数据进行验证。

    一般对成员属性的访问动作:赋值(设置 set),取值(获取 get),因此对私有的变量访问的方式可以提供对应的 setXxx或者getXxx的方法。

      

    class Person {
        // 私有成员变量
        private int age;
        private String name;
    
        // 对外提供设置成员变量的方法
        public void setAge(int a) {
            // 由于是设置成员变量的值,这里可以加入数据的验证
            if (a < 0 || a > 130) {
                System.out.println(a + "不符合年龄的数据范围");
                return;
            }
            age = a; 
        }
    
        // 对外提供访问成员变量的方法
        public void getAge() {
            return age;
        }
    }

      总结:

        类中不需要对外提供的内容都私有化,包括属性和方法。

        以后再描述事物,属性都私有化,并提供setXxx getXxx方法对其进行访问。

        注意:私有仅仅是封装的体现形式而已。

    this关键字

      当在方法中出现了局部变量和成员变量同名的时候,那么在方法中怎么区别局部变量成员变量呢?可以在成员变量名前面加上this.来区别成员变量和局部变量

    class Person {
        private int age;
        private String name;
        public void speak() {
            this.name = "小强";
            this.age = 18;
            System.out.println("name=" + this.name + ",age=" + this.age);
        }
    }
    
    class PersonDemo {
        public static void main(String[] args) {
            Person p = new Person();
            p.speak();
        }
    }

      对象内存

      我们已经学习了如何把生活中的事物使用Java代码描述,接下来我们分析对象在内存中的分配情况。这里需要画图一步一步演示,严格按照画图流程讲解内存对象创建使用过程。

    class Person {
        private int age;
        public int getAge() {
            return this.age;
        }
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
    }
    public class PersonDemo {
        public static void main(String[] args) {
            Person p = new Person();
            p.setAge(30);
            System.out.println("大家好,今年我" + p.getAge() + "岁");
        }
    }

    下图为程序中内存对象的创建使用过程。

     

    程序执行流程说明:

      1、 先执行main方法(压栈),执行其中的 Person p = new Person();

      2、 在堆内存中开辟空间,并为其分配内存地址0x1234,紧接着成员变量默认初始化(age = 0);将内存地址0x1234赋值给栈内中的Person p 变量

      3、 继续执行p.setAge(30)语句,这时会调用setAge(int age)方法,将30赋值为setAge方法中的“age”变量;执行this.age = age语句,将age变量值30 赋值给成员变量this.age为30;

      4、 setAge()方法执行完毕后(弹栈),回到main()方法,执行输出语句System.out.println(),控制台打印p对象中的age年龄值。

    注意:

      this到底代表什么呢?this代表的是对象,具体代表哪个对象呢?哪个对象调用了this所在的方法,this就代表哪个对象。

      上述代码中的 p.setAge(30)语句中,setAge(int age)方法中的this代表的就是p对象。

      this的简单应用

    class Person {
        private int age;
        private String name;
        
        public int getAge() {
            return age;
        }
    
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public void speak() {
            System.out.println("name=" + this.name + ",age=" + this.age);
        }
    
        // 判断是否为同龄人
        public boolean equalsAge(Person p) {
            // 使用当前调用该equalsAge方法对象的age和传递进来p的age进行比较
            // 由于无法确定具体是哪一个对象调用equalsAge方法,这里就可以使用this来代替
            /*
             * if(this.age == p.age) { return true; } return false;
             */
            return this.age == p.age;
        }
    }

    继承

      什么是继承

      在现实生活中,继承一般指的是子女继承父辈的财产。在程序中,继承描述的是事物之间的所属关系,通过继承可以使多种事物之间形成一种关系体系。例如公司中的研发部员工和维护部员工都属于员工,程序中便可以描述为研发部员工和维护部员工继承自员工,同理,JavaEE工程师和Android工程师继承自研发部员工,而维网络维护工程师和硬件维护工程师继承自维护部员工。这些员工之间会形成一个继承体系,具体如下图所示。

      在Java中,类的继承是指在一个现有类的基础上去构建一个新的类,构建出来的新类被称作子类,现有类被称作父类,子类会自动拥有父类所有可继承的属性和方法。

      JAVA继承的格式

      在程序中,如果想声明一个类继承另一个类,需要使用extends关键字。

    格式:
    class 子类 extends 父类 {}
    /* 实例:
     * 定义员工类Employee
     */
    class Employee {
        String name; // 定义name属性
        // 定义员工的工作方法
        public void work() {
            System.out.println("尽心尽力地工作");
        }
    }
    
