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22_面向对象思想
第22章 面向对象思想
作者：张子默
一、面向对象思想概述
1、概述
Java语言是一种面向对象的程序设计语言，而面向对象思想是一种程序设计思想，在面向对象思想的指引下，使用Java语言区设计、开发计算机程序。这里的对象泛指现实中一切事物，每种事物都具备自己的属性和行为。面向对象思想就是在计算机程序设计过程中，参照现实中事物，将事物的属性特征、行为特征抽象出来，描述成计算机事件的设计思想。它区别于面向过程思想，强调的是通过调用对象的行为来实现功能，而不是自己一步一步地去操作实现。
2、举例
洗衣服：
- 面向过程：把衣服脱下来–>找一个盆–>放点洗衣粉–>加点水–>浸泡十分钟–>揉一揉–>清洗衣服–>拧干–>晾起来
- 面向对象：把衣服脱下来–>打开全自动洗衣机–>扔衣服–>按钮–>晾起来
区别：
- 面向过程：强调步骤。
- 面向对象：强调对象，这里的对象就是洗衣机。
3、特点
面向对象思想是一种更符合我们思考习惯的思想，它可以将复杂的事情简单化，并将我们从执行者变成了指挥者。面向对象的语言中，包含了三大基本特征，即封装、继承和多态。
二、类和对象
环顾一下周围会发现很对对象，比如桌子、椅子、同学、老师等。桌椅属于办公用品，师生属于人类。
1、类的概念
类是一组相关属性和行为的集合。可以看成是一类事物的模板，使用事务的属性特征和行为特征来描述该类事物。
现实中，描述一类事物:
- **属性：**该事物的状态信息。
- **行为：**该事物能够做什么。
举例：小猫
- 属性：名字、体重、年龄、颜色
- 行为：走、跑、叫
2、对象的概念
对象是一类事物的具体体现。对象是类的一个实例(对象并不是找个女朋友)，必然具备该类事物的属性和行为。
现实中，一类事物的一个实例：一只小猫
- 属性：Tom、5KG、2 Years、Yellow
- 行为：溜墙根走、蹦跶的跑、喵喵叫
3、类与对象的关系
- 类是对一类事物的描述，是抽象的。
- 对象是一类事物的实例，是具体的。
- 类是对象的模板，对象是类的实体。
三、类的定义
1、事物与类的对比
现实世界的一类事物：
- 属性：事物的状态信息。
- 行为：事物能够做什么。
Java中用class描述事物也是如此：
- 成员变量：对应事物的属性。
- 成员方法：对应事物的行为。
2、类的定义格式
public class ClassName { //成员变量 //成员方法 }- 1
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- 定义类：定义类的成员，包括成员变量和成员方法。
- 成员变量：和之前定义变量几乎是一样的。只不过位置发生了改变。在类中，方法外。
- 成员方法：和以前定义方法几乎一样。只不过把static去掉，static的作用会在后续的章节中提到。
类的定义格式举例：
public class Student { //成员变量 String name；//姓名 int age；//年龄 //成员方法 //学习的方法 publicvoid study() { System.out.println("好好学习，天天向上"); } //吃饭的方法 publicvoid eat() { System.out.println("学习饿了要吃饭"); } }- 1
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四、对象的使用
1、对象的使用格式
创建对象：
类名 对象名 = new 类名();- 1
使用对象访问类中的成员：
对象名.成员变量； 对象名.成员方法()；- 1
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对象的使用格式举例：
public class Test01_Student { public static void main(String[] args) { //创建对象格式：类名 对象名 = new 类名(); Student s = new Student(); System.out.println("s:"+s); //cn.itcast.Student@100363 //直接输出成员变量值 System.out.println("姓名："+s.name); //null System.out.println("年龄："+s.age); //0 System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐"); //给成员变量赋值 s.name ="赵丽颖"; s.age = 18; //再次输出成员变量的值 System.out.println("姓名："+s.name); //赵丽颖 System.out.println("年龄："+s.age); //18 System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐"); //调用成员方法 s.study(); // "好好学习，天天向上" s.eat(); // "学习饿了要吃饭" } }- 1
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2、成员变量的默认值
数据类型 默认值 基本类型 整型(byte、short、int、long) 0 浮点数(float、double) 0.0 字符(char) ‘\u0000’ 布尔(boolean) false 引用类型 数组、类、接口 null 五、类与对象的练习
定义手机类：
public class Phone { // 成员变量 String brand; //品牌 int price; //价格 String color; //颜色 // 成员方法 //打电话 public void call(String name) { System.out.println("给"+name+"打电话"); } //发短信 public void sendMessage() { System.out.println("群发短信"); } }- 1
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定义测试类：
public class Test02Phone { public static void main(String[] args) { //创建对象 Phone p = new Phone(); //输出成员变量值 System.out.println("品牌："+p.brand);//null System.out.println("价格："+p.price);//0 System.out.println("颜色："+p.color);//null System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐"); //给成员变量赋值 p.brand = "锤子"; p.price = 2999; p.color = "棕色"; //再次输出成员变量值 System.out.println("品牌："+p.brand);//锤子 System.out.println("价格："+p.price);//2999 System.out.println("颜色："+p.color);//棕色 System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐"); //调用成员方法 p.call("紫霞"); p.sendMessage(); } }- 1
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六、对象内存图
1、一个对象，调用一个方法内存图
通过上图，我们可以理解，在栈内存中运行的方法，遵循"先进后出，后进先出"的原则。变量p指向堆内存中的空间，寻找方法信息，去执行该方法。
但是，这里依然有问题存在。创建多个对象时，如果每个对象内部都保存一份方法信息，这就非常浪费内存了，因为所有对象的方法信息都是一样的。
2、两个对象，调用同一方法内存图
对象调用方法时，根据对象中方法标记(地址值)，去类中寻找方法信息。这样哪怕是多个对象，方法信息只保存一份，节约内存空间。
3、一个引用，作为参数传递到方法中内存图
引用类型作为参数，传递的是地址值。
七、成员变量和局部变量的区别
变量根据定义位置的不同，我们给变量起了不同的名字。如下图所示：
- 在类中位置不同
重点- 成员变量：类中，方法外
- 局部变量：方法中或方法声明上(形式参数)
- 作用范围不一样
重点- 成员变量：类中
- 局部变量：方法中
- 初始化值不同
重点- 成员变量：有默认值
- 局部变量：没有默认值。必须先定义、赋值，最后使用
- 在内存中位置不同
了解- 成员变量：堆内存
- 局部变量：栈内存
- 生命周期不同
了解- 成员变量：随着对象的创建而存在，随着对象的消失而消失
- 局部变量：随着方法的调用而存在，随着方法的调用完毕而消失
八、实例
- 面向对象引入
package com.zzm.day06.demo01; import java.util.Arrays; /** * 用途： * 时间：2021/5/26 20:34 * 创建人：张子默 */ /* 面向过程：当需要实现一个功能的时候，每一个具体的步骤都要亲力亲为，详细处理每一个细节。 面向对象：当需要实现一个功能的时候，不关心具体的步骤，而是找一个已经具有该功能的人，来帮我做事儿。 */ public class Demo01PrintArray { public static void main(String[] args) { int[] array = {10, 20, 30, 40, 50, 60}; // 要求打印格式为：[10, 20, 30, 40, 50] // 使用面向过程，每一个步骤细节都要亲力亲为。 System.out.print("["); for (int i = 0; i < array.length; i++) { if (i != array.length - 1) { // 如果不是最后一个元素 System.out.print(array[i] + ", "); } else { // 如果是最后一个元素 System.out.println(array[i] + "]"); } } System.out.println("==============="); // 使用面向对象 // 找一个JDK给我们提供好的Arrays类 // 其中有一个toString方法，直接就能把数组变成想要的格式的字符串 System.out.println(Arrays.toString(array)); } }- 1
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- 类的概念
package com.zzm.day06.demo01; /** * 用途： * 时间：2021/5/26 21:04 * 创建人：张子默 */ /* 定义一个类：用来模拟"学生"事物。其中有两个组成部分： 属性(是什么)： 姓名 年龄 行为(能做什么)： 吃饭 睡觉 学习 对应到Java的类当中： 成员变量(属性)： String name; // 姓名 int age; // 年龄 成员方法(行为)： public void eat() {} // 吃饭 public void sleep() {} // 睡觉 public void study() {} // 学习 注意事项： 成员变量是直接定义在类当中的，在方法外边。 成员方法不要写static关键字。 */ public class Student { // 成员变量 String name; // 姓名 int age; // 年龄 // 成员方法 public void eat() { System.out.println("吃饭饭！"); } public void sleep() { System.out.println("睡觉觉！"); } public void study() { System.out.println("学习！"); } } package com.zzm.day06.demo01; /** * 用途： * 时间：2021/5/26 21:13 * 创建人：张子默 */ /* 通常情况下，一个类并不能直接使用，需要根据类创建一个对象，才能使用。 导包：也就是指出需要使用的类，在什么位置。 import 包名称.类名称; import com.zzm.day06.demo01.Student; 对于和当前类属于同一个包的情况，可以省略导包语句不写。 创建，格式： 类名称 对象名 = new 类名称(); Student stu = new Student(); 使用，分为两种情况： 使用成员变量：对象名.成员变量名 使用成员方法：对象名.成员方法名(参数); (也就是，想用谁，就用对象名点儿谁) 注意事项： 如果成员变量没有进行赋值，那么将会有一个默认值，规则和数组一样。 */ public class Demo02Student { public static void main(String[] args) { // 1.