一、面向对象与面向过程

1、面向过程和面向对象的区别

• 面向过程：

  • 主要的关注点是：实现简单的过程【集成显卡的开发思路】
  • 优点：对于业务逻辑比较简单的程序，可以达到快速开发，前期投入成本较低
  • 缺点：采用面向过程的方式开发很难解决复杂的业务逻辑问题，此外，面向过程的方式导致软件元素之间的"耦合度"非常高，只要其中一环出现了问题，整个系统就会受到影响，导致最终的软件扩展能力差。另外，由于没有独立体的概念，所以无法达到组件复用性的功能

• 面向对象：

  • 主要关注点是：关注对象【独立体】能完成哪些功能。【独立显卡的开发思路】
  • 优点：耦合度低，扩展力强。更容易解决现实世界当中复杂的业务逻辑问题。组件复用性强。
  • 缺点：前期投入成本较高，需要进行独立的抽取，大量的系统分析与设计。

• C语言是纯面向过程的、C++是半面向对象的、java是纯面向对象的

• 面向对象更加符合人的思维方式

二、面向对象

1、面向对象的特征

• 封装
• 继承
• 多态
• 这三大特征是所有的面向对象的编程语言都有的

采用面向对象的编程语言开发一个软件，生命周期当中：

• 面向对象的分析：OOA
• 面向对象的设计：OOD
• 面向对象的编程：OOP
• 【整个生命周期当中贯穿使用OO面向对象方式】

2、类和对象的概念

【1】类：

• 类描述的是对象的共同特征
• 类在现实世界当中是不存在的，是一个模板，一个概念，是人大脑抽象的结果。
• 类代表了一类具有共同特征的事物。
• 在现实世界当中，对象a与对象b之间具有共同特征，进行抽象总结出一个模板，这个模板被称为类。

【2】对象：

• 对象是在现实世界中实际存在的个体。

【3】实例化与抽象：

• 类–【实例化】–>对象
• 对象又被称为实例/instance
• 对象–【抽象】–>类

3、整个软件开发过程

• 程序员先观察现实世界，从现实世界当中寻找对象
• 寻找了N多个对象之后，发现所有的对象都有共同的特征
• 程序员在大脑当中形成了一个模板【类】
• java程序员可以通过java代码来表述一个类
• java程序中有了类的定义
• 然后就通过类创建对象
• 有了对象之后，可以让对象直接协作起来形成一个系统

三、类的定义

语法结构：

[修饰符列表] class 类名{
	属性；
	方法；
}
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学生类，描述所有学生对象的共同特征：

学生类属于引用数据类型，不属于基本数据类型。

1、学生对象有哪些状态信息：

• 学号【int】
• 名字【string】
• 性别【boolean】
• 年龄【int】
• 住址【String】

2、学生对象有哪些动作信息：

• 吃饭
• 睡觉
• 学习
• 玩游戏

重点：属性通常是采用一个变量的形式来完成定义的

在这里插入代码片
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引用数据类型：

String.class 	 【SUM提供的】
Student.class 	 【SUM提供的】
User.class	   	【程序员自定义的】
Product.class	【程序员自定义的】
Customer.class	【程序员自定义的】
......
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四、对象的创建和使用

1、类体

类体=属性+方法

• 属性【存储数据采用变量的形式】
  由于变量定义在类体当中，方法体之外，这种变量称为成员变量
• 所有学生都有学号信息，但是每一个学生的学号都是不同的，所以要访问这个学号必须先创建对象，通过对象去访问学号信息。学号信息不能直接通过“类”去访问，所以这种成员变量又被叫做实例变量
• 对象又被称为实例，实例变量又被称为对象变量。【对象级别的变量】
• 不创建对象，这个no变量的内存空间是不存在的，只有创建了对象，这个no变量的内存空间才会创建

2、实例化对象

实例化对象的语法：

new 类名（）；
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• 通过一个类可以实例化N个对象
• new是java语言当中的一个运算符
• new运算符的作用：创建对象，在JVM堆内存当中开辟新的内存空间
• 方法区内存：在类加载的时候，class字节码代码片段被加载到该内存空间当中。
• 栈内存（局部变量）：方法代码片段执行的时候，会给该方法分配内存空间，在栈内存中压栈
• 堆内存：new的对象在堆内存中存储

    public static void main(String[] args) {
        //Student是一个引用数据类型
        //s是一个变量名，是引用，里面存放的是对象在堆内存当中的地址
        //new Student()是一个学生对象
        Student s=new Student();
    }
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3、成员变量的默认值

4、引用

引用：引用是一个变量，只不过这个变量当中保存了另一个java对象的内存地址
java程序员要访问堆内存当中的数据，必须通过引用

• java语言当中，程序员不能直接操作堆内存，java中没有指针
• java语言当中，程序员只能通过“引用”去访问堆内存当中的对象内部的实例变量

访问实例变量的语法格式：

读取数据：引用.变量名
修改数据：引用.变量名 = 值
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    public static void main(String[] args) {
        //Student是一个引用数据类型
        //s是一个变量名
        //new Student()是一个学生对象
        Student s=new Student();
        int stuNo=s.no;
        String stuName=s.name;
        int stuAge=s.age;
        boolean stuSex=s.sex;
        String stuAddr=s.address;
        
        //修改内存
        s.no=10;
        s.name="jack";
        s.age=20;
        s.sex=true;
        s.address="北京";
        
