• 【JavaSE语法】类和对象（二）

    六、 封装

    6.1 封装的概念

    面向对象程序三大特性：封装、继承、多态。而类和对象阶段，主要研究的就是封装特性。

    封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互
    简单来说：套壳屏蔽细节（为了安全考虑）

    1. class Student {
    2.     private String name;
    3.     private int age;
    4.  
    5.     public Student(String name, int age) {
    6.         this.name = name;
    7.         this.age = age;
    8.     }
    9.  
    10.     public int getAge() {
    11.         return age;
    12.     }
    13.  
    14.     public void setAge(int age) {
    15.         this.age = age;
    16.     }
    17.  
    18.     public void setName(String name) {
    19.         this.name = name;
    20.     }
    21.  
    22.     public String getName() {
    23.         return this.name;
    24.     }
    25.  
    26.     public void eat() {
    27.         System.out.println(this.name + "正在吃饭！");
    28.     }
    29.  
    30.  
    31. }
    32. public class Test {
    33.     public static void main(String[] args) {
    34.         Student student = new Student("张三", 10);
    35.         //student.name = "dafa";   实现封装后就无法直接拿到这个name字段了
    36.         student.setName("李四");
    37.         System.out.println(student.getName());
    38.         student.eat();
    39.     }
    40. }

    上面代码中的成员变量被private修饰，就是进行了封装，那么在Student这个类外就不能直接用student.name，而需要写setName方法来初始化name，在此介绍一种快速get和set成员变量的方式：

    在Idea中右键鼠标->Generate->getter/setter/getter and setter根据自己需要选择即可

     成员方法也可以被private修饰，eg：上面构造方法被封装了，那么我们就可以在eat（）方法中调用Student student = new Student("张三", 10)，这样进行初始化

    6.2 访问限定符

    Java中主要通过类和访问权限来实现封装：类可以将数据以及封装数据的方法结合在一起，更符合人类对事物的认知，而访问权限用来控制方法或者字段能否直接在类外使用。

    Java中提供了四种访问限定符：
     

    NO范围privatedefaultprotectedpublic
    1同一个包中的同一类√√√√
    2同一个包中的不同类√√√
    3不同包中的子类√√
    4不同包中的非子类√

    public：通用的，公开的，哪里都可以用

    default: 同一个包中才能使用，即包访问权限（可以是同类，也可以是不同类）

    private：只能在当前类使用

    default同一个包不同类验证：

    1. package com.bit.demo1;   //当前类所在的包
    2.  
    3. public class TestDemo {
    4.     int count = 99;
    5. }
    1. package com.bit.demo1;
    2.  
    3. public class TestDemo2 {
    4.     public static void main(String[] args) {
    5.         TestDemo testDemo = new TestDemo();
    6.         System.out.println(testDemo.count);  # 结果：99
    7.     }
    8. }

    【说明】

    （1）protected主要是用在继承中，继承部分详细介绍

    （2）default权限指：什么都不写情况下的默认权限 

    （3）访问权限除了可以限定类中成员的可见性，也可以控制类的可见性

    1. public class Computer {
    2.     private String cpu;
    3.     private String memory;
    4.     public String screen;
    5.     String brand;   //default属性
    6.  
    7.     public Computer(String brand,String cpu,String memory,String screen) {
    8.         this.brand = brand;
    9.         this.cpu = cpu;
    10.         this.memory = memory;
    11.         this.screen = screen;
    12.     }
    13.  
    14.     public void Boot() {
    15.         System.out.println("开机~~~");
    16.     }
    17.  
    18.     public void PowerOff() {
    19.         System.out.println("关机~~~");
    20.     }
    21.  
    22.     public void SurfInternet() {
    23.         System.out.println("上网~~~");
    24.     }
    25. }
    1. public static void main(String[] args) {
    2.         Computer p = new Computer("VSUS","i7","16G","13*14");
    3.         System.out.println(p.brand);//default属性：只能在本包中类访问
    4.         System.out.println(p.screen);//public属性：可以任何其他类访问
    5.         //System.out.println(p.cpu);//private属性：只能在Computer类中访问，不能被其他类访问
    6.         //System.out.println(p.memory);//private属性
    7. }

    注意：一般情况下成员变量设置为private，成员方法设置为public

    6.3 封装扩展之包

    6.3.1 包的概念

    为了更好的管理类，把多个类收集在一起成为一组，称为软件包。有点类似于目录。比如：为了更好的管理电脑中的歌曲，一种好的方式就是将相同属性的歌曲放在相同文件下，也可以对某个文件夹下的音乐进行更详细的分类

