编程体系结构(06)：Java面向对象

一、基础概念

1、面向对象概念

面向对象编程的主要思想是把构成问题的各个事务分解成各个对象，建立对象的目的不是为了完成一个步骤，而是为了描叙一个事物在整个解决问题的步骤中的行为。

2、类和对象

对象：真实存在唯一的事物；在应用程序中对象是数据和动作的结合体，不仅能够进行操作，同时还能够记录下操作结果。

类：抽象的概念，实际就是对某种类型事物的共性属性与行为的抽取；例如User[名称.年龄.性别]类用来描述用户的基础信息。

Java开发中如何理解面向对象：构建合适的对象接口API体系，创建合适的对象，解决合适的问题，例如JDK的API已经定义好的类，通过这些类创建对象直接使用；通过自定义类来创建对象使用，在MVC中模式中，不同业务功能创建不同的接口和类系统。

3、属性和方法

类中变量

位置区别：

• 成员变量是定义在方法之外，类内；
• 局部变量是定义在方法之内。

作用区别：

• 成员变量的作用是用于描述一类事物的公共属性的。
• 局部变量的作用就是提供一个变量给方法内部使用而已。

初始值区别：

• 成员变量是有默认的初始值。
• 局部变量是没有默认的初始值的，必须要先初始化才能使用。

生命周期：

• 随着对象的创建而存在，随着对象的消失而消失。
• 局部变量在调用了对应的方法时执行到了创建该变量的语句时存在，局部变量一旦出了自己的作用域那么马上从内存中消失。

类中方法

对一个类功能的具体描述，可能是类方法或者对象方法；

• 类方法，又叫静态方法，使用类直接调用，常用工具类；
• 对象方法，又叫实例方法，使用类对象调用，常见API方法；

构造方法

构造函数的作用是用来给对应的对象进行初始化处理，没有返回值类型的，构造函数的函数名必须要与类名一致，如果一个类没有显式的声明一个构造方法，那么java编译器会为该类添加一个无参的构造函数的，如果一个类已经显式的写上一个构造方法时,那么java编译器则不会再为该类添加一个无参的构造方法，构造函数是可以在一个类中以重载的形式存在多个。

4、接口

接口是一个特殊的类，接口的成员变量默认的修饰符为：public-static-final，接口中的方法都是抽象的方法，默认的修饰符：public-abstract，接口不能创建对象且没有构造方法的，接口是给类去实现时使用的，非抽象类实现接口，必须要把接口中所有方法全部实现。

接口的作用：程序的解耦，定义实现类的约束规范，如果需要拓展特别功能，也可以基于接口形式实现。

类与接口之间关系：多实现关系；接口与接口之间关系：多继承关系。

5、重载与重写

方法重写

父类的功能无法满足子类的需求时，可以进行方法的重写即子父类使用同名的函数，且子类重写的方法使用@Override注解，这里存在继承的关系。

• 方法名与形参列表必须一致；
• 子类的权限修饰符必须要大于或者等于父类的权限修饰符；
• 子类的返回值类型必须要小于或者等于父类的返回值类型；
• 子类抛出的异常类型要小于或者等于父类抛出的异常类型；

方法重载

在一个类中存在两个或者两个以上的同名函数,称作为方法重载，函数名要一致，形参列表不一致（形参的个数或形参的类型不一致）。

6、包与权限

权限修饰符

权限修饰符就是控制被修饰的成员的范围可见性，分为：public、private、protected、default(没有修饰)。在不同包下面只有public 与 protected 可以访问，而且protected必须是在继承关系下才能够访问。

包package

包可以理解为计算机系统中的文件夹，用来解决类名重复产生冲突的问题，包名全部小写，语句必须位于java文件中中第一个语句。

二、基本特征

封装

把类中内部的实现细节进行隐藏，只暴露对外的接口，例如实际开发场景中一般实体类的所有成员属性（成员变量）都要封装起来，可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问，适当的封装可以让程序代码更容易理解与维护，加强安全性。

继承

在现有父类的基础上在重新构建一个新类即子类，通过子类对象可以访问父类非私有的成员变量和成员方法，以及重写父类中的非私有成员方法，继承的作用就是能提高代码的复用性。

多态

多态指一个对象可以具备多种形态，例如：父类的引用类型变量指向了子类的对象；接口的引用类型变量指向了接口实现类的对象；这种情况是存在于继承或者实现关系中，多态情况下，子父类存在同名的成员变量时，访问的都是父类的成员，除了在同名非静态函数时才是访问子类的。

三、常用关键字

1、This关键字

this关键字代表了所属函数的调用者对象，如果存在同名成员变量与局部变量时，在方法内部默认是访问局部变量的数据，可以通过this关键字指定访问成员变量的数据，在一个构造函数中可以调用另外一个构造函数初始化对象。

2、Static关键字

static修饰成员变量：如果有数据需要被共享给所有对象使用时，那么就可以使用static修饰。

static修饰成员函数：该静态方法不依赖于任何对象就可以进行访问，非静态成员方法/变量都必须依赖具体的对象才能够被调用。

static修饰代码块：static关键字用来包装静态代码块以提升程序性能，静态代码块可以置于类中的任何地方，在类初次被加载的时候，会依次执行一次每个静态代码块。

3、Super关键字

super关键字代表了父类空间的引用，子父类存在着同名的成员时，在子类中默认是访问子类的成员，可以通过super关键字指定访问父类的成员；创建子类对象时，默认会先调用父类无参的构造方法，可以通过super关键字指定调用父类的构造方法。

4、Instanceof关键字

instanceof关键字的作用：判断一个对象是否属于指定的类别，对象与指定的类别必须要存在继承或者实现的关系。在强制类型转换之前通常会使用该关键字先判断，然后在进行转换。

5、Final关键字

final修饰类：表明该类不能被继承，final类中的成员变量可以根据需要设为final，但是要注意final类中的所有成员方法都会被隐式地指定为final方法。

final修饰方法：锁定方法防止任何继承类修改它的含义；第二个原因是效率，父类的final方法是不能被子类所覆盖的。

final修饰变量：成员变量被标识为常量，只能被赋值一次，赋值后值不再改变，当函数的参数类型声明为final时，说明该参数是只读型的。

6、Abstract关键字

abstract修饰类：该抽象类不能被实例化，抽象类与接口的不同之处，接口中不能有实例方法去实现业务逻辑，而抽象类中可以有实例方法，并实现业务逻辑，抽象类不能使用final关键字修饰，因为final修饰的类是无法被继承，而对于抽象类来说就是需要通过继承去实现抽象方法。

abstract修饰方法：抽象方法没有方法主体，与接口方法有点类似，抽象方法不能用private修饰，因为抽象方法必须被子类实现，抽象方法也不能用static修饰，抽象类.抽象方法这样的操作没有意义。

四、场景分析

1、设计模式

面向对象与设计模式是之前几年很火热的概念，面试时必问的问题，在编程中想用好设计模式，前提理解面向对象机制，都是对问题的高度向上抽象封装，向下逐层解决实现，提高代码的复用性、可读性、灵活性、可维护性强，最主要是格调高。

2、IO流体系

如果想理解面向对象和设计模式的代码，在Java中可以重点读读IO流体系的API，顶级接口，向下实现，包装类，扩展类，是真的把这两大理念用到极致了，当然IO流最为文件处理的核心，也值得读读源码。

3、MVC开发模式

在MVC的开发模式中，业务层接口，业务层实现；数据库接口，数据访问实现，也是面向对象的最基础用法接口与接口的实现类。

五、源代码地址

GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile