黑马程序员_Java基础_面向对象（Static的使用、对象初始化和调用成员过程、单例设计模式）

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一、面向对象（static关键字）

static:用于修饰成员（成员变量，成员函数）

当成员被静态关键字修饰后，就多了一个调用方式，除了可以被对象调用外还可以直接被类名调用。例：类名.静态成员

static存储在静态存储区，当程序执行，类的代码被加载到内存，类的静态变量就分配了内存空间，它是属于类的，也就是每个实例对象都是对应一个静态变量，静态变量的内存空间直到程序退出才释放所占用的内存空间。静态变量直接通过类名访问（java也能通过对象名访问）。

static特点：

1. 随着类的加载而加载，也就是说静态会随着类消失而消失，说明它的生命周期最长。

2. 优先于对象存在。静态是先存在，对象是后存在。

3. 被所有对象所共享

4. 可以直接被类名所调用

实例变量与类变量的区别：

1. 存放位置：类变量随着类的加载而存在于方法区中。实例变量随着对象的建立而存在于堆内存中。

2. 生命周期：类变量生命周期最长，随着类的消失而消失。实例变量声明周期随着对象的消失而消失。

静态的使用注意事项：

1. 静态方法只能访问静态成员（成员变量和成员方法）。非静态方法既可以访问静态也可以访问非静态。

2. 静态方法中不可以定义this，super关键字。因为静态优先于对象存在，所以静态方法中不可以出现this

静态有利有弊：

利：1.对对象的共享数据进行单独空间的存储，节省空间，没必要每个对象都存储一份。

2.可以直接被类名调用。

弊：1.生命周期过长。

2.访问出现局限性。（静态虽好，只能访问静态。）

/*
static关键字
*/
class Person
{
String name;//成员变量（实例变量）
static String country="中国";//静态成员变量（类变量）
public static void display()
{
System.out.println("\tcountry:"+country);
}

}
class PersonDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Person p=new Person();
p.name="张三";
System.out.print("通过对象访问："+"name:"+p.name);
p.display();//通过对象访问：

System.out.print("通过类名访问: "+"name:"+p.name);
Person.display();//通过类名访问

}
}

二、面向对象（main）

虚拟机唯一能识别的格式：public static void main(String[] args) //只有args可以改变。

主函数：是一个特殊的函数，作为程序的入口，可以被JVM调用。

主函数定义：

public：该函数权限最大（共有）。

static：代表主函数随着类的加载就已经存在了。

void: 主函数没有具体的返回值。

main: 不是关键字，但是一个特殊的单词，可以被JVM识别。

（String[] args）:主函数的参数，存储字符串类型数组。

args:arguments (参数)

JVM在调用主函数时传入的是new String[0]

测试：

/*
main函数

*/
class MainDemo
{
public static void main(String[] args)
{
System.out.println(args.length);
System.out.println(args);

}
}

/*
main函数

*/
class MainDemo
{
public static void main(String[] args)
{
String[] arr={"123","456","789"};
MainTest.main(arr);

}
}

class MainTest
{
public static void main(String[] args)
{
for(int i=0;i<args.length;i++)
System.out.println(args[i]);

}
}

三、面向对象（什么时候使用静态）

要从两方面下手：

因为静态修饰的成员有成员变量和成员函数。

什么时候定义静态变量（类变量）？

当对象中出现共享数据时，该数据被静态所修饰。对象中的特有数据要定义成非静态存在于堆内存中。

什么时候定义静态函数？

当功能内部没有访问到非静态数据（对象的特有数据），那么该功能可以定义成静态的。

四、面向对象（静态的应用-工具类）

/*
静态的应用
每一个应用程序中都有共性的功能，可以将这些功能进行抽取，独立封装，以便复用。

需要的暴露的public,不需要的private

ArrayTool.java   文件

*/

class ArrayTool
{
private ArrayTool(){}//私有化构造函数，避免建立对象
public static int getMax(int[] arr)//获得最大值
{
int max=0;
for(int i=1;i<arr.length;i++)
{
if(arr[i]>arr[max])
max=i;
}
return arr[max];

}
public static int getMin(int[] arr)//获得最小值
{
int min=0;
for(int i=1;i<arr.length;i++)
{
if(arr[i]<arr[min])
min=i;
}
return arr[min];

}
public static void selectSort(int[] arr)//选择排序
{
for(int i=0;i<arr.length;i++)
{
for(int j=i+1;j<arr.length;j++)
{
if(arr[i]>arr[j])
{
swap(arr,i,j);
}
}
}
}
public static void bubbleSort(int[] arr)//冒泡排序
{
for(int i=0;i<arr.length-1;i++)
{
for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++)
{
if(arr[i]>arr[j])
{
if(arr[j]>arr[j+1])
{
swap(arr,j,j+1);
}

}
}
}
}
private static void swap(int[] arr,int a,int b)//交换数值
{
int temp=arr[a];
arr[a]=arr[b];
arr[b]=temp;
}
public static void printArray(int[] arr)//打印输出
{
for(int i=0;i<arr.length;i++)
{
if(i!=arr.length-1)
System.out.print(arr[i]+",");
else
System.out.print(arr[i]);

}
System.out.println();
}

}

/*
ArrayToolDemo.java文件

*/
class ArrayToolDemo
{
public static void main(String[] args)
{
int[] arr={2,5,4,7,9,8,6};

System.out.println("max="+ArrayTool.getMax(arr));//直接通过类名调用getMax函数
System.out.println("min="+ArrayTool.getMin(arr));
System.out.print("排序前：");
ArrayTool.printArray(arr);

System.out.print("排序后：");
ArrayTool.selectSort(arr);//直接通过类名调用排序函数
ArrayTool.printArray(arr);//直接通过类名调用打印函数

}
}

五、面向对象（帮助文档的制作）

注意：默认的构造函数的权限是随着类的访问权限变化而变化。自己定义的空参数构造函数属于自定义构造函数，不属于默认构造函数。

/*
文档注释
*/

/**
这是一个可以对一维数组进行获取最值，排序以及打印输出等功能的类。
@author 杨成
@version v1.0

*/

public class ArrayTool//必须是公共类，否则生成文档会报错。
{
/**
空参数构造函数

*/
private ArrayTool(){}//私有化构造函数，避免建立对象

/**
获取一个整型数组中的最大值。
@param arr 接收一个int类型的数组。
@return 会返回一个数组中的最大值。

*/
public static int getMax(int[] arr)//获得最大值
{
int max=0;
for(int i=1;i<arr.length;i++)
{
if(arr[i]>arr[max])
max=i;
}
return arr[max];

}

/**
获取一个整型数组中的最小值。
@param arr 接收一个int类型的数组。
@return 会返回一个数组中的最小值。

*/
public static int getMin(int[] arr)//获得最小值
{
int min=0;
for(int i=1;i<arr.length;i++)
{
if(arr[i]<arr[min])
min=i;
}
return arr[min];

}

/**
给int类型数组进行选择排序
@param arr 接收一个int类型数组

*/
public static void selectSort(int[] arr)//选择排序
{
for(int i=0;i<arr.length;i++)
{
for(int j=i+1;j<arr.length;j++)
{
if(arr[i]>arr[j])
{
swap(arr,i,j);
}
}
}
}
/**
给int类型数组进行冒泡排序
@param arr 接收一个int类型数组

*/
public static void bubbleSort(int[] arr)//冒泡排序
{
for(int i=0;i<arr.length-1;i++)
{
for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++)
{
if(arr[i]>arr[j])
{
if(arr[j]>arr[j+1])
{
swap(arr,j,j+1);
}

}
}
}
}
/**
给数组中的元素进行位置的置换。
@param arr 接收一个int类型的数组
@param a 要置换的位置
@param b 要置换的位置

*/
private static void swap(int[] arr,int a,int b)//交换数值
{
int temp=arr[a];
arr[a]=arr[b];
arr[b]=temp;
}
/**
用于打印数组中的元素。打印形式：[elemet1 ,elemet2 ,elemet3 ,elemet4...]

*/
public static void printArray(int[] arr)//打印输出
{
for(int i=0;i<arr.length;i++)
{
if(i!=arr.length-1)
System.out.print(arr[i]+",");
else
System.out.print(arr[i]);

}
System.out.println();
}

}

1. 打开CMD，锁定到ArrayTool.java文件目录下。

2. 输入java –d myhelp –author –version ArrayTool.java

（ myhelp为目录，没有则自己创建。–author取作者 –version取版本）

提示：如果抛出异常java.lang.IllegalArgumentException只需要将CLASSPATH临时清空

3. 到ArrayTool.java文件目录下myhelp文加件点击index.html





六、面向对象（静态代码块）

格式：

static

{

静态代码块执行语句

}

特点：

随着类的加载而执行，并且只执行一次。

优先于主函数执行。

用于给类进行初始化的。

练习：

/*
静态代码块：

*/
class StaticCode
{
static
{
System.out.println("a");
}//静态代码块
}
class  StaticCodeDemo
{
static
{
System.out.println("b");
}//静态代码块
public static void main(String[] args)
{
new StaticCode();
new StaticCode();
System.out.println("over");
}
static
{
System.out.println("c");
}//静态代码块
}

