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java面向对象基础

2024-07-10 11:37| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、面向对象入门

为什么说面向对象是Java最核心的课程呢?

那这种编程套路是咋回事呢? 接下来,我们通过一个案例快速的认识一下。

现在假设我们需要处理的是学生的姓名、语文成绩、数学成绩这三个数据,要求打印输出这个学生的总成绩,和平均成绩。

遇到这样的需求,我们以前都会定义方法来做,如下图所示

注意:这里每一个方法有三个参数

定义好方法之后,我们调用方法的时候,需要给每一个方法传递三个实际参数

在上面案例中,这种编程方式是一种面向过程的编程方式。所谓面向过程,就是编写一个的方法,有数据要进行处理就交给方法来处理。

但是实际上姓名、语文成绩、数学成绩三个数据可以放在一起,组合成一个对象,然后让对象提供方法对自己的数据进行处理。这种方式称之为面向对象编程。

总结一些:所谓编写对象编程,就是把要处理的数据交给对象,让对象来处理。

二、深刻认识面向对象

2.1 面向对象编程有什么好处?

Java的祖师爷,詹姆斯高斯林认为,在这个世界中 万物皆对象!任何一个对象都可以包含一些数据,数据属于哪个对象,就由哪个对象来处理。

这样的话,只要我们找到了对象,其实就找到了对数据的处理方式。

所以面向对象编程的好处,用一句话总结就是:面向对象的开发更符合人类的思维习惯,让编程变得更加简单、更加直观。

2.2 程序中对象到底是个啥?

对象实质上是一种特殊的数据结构。这种结构怎么理解呢?

你可以把对象理解成一张表格,表当中记录的数据,就是对象拥有的数据。

这就是程序中的对象到底是个啥! 一句话总结,对象其实就是一张数据表,表当中记录什么数据,对象就处理什么数据。

2.3 对象是怎么出来的?

用什么来设计这张表呢?就是类(class),类可以理解成对象的设计图,或者对象的模板。

我们需要按照对象的设计图创造一个对象。设计图中规定有哪些数据,对象中就只能有哪些数据。

一句话总结:对象可以理解成一张数据表,而数据表中可以有哪些数据,是有类来设计的。

三、对象在计算机中的执行原理

按照之前的数组的执行原理,数组变量记录的其实数数组在堆内存中的地址。其实面向对象的代码执行原理和数组的执行原理是非常类似的。

其实Student s1 = new Student();这句话中的原理如下

Student s1表示的是在栈内存中,创建了一个Student类型的变量,变量名为s1

而new Student()会在堆内存中创建一个对象,而对象中包含学生的属性名和属性值

同时系统会为这个Student对象分配一个地址值0x4f3f5b24

接着把对象的地址赋值给栈内存中的变量s1,通过s1记录的地址就可以找到这个对象

当执行s1.name=“播妞”时,其实就是通过s1找到对象的地址,再通过对象找到对象的name属性,再给对象的name属性赋值为播妞;

搞明白Student s1 = new Student();的原理之后,Student s2 = new Student();原理完全一样,只是在堆内存中重新创建了一个对象,又有一个新的地址。s2.name是访问另对象的属性。

四、类和对象的一些注意事项

第一条:一个代码文件中,可以写多个class类,但是只能有一个是public修饰,且public修饰的类必须和文件名相同。

假设文件名为Demo1.java,这个文件中假设有两个类Demo1类和Student类,代码如下

//public修饰的类Demo1,和文件名Demo1相同 public class Demo1{     } ​ class Student{     }

第二条:对象与对象之间的数据不会相互影响,但是多个变量指向同一个对象会相互影响。

如下图所示,s1和s2两个变量分别记录的是两个对象的地址值,各自修改各自属性值,是互不影响的。

如下图所示,s1和s2两个变量记录的是同一个对象的地址值,s1修改对象的属性值,再用s2访问这个属性,会发现已经被修改了。

五、this关键字

this是什么呢?

this就是一个变量,用在方法中,可以拿到当前类的对象。

我们看下图所示代码,通过代码来体会这句话到底是什么意思。哪一个对象调用方法方法中的this就是哪一个对象

上面代码运行结果如下

this有什么用呢?

通过this在方法中可以访问本类对象的成员变量。我们看下图代码,分析打印结果是多少

分析上面的代码s3.score=325,调用方法printPass方法时,方法中的this.score也是325; 而方法中的参数score接收的是250。执行结果是

关于this关键字我们就学习到这里,重点记住这句话:哪一个对象调用方法方法中的this就是哪一个对象

六、构造器

什么是构造器?

构造器其实是一种特殊的方法,但是这个方法没有返回值类型,方法名必须和类名相同。

如下图所示:下面有一个Student类,构造器名称也必须叫Student;也有空参数构造器,也可以有有参数构造器。

认识了构造器之后,接着我们看一下构造器有什么特点。

构造器的特点?

在创建对象时,会调用构造器。

也就是说 new Student()就是在执行构造器,当构造器执行完了,也就意味着对象创建成功。

当执行new Student("播仔",99)创建对象时,就是在执行有参数构造器,当有参数构造器执行完,就意味着对象创建完毕了。

关于构造器的特点,我们记住一句话:new 对象就是在执行构造方法

构造器的应用场景?