导包 // 我需要使用的Student类和我自己Demo02Student位于同一个包下，所以省略导包语句不写 // 创建，格式 // 类名称 对象名 = new 类名称(); // 根据Student类，创建了一个名为stu的对象 Student stu = new Student(); // 3.使用其中的成员变量，格式 // 对象名.成员变量名 System.out.println(stu.name); // null System.out.println(stu.age); // 0 System.out.println("==============="); // 改变对象当中的成员变量数值内容 // 将右侧的字符串，赋值交给stu对象当中的name成员变量 stu.name = "赵丽颖"; stu.age = 18; System.out.println(stu.name); // 赵丽颖 System.out.println(stu.age); // 18 System.out.println("==============="); // 4.适用对象的成员方法，格式 // 对象名。成员方法名(); stu.eat(); stu.sleep(); stu.study(); } }- 1
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- 类与对象
package com.zzm.day06.demo02; /** * 用途： * 时间：2021/5/27 11:43 * 创建人：张子默 */ /* 定义一个类，用来模拟"手机"事物。 属性：品牌、价格、颜色 行为：打电话、发短信 对应到类当中： 成员变量(属性)： String brand; // 品牌 double price; // 价格 String color; // 颜色 成员方法(行为)： public void call(String who) {} // 打电话 public void sendMessage() {} // 群发短信 */ public class Phone { // 成员变量 String brand; // 品牌 double price; // 价格 String color; // 颜色 // 成员方法 public void call(String who) { System.out.println("给" + who + "打电话"); } public void sendMessage() { System.out.println("群发短信"); } } package com.zzm.day06.demo02; /** * 用途： * 时间：2021/5/27 11:56 * 创建人：张子默 */ public class Demo01PhoneOne { public static void main(String[] args) { // 根据Phone类，创建一个名为one的对象 // 格式：类名称 对象名 = new 类名称(); Phone one = new Phone(); System.out.println(one.brand); // null System.out.println(one.price); // 0.0 System.out.println(one.color); // null System.out.println("==============="); one.brand = "苹果"; one.price = 8388.0; one.color = "黑色"; System.out.println(one.brand); // 苹果 System.out.println(one.price); // 8388.0 System.out.println(one.color); // 黑色 System.out.println("==============="); one.call("乔布斯"); // 给乔布斯打电话 one.sendMessage(); // 群发短信 } } package com.zzm.day06.demo02; /** * 用途： * 时间：2021/5/27 11:56 * 创建人：张子默 */ public class Demo02PhoneTwo { public static void main(String[] args) { // 根据Phone类，创建一个名为one的对象 // 格式：类名称 对象名 = new 类名称(); Phone one = new Phone(); System.out.println(one.brand); // null System.out.println(one.price); // 0.0 System.out.println(one.color); // null System.out.println("==============="); one.brand = "苹果"; one.price = 8388.0; one.color = "黑色"; System.out.println(one.brand); // 苹果 System.out.println(one.price); // 8388.0 System.out.println(one.color); // 黑色 System.out.println("==============="); one.call("乔布斯"); // 给乔布斯打电话 one.sendMessage(); // 群发短信 System.out.println("==============="); Phone two = new Phone(); System.out.println(two.brand); // null System.out.println(two.price); // 0.0 System.out.println(two.color); // null System.out.println("==============="); two.brand = "三星"; two.price = 5999.0; two.color = "蓝色"; System.out.println(two.brand); // 三星 System.out.println(two.price); // 5999.0 System.out.println(two.color); // 蓝色 System.out.println("==============="); two.call("欧巴"); // 