    /*
     * 定义研发部员工类Developer 继承 员工类Employee
     */
    class Developer extends Employee {
        // 定义一个打印name的方法
        public void printName() {
            System.out.println("name=" + name);
        }
    }
    
    /*
     * 定义测试类
     */
    public class Example01 {
        public static void main(String[] args) {
            Developer d = new Developer(); // 创建一个研发部员工类对象
            d.name = "小明"; // 为该员工类的name属性进行赋值
            d.printName(); // 调用该员工的printName()方法
            d.work(); // 调用Developer类继承来的work()方法
        }
    }

      在上述代码中,Developer类通过extends关键字继承了Employee类,这样Developer类便是Employee类的子类。从运行结果不难看出,子类虽然没有定义name属性和work()方法,但是却能访问这两个成员。这就说明,子类在继承父类的时候,会自动拥有父类的成员。

    继承的好处&注意事项

      继承的好处:

        1、继承的出现提高了代码的复用性,提高软件开发效率。

        2、继承的出现让类与类之间产生了关系,提供了多态的前提。

      在类的继承中,需要注意一些问题,具体如下:

        1、在Java中,类只支持单继承,不允许多继承,也就是说一个类只能有一个直接父类,例如下面这种情况是不合法的。

       class A{} 
         class B{}
         class C extends A,B{}  // C类不可以同时继承A类和B类  

        2、多个类可以继承一个父类,例如下面这种情况是允许的。

    class A{}
         class B extends A{}
         class C extends A{}   // 类B和类C都可以继承类A

        3,在Java中,多层继承是可以的,即一个类的父类可以再去继承另外的父类,例如C类继承自B类,而B类又可以去继承A类,这时,C类也可称作A类的子类。下面这种情况是允许的。

    class A{}
         class B extends A{}   // 类B继承类A,类B是类A的子类
         class C extends B{}   // 类C继承类B,类C是类B的子类,同时也是类A的子类

        4、在Java中,子类和父类是一种相对概念,也就是说一个类是某个类父类的同时,也可以是另一个类的子类。例如上面的这种情况中,B类是A类的子类,同时又是C类的父类。

      继承-子父类中成员变量的特点

      了解了继承给我们带来的好处,提高了代码的复用性。继承让类与类或者说对象与对象之间产生了关系。那么,当继承出现后,类的成员之间产生了那些变化呢?

    类的成员重点学习成员变量、成员方法的变化。

      成员变量:如果子类父类中出现不同名的成员变量,这时的访问是没有任何问题。

      看如下代码

    class Fu
    {
        //Fu中的成员变量。
        int num = 5;
    }
    class Zi extends Fu
    {
        //Zi中的成员变量
        int num2 = 6;
        //Zi中的成员方法
        public void show()
        {
            //访问父类中的num
            System.out.println("Fu num="+num);
            //访问子类中的num2
            System.out.println("Zi num2="+num2);
        }
    }
    class Demo 
    {
        public static void main(String[] args) 
        {
            Zi z = new Zi(); //创建子类对象
            z.show(); //调用子类中的show方法
        }
    }

    继承-子父类中成员方法特点

      子父类中成员方法的特点

      当在程序中通过对象调用方法时,会先在子类中查找有没有对应的方法,若子类中存在就会执行子类中的方法,若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。

    class Fu{
        public void show(){
            System.out.println("Fu类中的show方法执行");
        }
    }
    class Zi extends Fu{
        public void show2(){
            System.out.println("Zi类中的show2方法执行");
        }
    }
    public  class Test{
        public static void main(String[] args) {
            Zi z = new Zi();
            z.show(); //子类中没有show方法,但是可以找到父类方法去执行
            z.show2();
        }
    }

      成员方法特殊情况——覆盖

      子类中出现与父类一模一样的方法时,会出现覆盖操作,也称为override重写、复写或者覆盖。

    class Fu
    {
        public void show()
        {
            System.out.println("Fu show");
        }
    }
    class Zi extends Fu
    {
        //子类复写了父类的show方法
        public void show()
        {
            System.out.println("Zi show");
        }
    }

      方法重写(覆盖)的应用:

      当子类需要父类的功能,而功能主体子类有自己特有内容时,可以重写父类中的方法,这样,即沿袭了父类的功能,又定义了子类特有的内容。

      举例:比如手机,当描述一个手机时,它具有发短信,打电话,显示来电号码功能,后期由于手机需要在来电显示功能中增加显示姓名和头像,这时可以重新定义一个类描述智能手机,并继承原有描述手机的类。并在新定义的类中覆盖来电显示功能,在其中增加显示姓名和头像功能。