/*
静态代码块：

*/
class StaticCode
{
int num=10;
StaticCode()
{
System.out.println("b");
}
static
{
System.out.println("a");
}//静态代码块
{
System.out.println("c,"+this.num);
}//构造代码块
StaticCode(int x)
{
System.out.println("d");
}
public static void show()
{
System.out.println("show!");
}
}
class  StaticCodeDemo
{
static
{
System.out.println("b");
}//静态代码块
public static void main(String[] args)
{
new StaticCode(4);
System.out.println("over");
}
static
{
System.out.println("c");
}//静态代码块
}

七、面向对象（对象的初始化过程）

先来看一个例子：

/*
对象初始化过程示例
*/
class Person
{
private String name;
private int age;
private static String country="中国";

Person(String name,int age)
{
this.name=name;
this.age=age;
}

{
System.out.println("name:"+name+"\tage:"+age);
}
public void setName(String name)
{
this.name=name;
}
public void speak()
{
System.out.println("name:"+this.name+"\tage:"+age);
}
public static void showCountry()
{
System.out.println("country:"+country);
}
}
class  PersonDemo2
{
public static void main(String[] args)
{
Person p=new Person("杨成",21);
}
}

Person p=new Person();

这句话具体流程：

1.因为new用到了Person.class。所以会先找到Person.class文件并加载到内存中。

2.执行该类中的static代码块，如果有的话，给Person.class类进行初始化。

3.在堆内存中开辟空间，分配内存地址。

4.在堆内存中建立对象的特有属性，并进行默认初始化。

5.对属性进行显式初始化。

6.对对象进行构造代码块初始化。

7.对对象进行对应的构造函数初始化。

8.将内存地址给栈内存中的p变量。

八、面向对象（对象调用成员过程）

/*
演示：对象调用成员过程
*/
class Person
{
private String name;
private int age;
private static String country="中国";

Person(String name,int age)
{
this.name=name;
this.age=age;
}
public void setName(String name)
{
this.name=name;
}
public void speak()
{
System.out.println("name:"+name"\tage:"+age);
}
public static void showCountry()
{
System.out.println("country:"+country);
}
}

这个的过程图片演示：

Person p=new Person("杨成",20);

p.setName("张三");



九、面向对象（单例设计模式）

设计模式：解决某一问题最行之有效的方法。

Java中有23中设计模式：

单例设计模式：解决一个类在内存中只存在一个对象。

想要保证对象唯一:

1.为了避免其它程序过多建立该类对象，先禁止其它程序建立该类对象。

2.还为了其它程序可以访问到该类对象，只好在本类中自定义一个对象。

3.为了方便其它程序对自定义对象的访问，可以对外提供一些访问方式。

这三步用代码体现：

1.将构造函数私有化。

2.在类中创建一个本类对象。

3.提供一个方法可以获取到该对象。

对于事物该怎么描述，还怎么描述，当需要将该事物的对象保证在内存中唯一时，

就将以上的3步加上即可。

示例：

/*
设计模式：解决某一问题最行之有效的方法。

*/
class Single
{
private int num;
public void setNum(int num)
{
this.num=num;
}
public int getNum()
{
return num;
}
private Single(){}

private static Single s=new Single();

public static Single getInstance()
{
return s;
}
}
class SingleDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Single s1=Single.getInstance();
Single s2=Single.getInstance();
s1.setNum(20);
System.out.println(s2.getNum());

}
}

/*
举例：

*/
class Student
{
private int age;
private static Student s=new Student();
private Student(){}
public static Student getStudent()
{
return s;
}
private void setAge(int age)
{
this.age=age;
}
public int getAge()
{
return age;
}
}
class SingleDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Student s3=Student.getStudent();
Student s4=Student.getStudent();
}
}

十、面向对象（单例设计模式2）

/*
先初始化对象。
称为：饿汉式

Single类一进内存，就已经创建好了对象。
*/

class Single
{
private static Single s=new Single();
private Single(){}
public static Single getInstance()
{
return s;
}

}

/*
对象在方法被调用是才初始化，也叫做对象的延时加载。
称为：懒汉式。
Single类进内存，对象还没有存在。只有调用了getInstance方法时
才建立对象。

*/
class Single
{
private static Single s=null;
private Single(){}
public static Single getInstance()
{
if(s==null)
{
synchronized(Single.class)//加锁
{
if(s==null)
s=new Single();
}
}
return s;
}

}

总结：由于在多线程访问时懒汉式可能会出现创建出多个实例，而若对其使用synchronized的话，则又会降低程序性能。所以定义单例时，建议使用恶汉式。

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