        //再通过类实例化一个全新的对象
        //stu是一个引用,同时也是一个局部变量
        //Student是变量的数据类型
        Student stu=new Student();
    }
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• 局部变量在栈内存中存储，成员变量中的实例变量在堆内存的java对象内部存储
• 实例对象是一个对象1份，100个对象100份

        //此时编译报错，因为no这个实例变量不能直接采用类名的方式访问
        //no是实例变量，对象级别的变量，变量存储在java内部，必须先有对象
        //需要通过对象才能访问no这个实例变量
        System.out.println(Student.no);
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//测试类
public class OOTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建User对象
        User u=new User();
        
        //修改User对象内部实例变量的值
        u.no=100;
        u.name="jack";
        u.addr=new Address();
        u.addr.city="北京";
        u.addr.street="朝阳";
        u.addr.zipcode="10001";
        System.out.println(u.name+"居住在哪个城市："+u.addr.city);
    }
}
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五、JVM内存空间

1、JVM（JAVA虚拟机）主要包括三块内存空间，分别是：栈内存，堆内存，方法区内存

2、堆内存和方法区内存各有一个，一个线程一个栈内存

3、方法调用的时候，该方法所需要的内存空间在栈内存中分配，称为压栈。方法执行结束之后，该方法所属的内存空间释放，称为出栈。

4、栈中主要存储的是方法体当中的局部变量

5、方法的代码片段以及整个类的代码片段都被存储到方法区内存当中，在类加载的时候这些代码片段会带入

6、在程序执行过程中使用new运算创建java对象，存储在堆内存当中，对象内部有实例变量，所以实例变量存储在堆内存当中

7、变量的分类：

• 局部变量【方法体内部声明】
• 成员变量【方法体外部声明】
  • 实例变量【前边修饰符没有static】
  • 静态变量【前边修饰符有static】

8、静态变量存储在方法区内存当中

9、三块内存当中，最频繁的是栈内存，最先有数据的是方法区内存，垃圾回收器主要针对的是堆内存

10、垃圾回收器：

• 当堆内存当中的java对象成为垃圾数据的时候，会被垃圾回收器回收
• 什么时候堆内存中的java对象会变成垃圾呢？没有更多的引用指向它的时候，因为访问对象只能通过引用的方式实现

六、空指针异常

空引用访问实例相关的数据，一定会出现空指针异常：java.lang.NullPointerException

实例相关的数据：表示这个数据访问的时候必须有对象的参与。这种数据就是实例相关的数据。

public class OOTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建User对象
        User u=new User();

        System.out.println(u.no);
        u=null;
        System.out.println(u.no);
    }
}
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七、面向对象的封装性

1、封装的好处

• 封装之后，对于那个事物来说，只能看到该事物简单的一面。复杂性封装，对外提供简单的操作入口。例如：照相机，照相机的原理实现很复杂，但是对于使用照相机来说，操作起来非常方便。
• 封装之后才会形成真正的“对象”，真正的独立体。
• 封装之后意味着以后的程序可以重复使用，并且这个事物应该适应性较强，在任何场合都能使用。
• 封装之后，对于事物本身是安全的。

2、封装的步骤

• 1、所有属性私有化，使用private关键字进行修饰，private表示私有的，修饰的所有的数据只能在本类当中访问。

• 2、对外提供简单的操作入口，也就是说，外部程序想要访问age属性，必须通过这些简单的入口进行访问

  • 对外提供两个公开的方法，分别是set方法和get方法
  • 想修改属性，就使用set方法
  • 想读取属性，就使用get方法

• 3、一个属性通常的访问包括两种访问形式：

• 第一种方式：读取这个属性的值【get】

• 第二种方式：修改这个属性的值【set】

3、set和get的规范

1、set方法的命名规范

pulic void set+属性名首字母大写（形参）{
}
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public void setAge(int a){
		age=a;
}
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2、get方法的命名规范

pulic void get+属性名首字母大写（形参）{
}
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public void getAge(){
		return age;
}
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注意：

• set和get方法没有static关键字
• 有static关键字修饰的方法怎么调用：类名.方法名（实参）；
• 没有static关键字修饰的方法怎么调用：引用.方法名（实参）；

public class User {
    private int age;
    //set方法没有返回值，因为set方法只负责修改数据
    public void setAge(int a){
        if(a<0||a>150){
            System.out.println("输入的年龄不合法");
            return ;
        }
        age=a;//java的就近原则
    }
    public  int getAge(){
        return age;
    }
}
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public class UserTest {

    public static void main(String[] args) {
        //创建User1对象
        User1 u=new User1();

        //修改
        u.setAge(100);

        //读取
        System.out.println(u.getAge());
    }
}
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八、练习

需求：

定义一个计算机类【电脑/笔记本】，计算机类有哪些属性：

• 品牌
• 型号
• 颜色

定义一个学生类，学生类有哪些属性：

• 学号
• 姓名
• 学生有一台笔记本电脑

请编写程序来表示以上的类，然后分别将类创建为对象，对象的数量不限，然后让其中的一个学生去使用其中的一台笔记本电脑。

class Computer {
    String label;
    String type;
    String color;
}

class Student {
    int no;
    String name;
    Computer c;
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student s=new Student();
        Computer c=new Computer();
        c.label="ThinkPad";
        c.type="big";
        c.color="yellow";
        s.no=123;
        s.name="susie";
/*        s.c.color="black";
        s.c.label="ThinkPad";
        s.c.type="medium";*/
        System.out.println(s.name+"使用"+s.c.color+"的"+s.c.type+"大小的"+s.c.label);
    }
}
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