    在Java中也引入了包，包是对类、接口等的封装机制的体现，是一种对类或者接口等的很好的组织方式，比如：一个包中的类不想被其他包中的类使用。包还有一个重要的作用：在同一个工程中允许存在相同名称的类，只要处在不同的包中即可

    6.3.2 导入包中的类

    Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用. 例如Date类：可以使用 java.util.Date 导入 java.util 这个包中的 Date类

    1. public static void main(String[] args) {
    2.         java.util.Date date = new java.util.Date();
    3.         //得到一个毫秒级别的时间戳
    4.         System.out.println(date.getTime());
    5. }

    还有一种更简便的方法：使用 import语句导入包（选中Date->旁边会有提示Alt+回车快速导包）

    1. import java.util.Date;
    2.  
    3. public class code {
    4.     public static void main(String[] args) {
    5.         Date date = new Date();
    6.         //得到一个毫秒级别的时间戳
    7.         System.out.println(date.getTime());
    8.     }
    9. }

    如果需要使用 java.util 中的其他类, 可以使用 import java.util.* (不推荐这种方式容易出现冲突的情况，util 和 sql 中都存在一个 Date 这样的类, 此时就会出现歧义, 编译出错，这时候就使用Date就需要写完整的类名：如java.util.Date而不能写Date）

    1. import java.util.*;
    2.  
    3. public class code {
    4.     public static void main(String[] args) {
    5.         Date date = new Date();
    6.         //得到一个毫秒级别的时间戳
    7.         System.out.println(date.getTime());
    8.     }
    9. }

     可以使用import static导入包中静态的方法和字段（很少用）：虽然简洁，但是用起来很变扭

    1. import static java.lang.Math.*;
    2. import static java.lang.System.*;
    3.  
    4. public class Test {
    5.     public static void main(String[] args) {
    6.         double x = 30;
    7.         double y = 40;
    8.  
    9.     // 静态导入的方式写起来更方便一些
    10.     //Math.pow(d2, d1);
    11.     pow(d2,d1);
    12.     //System.out.println();
    13.     out.println();
    14.     }
    15. }

     注意事项: import 和 C++ 的 #include 差别很大.

    C++ 必须 #include 来引入其他文件内容, 但是 Java 不需要.

    import 只是为了写代码的时候更方便. import 更类似于 C++ 的 namespace 和 using

    6.3.3 自定义包

    基本规则：

    （1）在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中.

    （2）包名需要尽量指定成唯一的名字, 通常会用公司的域名的颠倒形式(例如 com.bit.demo1 )

    （3）包名要和代码路径相匹配. 例如创建 com.bit.demo1 的包, 那么会存在一个对应的路径 com/bit/demo1 来存储代码

    （4）如果（直接在src下创建的）一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中

    6.3.4 包的访问权限控制举例

    Computer类位于com.bit.demo1包中，TestComputer位置com.bit.demo2包中：

    1. package com.bit.demo1;
    2.  
    3. public class Computer {
    4.     private String cpu; // cpu
    5.     private String memory; // 内存
    6.     public String screen; // 屏幕
    7.     String brand; // 品牌
    8.  
    9. public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {
    10.     this.brand = brand;
    11.     this.cpu = cpu;
    12.     this.memory = memory;
    13.     this.screen = screen;
    14. }
    15.  
    16. public void Boot(){
    17.     System.out.println("开机~~~");
    18. }
    19.  
    20. public void PowerOff(){
    21.     System.out.println("关机~~~");
    22. }
    23.  
    24. public void SurfInternet(){
    25.     System.out.println("上网~~~");
    26. }
    1. package com.bite.demo2;
    2. import com.bite.demo1.Computer;
    3.  
    4. public class TestComputer {
    5.     public static void main(String[] args) {
    6.         Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14");
    7.         
    8.         System.out.println(p.screen);
    9.         // System.out.println(p.cpu); // 报错：cup是私有的，不允许被其他类访问
    10.         // System.out.println(p.brand); // 报错：brand是default，不允许被其他包中的类访问
    11.     }
    12. } 
    13.  
    14. // 注意：如果去掉Computer类之前的public修饰符，代码也会编译失败
    6.3.5 常见的包

    （1）java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后自动导入

    （2） java.lang.reflect:java 反射编程包

    （3）java.net:进行网络编程开发包

    （4）java.sql:进行数据库开发的支持包

    （5） java.util:是java提供的工具程序包。(集合类等) 非常重要

    （6）java.io:I/O编程开发包

    七、static成员

    7.1 再谈学生类

    使用前文中介绍的学生类实例化三个对象s1、s2、s3，每个对象都有自己特有的名字、性别，年龄，学分绩点等成员信息，这些信息就是对不同学生来进行描述的，如下所示

    1. public class Student{
    2.     // ...
    3.     public static void main(String[] args) {
    4.         Student s1 = new Student("Li leilei", "男", 18, 3.8);
    5.         Student s2 = new Student("Han MeiMei", "女", 19, 4.0);
    6.         Student s3 = new Student("Jim", "男", 18, 2.6);
    7.     }
    8. }

     

     假设三个同学是同一个班的，那么他们上课肯定是在同一个教室，那既然在同一个教室，那能否给类中再加一个成员变量，来保存同学上课时的教室呢？答案是不行的。

    之前在Student类中定义的成员变量，每个对象中都会包含一份(称之为实例变量)，因为需要使用这些信息来描述具体的学生。而现在要表示学生上课的教室，这个教室的属性并不需要每个学生对象中都存储一份，而是需要让所有的学生来共享。在Java中，被static修饰的成员，称之为静态成员，也可以称为类成员，其不属于某个具体的对象，是所有对象所共享的

    7.2 static修饰成员变量

    static修饰的成员变量（只能是成员变量或者成员方法，不能是局部变量），称为静态成员变量，静态成员变量最大的特性：不属于某个具体的对象，是所有对象所共享的。

    【静态成员变量特性】

    （1）不属于某个具体的对象，属于类的，所有对象共享的，不存储在某个对象的空间中

    （2） 既可以通过对象访问，也可以通过类名访问，但一般更推荐使用类名访问

    （3） 类变量存储在方法区当中

    （4）生命周期伴随类的一生(即：随类的加载而创建，随类的卸载而销毁)

    （5）访问static修饰的变量，可以不用实例化变量 （因为它属于类，和对象没关系）

    1. public class Student{
    2.     public String name;
    3.     public String gender;
    4.     public int age;
    5.     public double score;
    6.     public static String classRoom = "Bit306";
    7.  
    8.     // ...
    9.  
    10.     public static void main(String[] args) {
    11.  
    12.         // 静态成员变量直接通过类名访问（合理的方式）
    13.         Student.classroom = "3-601";
    14.  
    15.         Student s1 = new Student("Li leilei", "男", 18, 3.8);
    16.         Student s2 = new Student("Han MeiMei", "女", 19, 4.0);
    17.         Student s3 = new Student("Jim", "男", 18, 2.6);
    18.  
    19.         // 不属于对象，就不能通过对象的引用来访问，但是不是报错，是警告，不合理
    20.         //student1.classroom = "3-601";
    21.     }
    22. }

    同学以调试方式运行上述代码，然后在监视窗口中可以看到，静态成员变量并没有存储到某个具体的对象中 

    总结：

    类的成员变量有两种：

    （1）静态成员变量

                 <1>属于类的，不属于对象的，只有1份

                  <2>类名+点号来访问静态成员变量

    （2）非静态成员变量/普通成员变量
                    <1>属于对象的，每实例化一个对象，都会有一个对应的非静态成员变量

                    <2>对应的引用 + 点号来访问

    注意：讲到这里，肯定有友友会说这不就是全局变量吗？

    但是实际上Java中没有全局变量一说 ，全局的定义在哪个范围也不清楚，所以不存在全局

    7.3 static修饰成员方法

    一般类中的数据成员都设置为private，而成员方法设置为public，那设置之后，Student类中classRoom属性如何在类外访问呢？

    1. public class Student{
    2.     private String name;
    3.     private String gender;
    4.     private int age;
    5.     private double score;
    6.     private static String classRoom = "Bit306";
    7.  
    8.     // ...
    9. }
    10.  
    11. public class TestStudent {
    12.     public static void main(String[] args) {
    13.         System.out.println(Student.classRoom);
    14.     }
    15. } 
    16.  
    17.  
    18. 编译失败：
    19. Error:(10, 35) java: classRoom 在 extend01.Student 中是 private 访问控制

     那static属性应该如何访问呢？

    Java中，被static修饰的成员方法称为静态成员方法，是类的方法，不是某个对象所特有的。静态成员一般是通过静态方法来访问的

    1. public class Student{
    2.     // ...
    3.  
    4.     private static String classRoom = "Bit306";
    5.  
    6.     // ...
    7.  
    8.     public static String getClassRoom(){
    9.         return classRoom;
    10.     }
    11. }
    12.  
    13. public class TestStudent {
    14.     public static void main(String[] args) {
    15.         System.out.println(Student.getClassRoom());
    16.     }
    17. }
    18.  
    19. 输出：Bit306

