【Java SE】类和对象

1.面向对象

1.1什么是面向对象？

面向对象(Object Oriented)是软件开发方法，一种编程范式。面向对象的概念和应用已超越了程序设计和软件开发，扩展到如数据库系统、交互式界面、应用结构、应用平台、分布式系统、网络管理结构、CAD技术、人工智能等领域。面向对象是一种对现实世界理解和抽象的方法，是计算机编程技术发展到一定阶段后的产物。 面向对象是相对于面向过程来讲的，面向对象方法，把相关的数据和方法组织为一个整体来看待，从更高的层次来进行系统建模，更贴近事物的自然运行模式。【百度百科】

1.2 面向对象与面向过程

1. 传统洗衣服过程 传统的方式：注重的是洗衣服的过程，少了一个环节可能都不行。 而且不同衣服洗的方式，时间长度，拧干方式都不同，处理起来就比较麻烦。如果将来要洗鞋子，那就是另一种放方式。按照该种方式来写代码，将来扩展或者维护起来会比较麻烦。

1. 现代洗衣服过程 以面向对象方式来进行处理，就不关注洗衣服的过程，具体洗衣机是怎么来洗衣服，如何来甩干的，用户不用去关心，只需要将衣服放进洗衣机，导入洗衣粉，启动开关即可，通过对象之间的交互来完成的

2.类的定义和使用

2.1 类的定义格式

在java中定义类时需要用到class关键字，具体语法如下

// 创建类
class ClassName{
field; // 字段(属性) 或者 成员变量
method; // 行为 或者 成员方法
}

1. 类名注意采用大驼峰定义
2. 方法名/变量名一般为加粗样式
3. 成员前写法统一为public，后面会详细解释
4. 此处写的方法不带 static 关键字. 后面会详细解释

举例如下：

举一反三：我们来定义一个书的类：

3.类的实例化

3.1 什么是实例化

定义了一个类，就相当于在计算机中定义了一种新的类型，与int，double类似，只不过int和double是java语言自带的内置类型，而类是用户自定义了一个新的类型，比如上述的：PetDog类和Student类。它们都是类(一种新定义的类型)有了这些自定义的类型之后，就可以使用这些类来定义实例(或者称为对象)。 用类类型创建对象的过程，称为类的实例化，在java中采用new关键字，配合类名来实例化对象。

1. new 关键字用于创建一个对象的实例.
2. 使用 . 来访问对象中的属性和方法.
3. 同一个类可以创建对个实例.

3.2类和对象的说明

1. 类只是一个模型一样的东西，用来对一个实体进行描述，限定了类有哪些成员.
2. 类是一种自定义的类型，可以用来定义变量.
3. 一个类可以实例化出多个对象，实例化出的对象 占用实际的物理空间，存储类成员变量
4. 做个比方。类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子，类就像是设计图，只设计出需要什么东西，但是并没有实体的建筑存在，同样类也只是一个设计，实例化出的对象才能实际存储数据，占用物理空间

4.this引用

4.1什么是this引用

我们先来看一个代码：

1. 当形参名不小心与成员变量名相同时，我们可以看到结果如下：

这是因为当形参名和成员变量名相同时，编译器会认为这是同一个值，**C语言中规定局部变量优先，只是形参自己给自己赋值了，根本没有赋值到成员变量中。**所以打印的值为默认的值。0

1. . 三个对象都在调用setDate和printDate函数，但是这两个函数中没有任何有关对象的说明，setDate和printDate函数如何知道打印的是那个对象的数据呢？

4.2this引用的特性

1. this的类型：对应类类型引用，即哪个对象调用就是哪个对象的引用类型
2. this只能在"成员方法"中使用
3. 在"成员方法"中，this只能引用当前对象，不能再引用其他对象
4. this是“成员方法”第一个隐藏的参数，编译器会自动传递，在成员方法执行时，编译器会负责将调用成员方法对象的引用传递给该成员方法，this负责来接收

5.对象的构造及初始化

5.1构造方法

构造方法(也称为构造器)是一个特殊的成员方法，名字必须与类名相同，在创建对象时，由编译器自动调用，并且在整个对象的生命周期内只调用一次。

构造方法的作用就是对对象中的成员进行初始化，并不负责给对象开辟空间。

构造方法的特点：

1. 名字必须与类名相同
2. 没有返回值类型，设置为void也不行
3. 创建对象时由编译器自动调用，并且在对象的生命周期内只调用一次(相当于人的出生，每
4. 构造方法可以重载(用户根据自己的需求提供不同参数的构造方法)
5. 如果用户没有定义任何的构造方法，编译器会生成一份默认的构造方法，生成的默认构造方法一定是无参的。 注意：一旦用户定义，编译器则不再生成。
6. 构造方法中，可以通过this调用其他构造方法来简化代码

注意： this(…)必须是构造方法中第一条语句 不能形成环

5.2 就地初始化

在声明成员变量时，就直接给出了初始值。

代码编译完成后，编译器会将所有给成员初始化的这些语句添加到各个构造函数中

6.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

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：

比如： public：可以理解为一个人的外貌特征，谁都可以看得到 default: 对于自己家族中(同一个包中)不是什么秘密，对于其他人来说就是隐私了 private：只有自己知道，其他人都不知道 【注意】： default权限指：什么都不写时的默认权限 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 这些访问修饰限定符，只是在权限上进行了限制

6.3封装扩展——包

6.3.1包的概念

在面向对象体系中，提出了一个软件包的概念，即：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。 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

如果需要使用 java.util 中的其他类, 可以使用 import java.util.* 比如前面我们学习数组时使用 Arrays.toString(arr);时要导入import java.util.Arrays; 建议显式的指定要导入的类名. 否则还是容易出现冲突的情况.比如：

正确的写法：

可以使用import static导入包中静态的方法和字段。（了解即可，不建议使用）

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
3. 包名要和代码路径相匹配.
4. 如果一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中.

6.3.4 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。

7.static成员

static修饰的成员变量，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。

比如说在一个班中，同学1和同学2等都是在一个班的，虽然他们的个人信息不同 但是属于同一个班，对于班级，我们就可以设置为static成员，其位置在方法区。

【静态成员变量特性】

1. 不属于某个具体的对象，是类的属性，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)

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。

【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
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。

7.1static成员变量初始化

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
2. .静态代码块初始化

8.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。 普通代码块 构造块 静态块

8.2 普通代码块

普通代码块：定义在方法中的代码块

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。

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. 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

当三种代码块一起出现时，静态代码块会最先运行，且只运行一次，与对象是否创建无关。

先运行静态代码块再运行实例代码块，再构造方法。静态代码块会最先运行，且只运行一次

9.内部类

**当一个事物的内部，还有一个部分需要一个完整的结构进行描述，而这个内部的完整的结构又只为外部事物提供服务，那么整个内部的完整结构最好使用内部类。**在 Java 中，可以将一个类定义在另一个类或者一个方法的内部，前者称为内部类，后者称为外部类。内部类也是封装的一种体现。

1. 定义在class 类名{}花括号外部的，即使是在一个文件里，都不能称为内部类
2. 内部类和外部类共用同一个java源文件，但是经过编译之后，内部类会形成单独的字节码文件

9.1 内部类的分类

内部类分为：

1. 实例内部类
2. 静态内部类
3. 局部内部类
4. 匿名内部类

9.1.1实例内部类

即未被static修饰的成员内部类。

1.如何获取 实例内部类的对象

内部类可以无限套，但是不建议！！！

2.实例内部类当中不能有静态的成员变量，非要定义，那么只能是被static final 修饰的

成员函数的执行需要外部类对象的引用，static属于类的成员，类加载的时候static就可能会被执行

原因如下： 内部类在类中定义相当于一个成员，必须要先有成员，才能有内部类，而static的执行优先于内部类，因此会发生报错。

why？ 加上final之后就说明是常量是10，在编译之后就确定了。 final是常量的意思。

常量是在程序编译的时候确定的，一旦初始化，就不能进行修改了。

3.在实例内部类当中，如何访问外部类当中，相同的成员变量？ 如果想在内部类中使用外部类的data1，则修改代码： 类名.this.外部类成员 即可

【注意事项】

1. 外部类中的任何成员都可以在实例内部类方法中直接访问
2. 实例内部类所处的位置与外部类成员位置相同，因此也受public、private等访问限定符的约束
3. 在实例内部类方法中访问同名的成员时，优先访问自己的，如果要访问外部类同名的成员，必须：外部类名 称.this.同名成员 来访问
4. 实例内部类对象必须在先有外部类对象前提下才能创建
5. 实例内部类的非静态方法中包含了一个指向外部类对象的引用
6. 外部类中，不能直接访问实例内部类中的成员，如果要访问必须先要创建内部类的对象。

9.1.2静态内部类

被static修饰的内部成员类称为静态内部类。

1. 如何获取静态内部类对象？

OuterClass2.InnerClass2 innerClass2 = new OuterClass2.InnerClass2();

1. 静态内部类当中，不能访问外部类的非静态成员。外部类的非静态成员，需要通过外部类的对象的引用才能访问。 非要访问：

 OuterClass2 outerClass = new OuterClass2();
        System.out.println(outerClass.data1);

9.1.3局部内部类

定义在外部类的方法体或者{}中，该种内部类只能在其定义的位置使用 【注意事项】

1. 局部内部类只能在所定义的方法体内部使用
2. 不能被public、static等修饰符修饰
3. 编译器也有自己独立的字节码文件，命名格式：外部类名字$内部类名字.class

10.对象的打印

生成一个这样的：toString

帮助你检查重新的的对不对，即注解。