其实构造器就是用来创建对象的。可以在创建对象时给对象的属性做一些初始化操作。如下图所示:

构造器的注意事项?

1.在设计一个类时,如果不写构造器,Java会自动生成一个无参数构造器。 2.一定定义了有参数构造器,Java就不再提供空参数构造器,此时建议自己加一个无参数构造器。 1.什么是构造器? 答:构造器其实是一种特殊的方法,但是这个方法没有返回值类型,方法名必须和类名相 同。 2.构造器什么时候执行? 答:new 对象就是在执行构造方法; ​ 3.构造方法的应用场景是什么? 答:在创建对象时,可以用构造方法给成员变量赋值 ​ 4.构造方法有哪些注意事项? 1)在设计一个类时,如果不写构造器,Java会自动生成一个无参数构造器。 2)一定定义了有参数构造器,Java就不再提供空参数构造器,此时建议自己加一个无参数构 造器。

七、封装性

1. 什么是封装呢?

所谓封装,就是用类设计对象处理某一个事物的数据时,应该把要处理的数据,以及处理数据的方法,都设计到一个对象中去。

比如:在设计学生类时,把学生对象的姓名、语文成绩、数学成绩三个属性,以及求学生总分、平均分的方法,都封装到学生对象中来。

封装的设计规范用8个字总结,就是:合理隐藏、合理暴露

比如,设计一辆汽车时,汽车的发动机、变速箱等一些零件并不需要让每一个开车的知道,所以就把它们隐藏到了汽车的内部。

把发动机、变速箱等这些零件隐藏起来,这样做其实更加安全,因为并不是所有人都很懂发动机、变速箱,如果暴露在外面很可能会被不懂的人弄坏。

在设计汽车时,除了隐藏部分零件,但是还是得合理的暴露一些东西出来,让司机能够操纵汽车,让汽车跑起来。比如:点火按钮啊、方向盘啊、刹车啊、油门啊、档把啊... 这些就是故意暴露出来让司机操纵汽车的。

合理暴露、合理隐藏

2. 封装在代码中的体现

知道什么是封装之后,那封装在代码中如何体现呢?一般我们在设计一个类时,会将成员变量隐藏,然后把操作成员变量的方法对外暴露。

这里需要用到一个修饰符,叫private,被private修饰的变量或者方法,只能在本类中被访问。

如下图所示,private double score; 就相当于把score变量封装在了Student对象的内部,且不对外暴露,你想要在其他类中访问score这个变量就,就不能直接访问了;

如果你想给Student对象的score属性赋值,得调用对外暴露的方法setScore(int score),在这个方法中可以对调用者传递过来的数据进行一些控制,更加安全。

当你想获取socre变量的值时,就得调用对外暴露的另一个方法 getScore()

八、实体JavaBean

1. 什么是实体类?

实体类就是一种特殊的类,它需要满足下面的要求:

接下来我们按照要求,写一个Student实体类;

写完实体类之后,我们看一看它有什么特点? 其实我们会发现实体类中除了有给对象存、取值的方法就没有提供其他方法了。所以实体类仅仅只是用来封装数据用的。

知道实体类有什么特点之后,接着我们看一下它有哪些应用场景?

2. 实体类的应用场景

在实际开发中,实体类仅仅只用来封装数据,而对数据的处理交给其他类来完成,以实现数据和数据业务处理相分离。如下图所示

在实际应用中,会将类作为一种数据类型使用。如下图所示,在StudentOperator类中,定义一个Student类型的成员变量student,然后使用构造器给student成员变量赋值。

然后在Student的printPass()方法中,使用student调用Student对象的方法,对Student对象的数据进行处理。

总结

1.JavaBean实体类是什么?有啥特点 JavaBean实体类,是一种特殊的;它需要私有化成员变量,有空参数构造方法、同时提供 getXxx和setXxx方法; JavaBean实体类仅仅只用来封装数据,只提供对数据进行存和取的方法 2.JavaBean的应用场景? JavaBean实体类,只负责封装数据,而把数据处理的操作放在其他类中,以实现数据和数 据处理相分离。

九、面向对象综合案例

需求如下图所示

1. 想要展示系统中全部的电影信息(每部电影:编号、名称、价格)

允许用户根据电影的编号(id),查询出某个电影的详细信息。

运行程序时,能够根据用户的选择,执行不同的功能,如下图所示

按照下面的步骤来完成需求

1. 第一步:定义电影类

首先每一部电影,都包含这部电影的相关信息,比如:电影的编号(id)、电影的名称(name)、电影的价格(price)、电影的分数(score)、电影的导演(director)、电影的主演(actor)、电影的简介(info)。