    在子类中,访问父类中的成员方法格式:
    super.父类中的成员方法();

    实例:

    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            new NewPhone().showNum();
        }
    }
    
    //手机类
    class Phone{
        public void sendMessage(){
            System.out.println("发短信");
        }
        public void call(){
            System.out.println("打电话");
        }
        public void showNum(){
            System.out.println("来电显示号码");
        }
    }
    
    //智能手机类
    class NewPhone extends Phone{
        
        //覆盖父类的来电显示号码功能,并增加自己的显示姓名和图片功能
        public void showNum(){
            //调用父类已经存在的功能使用super
            super.showNum();
            //增加自己特有显示姓名和图片功能
            System.out.println("显示来电姓名");
            System.out.println("显示头像");
        }
    }

    方法重写的注意事项

     子类方法覆盖父类方法,必须要保证权限大于等于父类权限。

    class Fu(){    
       void show(){}
        public void method(){}
    }
    class Zi() extends Fu{
       public void show(){}  //编译运行没问题
        void method(){}      //编译错误
    }

      写法上稍微注意:必须一模一样:方法的返回值类型 方法名 参数列表都要一样。

      总结:当一个类是另一个类中的一种时,可以通过继承,来继承属性与功能。如果父类具备的功能内容需要子类特殊定义时,进行方法重写。

    抽象类

      抽象类的产生

      当编写一个类时,我们往往会为该类定义一些方法,这些方法是用来描述该类的功能具体实现方式,那么这些方法都有具体的方法体。

      但是有的时候,某个父类只是知道子类应该包含怎么样的方法,但是无法准确知道子类如何实现这些方法。比如一个图形类应该有一个求周长的方法,但是不同的图形求周长的算法不一样。那该怎么办呢?

      分析事物时,发现了共性内容,就出现向上抽取。会有这样一种特殊情况,就是方法功能声明相同,但方法功能主体不同。那么这时也可以抽取,但只抽取方法声明,不抽取方法主体。那么此方法就是一个抽象方法。

      描述JavaEE工程师:行为:工作。

      描述Android工程师:行为:工作。

      JavaEE工程师和Android工程师之间有共性,可以进行向上抽取。抽取它们的所属共性类型:研发部员工。由于JavaEE工程师和Android工程师都具有工作功能,但是他们具体工作内容却不一样。这时在描述研发部员工时,发现了有些功能(工作)不具体,这些不具体的功能,需要在类中标识出来,通过java中的关键字abstract(抽象)

      当定义了抽象函数的类也必须被abstract关键字修饰,被abstract关键字修饰的类是抽象类。

      抽象类&抽象方法的定义  

      抽象方法定义的格式:

    public abstract 返回值类型 方法名(参数);

      抽象类定义的格式:

    abstract class 类名 {
    }

      下面是抽象类实例:

    //研发部员工 
    abstract class Developer {
        public abstract void work();//抽象函数。需要abstract修饰,并分号;结束
    }
    
    //JavaEE工程师
    class JavaEE extends Developer{
        public void work() {
            System.out.println("正在研发淘宝网站");
        }
    }
    
    //Android工程师
    class Android extends Developer {
        public void work() {
            System.out.println("正在研发淘宝手机客户端软件");
        }
    }

      抽象类的特点

      1、抽象类和抽象方法都需要被abstract修饰。抽象方法一定要定义在抽象类中。

      2、抽象类不可以直接创建对象,原因:调用抽象方法没有意义。

      3、只有覆盖了抽象类中所有的抽象方法后,其子类才可以创建对象。否则该子类还是一个抽象类。

      之所以继承抽象类,更多的是在思想,是面对共性类型操作会更简单。

      抽象类的细节问题

      1、抽象类一定是个父类?

      是的,因为不断抽取而来的。

      2、抽象类中是否可以不定义抽象方法。

        是可以的,那这个抽象类的存在到底有什么意义呢?不让该类创建对象,方法可以直接让子类去使用(面试常用)

      3、抽象关键字abstract不可以和哪些关键字共存?

        1、private:私有的方法子类是无法继承到的,也不存在覆盖,而abstract和private一起使用修饰方法,abstract既要子类去实现这个方法,而private修饰子类根本无法得到父类这个方法。互相矛盾。

        2、final,暂时不关注,后面学

        3、static,暂时不关注,后面学

     

     

      

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/tashanzhishi/p/10544791.html
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