     【静态方法特性】

    1. 不属于某个具体的对象，是类方法

    2. 可以通过对象调用，也可以通过类名.静态方法名(...)方式调用，更推荐使用后者

    3. 不能在静态方法中访问任何非静态成员变量

    1. public static String getClassRoom(){
    2.     System.out.println(this);
    3.     return classRoom;
    4. }
    5.  
    6. // 编译失败：Error:(35, 28) java: 无法从静态上下文中引用非静态 变量 this
    7.  
    8. public static String getClassRoom(){
    9.     age += 1;
    10.     return classRoom;
    11. } 
    12.  
    13. // 编译失败：Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态 变量 age

     4. 静态方法中不能调用任何非静态方法，因为非静态方法有this参数，在静态方法中调用时候无法传递this引用

    1. public static String getClassRoom(){
    2.     doClass();
    3.     return classRoom;
    4. } 
    5.  
    6. // 编译报错：Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态 方法 doClass()

     5. 静态方法无法重写，不能用来实现多态(此处大家暂时不用管，后序多态位置详细讲解)

    7.4 static成员变量初始化

    注意：静态成员变量一般不会放在构造方法中来初始化，构造方法中初始化的是与对象相关的实例属性

    静态成员变量的初始化分为两种：就地初始化 和 静态代码块初始化。

    1. 就地初始化

    就地初始化指的是：在定义时直接给出初始值

    1. public class Student{
    2.     private String name;
    3.     private String gender;
    4.     private int age;
    5.     private double score;
    6.     private static String classRoom = "Bit306";
    7.  
    8.     // ...
    9. }

     2. 静态代码块初始化

    那什么是代码块呢？继续往后看 :) ~~~

    八、 代码块

    8.1 代码块概念以及分类

    使用 {} 定义的一段代码称为代码块。根据代码块定义的位置以及关键字，又可分为以下四种：

    (1）普通代码块

    (2)  构造块

    (3)  静态块

    (4)  同步代码块（后续讲解多线程部分再谈）

    8.2 普通代码块

    普通代码块：定义在方法中的代码块，较少见

    1. public class Main{
    2.     public static void main(String[] args) {
    3.     { //直接使用{}定义，普通方法块
    4.         int x = 10 ;
    5.         System.out.println("x1 = " + x);
    6.     } 
    7.     int x = 100 ;
    8.     System.out.println("x2 = " + x);
    9.     }
    10. } 
    11.  
    12. // 执行结果
    13. x1 = 10
    14. x2 = 100

    8.3 构造代码块

    构造块：定义在类中的代码块(不加修饰符)。也叫：实例代码块。构造代码块一般用于初始化实例成员变量

    1. public class Student{
    2.  
    3. //实例成员变量
    4.     private String name;
    5.     private String gender;
    6.     private int age;
    7.     private double score;
    8.  
    9.     public Student() {
    10.         System.out.println("I am Student init()!");
    11.     } 
    12.  
    13.  
    14. //实例代码块
    15. {
    16.     this.name = "bit";
    17.     this.age = 12;
    18.     this.sex = "man";
    19.     System.out.println("I am instance init()!");
    20. }
    21.  
    22.     public void show(){
    23.         System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" sex: "+sex);
    24.     }
    25. }

    8.4 静态代码块

    使用static定义的代码块称为静态代码块。一般用于初始化静态成员变量

    1. public class Student{
    2.     private String name;
    3.     private String gender;
    4.     private int age;
    5.     private double score;
    6.     private static String classRoom;
    7.  
    8.  
    9.     // 静态代码块
    10.     static {
    11.         classRoom = "bit306";
    12.         System.out.println("I am static init()!");
    13.      }
    14.  
    15.     public Student(){
    16.         System.out.println("I am Student init()!");
    17.     }
    18.  
    19.     public static void main(String[] args) {
    20.         Student s1 = new Student();
    21.         Student s2 = new Student();
    22.     }
    23.  
    24. }

    注意事项:

    (1) 静态代码块不管生成多少个对象，其只会执行一次

    (2) 静态成员变量是类的属性，因此是在JVM加载类时开辟空间并初始化的

    (3) 如果一个类中包含多个静态代码块，在编译代码时，编译器会按照定义的先后次序依次执行(合并)

    (4) 实例代码块只有在创建对象时才会执行

    本次内容就到此啦，欢迎评论区或者私信交流，觉得笔者写的还可以，或者自己有些许收获的，麻烦铁汁们动动小手，给俺来个一键三连，万分感谢 !  

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