为了去描述每一部电影,有哪些信息,我们可以设计一个电影类(Movie),电影类仅仅只是为了封装电影的信息,所以按照JavaBean类的标准写法来写就行。

public class Movie {    private int id;    private String name;    private double price;    private double score;    private String director;    private String actor;    private String info; ​    public Movie() {   } ​    public Movie(int id, String name, double price, double score, String director, String actor, String info) {        this.id = id;        this.name = name;        this.price = price;        this.score = score;        this.director = director;        this.actor = actor;        this.info = info;   } ​    public int getId() {        return id;   } ​    public void setId(int id) {        this.id = id;   } ​    public String getName() {        return name;   } ​    public void setName(String name) {        this.name = name;   } ​    public double getPrice() {        return price;   } ​    public void setPrice(double price) {        this.price = price;   } ​    public double getScore() {        return score;   } ​    public void setScore(double score) {        this.score = score;   } ​    public String getDirector() {        return director;   } ​    public void setDirector(String director) {        this.director = director;   } ​    public String getActor() {        return actor;   } ​    public void setActor(String actor) {        this.actor = actor;   } ​    public String getInfo() {        return info;   } ​    public void setInfo(String info) {        this.info = info;   } } 2. 第二步:定义电影操作类

前面我们定义的Movie类,仅仅只是用来封装每一部电影的信息。为了让电影数据和电影数据的操作相分离,我们还得有一个电影操作类(MovieOperator)。

因为系统中有多部电影,所以电影操作类中MovieOperator,需要有一个Movie[] movies; 用来存储多部电影对象;

同时在MovieOperator类中,提供对外提供,对电影数组进行操作的方法。如printAllMovies()用于打印数组中所有的电影信息,searchMovieById(int id)方法根据id查找一个电影的信息并打印。

public class MovieOperator {    //因为系统中有多部电影,所以电影操作类中,需要有一个Movie的数组    private Movie[] movies;    public MovieOperator(Movie[] movies){        this.movies = movies;   } ​    /** 1、展示系统全部电影信息 movies = [m1, m2, m3, ...]*/    public void printAllMovies(){        System.out.println("-----系统全部电影信息如下:-------");        for (int i = 0; i < movies.length; i++) {            Movie m = movies[i];            System.out.println("编号:" + m.getId());            System.out.println("名称:" + m.getName());            System.out.println("价格:" + m.getPrice());            System.out.println("------------------------");       }   } ​    /** 2、根据电影的编号查询出该电影的详细信息并展示 */    public void searchMovieById(int id){        for (int i = 0; i < movies.length; i++) {            Movie m = movies[i];            if(m.getId() == id){                System.out.println("该电影详情如下:");                System.out.println("编号:" + m.getId());                System.out.println("名称:" + m.getName());                System.out.println("价格:" + m.getPrice());                System.out.println("得分:" + m.getScore());                System.out.println("导演:" + m.getDirector());                System.out.println("主演:" + m.getActor());                System.out.println("其他信息:" + m.getInfo());                return; // 已经找到了电影信息,没有必要再执行了           }       }        System.out.println("没有该电影信息~");   } }

3. 第三步:定义测试类

最后,我们需要在测试类中,准备好所有的电影数据,并用一个数组保存起来。每一部电影的数据可以封装成一个对象。然后把对象用数组存起来即可。

public class Test {    public static void main(String[] args) {        //创建一个Movie类型的数组        Movie[] movies = new Movie[4];        //创建4个电影对象,分别存储到movies数组中        movies[0] = new Movie(1,"水门桥", 38.9, 9.8, "徐克", "吴京","12万人想看");        movies[1] = new Movie(2, "出拳吧", 39, 7.8, "唐晓白", "田雨","3.5万人想看");        movies[2] = new Movie(3,"月球陨落", 42, 7.9, "罗兰", "贝瑞","17.9万人想看");        movies[3] = new Movie(4,"一点就到家", 35, 8.7, "许宏宇", "刘昊然","10.8万人想看");           } }

准备好测试数据之后,接下来就需要对电影数据进行操作。我们已经把对电影操作先关的功能写到了MovieOperator类中,所以接下来,创建MovieOperator类对象,调用方法就可以完成相关功能。

继续再main方法中,接着写下面的代码。

// 4、创建一个电影操作类的对象,接收电影数据,并对其进行业务处理 MovieOperator operator = new MovieOperator(movies); Scanner sc = new Scanner(System.in); while (true) {    System.out.println("==电影信息系统==");    System.out.println("1、查询全部电影信息");    System.out.println("2、根据id查询某个电影的详细信息展示");    System.out.println("请您输入操作命令:");    int command = sc.nextInt();    switch (command) {        case 1:            // 展示全部电影信息            operator.printAllMovies();            break;        case 2:            // 根据id查询某个电影的详细信息展示            System.out.println("请您输入查询的电影id:");            int id = sc.nextInt();            operator.searchMovieById(id);            break;        default:            System.out.println("您输入的命令有问题~~");   } }

十、成员变量和局部变量的区别

如下图所示,成员变量在类中方法外,而局部变量在方法中。

面向对象的核心点就是封装,将数据和数据的处理方式,都封装到对象中; 至于对象要封装哪些数据?对数据进行怎样的处理? 需要通过类来设计。

需要注意的是,不同的人,对同一个对象进行设计,对象封装那些数据,提供哪些方法,可能会有所不同;只要能够完成需求,符合设计规范,都是合理的设计。



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