给欧巴打电话 two.sendMessage(); // 群发短信 } } package com.zzm.day06.demo02; /** * 用途： * 时间：2021/5/27 11:56 * 创建人：张子默 */ public class Demo03PhoneSame { public static void main(String[] args) { // 根据Phone类，创建一个名为one的对象 // 格式：类名称 对象名 = new 类名称(); Phone one = new Phone(); System.out.println(one.brand); // null System.out.println(one.price); // 0.0 System.out.println(one.color); // null System.out.println("==============="); one.brand = "苹果"; one.price = 8388.0; one.color = "黑色"; System.out.println(one.brand); // 苹果 System.out.println(one.price); // 8388.0 System.out.println(one.color); // 黑色 System.out.println("==============="); one.call("乔布斯"); // 给乔布斯打电话 one.sendMessage(); // 群发短信 System.out.println("==============="); Phone two = one; System.out.println(two.brand); // 苹果 System.out.println(two.price); // 8388.0 System.out.println(two.color); // 黑色 System.out.println("==============="); two.brand = "三星"; two.price = 5999.0; two.color = "蓝色"; System.out.println(two.brand); // 三星 System.out.println(two.price); // 5999.0 System.out.println(two.color); // 蓝色 System.out.println("==============="); two.call("欧巴"); // 给欧巴打电话 two.sendMessage(); // 群发短信 } } package com.zzm.day06.demo02; /** * 用途： * 时间：2021/5/27 12:47 * 创建人：张子默 */ public class Demo04PhoneParam { public static void main(String[] args) { Phone one = new Phone(); one.brand = "苹果"; one.price = 8388.0; one.color = "土豪金"; method(one); // 传递进去的参数其实就是地址值 } public static void method(Phone param) { System.out.println(param.brand); // 苹果 System.out.println(param.price); // 8388.0 System.out.println(param.color); // 土豪金 } } package com.zzm.day06.demo02; /** * 用途： * 时间：2021/5/27 13:01 * 创建人：张子默 */ public class Demo05PhoneReturn { public static void main(String[] args) { Phone two = getPhone(); System.out.println(two.brand); // 苹果 System.out.println(two.price); // 8388.0 System.out.println(two.color); // 玫瑰金 } public static Phone getPhone() { Phone one = new Phone(); one.brand = "苹果"; one.price = 8388.0; one.color = "玫瑰金"; return one; } }- 1
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- 局部变量和成员变量
package com.zzm.day06.demo03; /** * 用途： * 时间：2021/5/28 15:01 * 创建人：张子默 */ /* 局部变量和成员变量 定义位置不一样【重点】 局部变量：在方法内部 成员变量：在方法外部，直接写在类当中 作用范围不一样【重点】 局部变量：只有方法当中才可以使用，出了方法就不能再用 成员变量：整个类全都可以通用 默认值不一样【重点】 局部变量：没有默认值，如果要想使用，必须手动进行赋值 成员变量：如果没有赋值，会有默认值，规则和数组一样 内存的位置不一样(了解) 局部变量：位于栈内存 成员变量：位于堆内存 生命周期不一样(了解) 局部变量：随着方法进栈而诞生，随着方法出栈而消失 成员变量：随着对象创建而诞生，随着对象被垃圾回收而消失 */ public class Demo01VariableDifference { String name; // 成员变量 public void methodA() { int num = 20; // 局部变量 System.out.println(num); System.out.println(name); } public void methodB(int param) { // 方法参数就是局部变量 // 参数在方法调用的时候，必然会被赋值的 System.out.println(param); int age; // 局部变量 // System.out.println(age); // 没赋值不能用 // System.out.println(num); // 错误写法！ System.out.println(name); } }- 1
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