04-面向对象与封装

1. 面向对象思想的概述

概述

Java语言是一种面向对象的程序设计语言，而面向对象思想是一种程序设计思想，我们在面向对象思想的指引下， 使用Java语言去设计、开发计算机程序。 这里的对象泛指现实中一切事物，每种事物都具备自己的属性和行为。面向对象思想就是在计算机程序设计过程中，参照现实中事物，将事物的属性特征、行为特征抽象出来，描述成计算机事件的设计思想。 它区别于面向过程思想，强调的是通过调用对象的行为来实现功能，而不是自己一步一步的去操作实现。

• 面向过程：强调步骤。
• 面向对象：强调对象。

特点

三大基本特征：封装、继承和多态。

面向过程：当需要实现一个功能的时候，每一个具体的步骤都要亲力亲为，详细处理每一个细节。
面向对象：当需要实现一个功能的时候，不关心具体的步骤，而是找一个已经具有该功能的人，来帮我做事儿。

import java.util.Arrays;
public class Demo01PrintArray {
public static void main(String[] args) {
int[] array = { 10, 20, 30, 40, 50, 60 };

// 要求打印格式为：[10, 20, 30, 40, 50]
// 使用面向过程，每一个步骤细节都要亲力亲为。
System.out.print("[");
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
if (i == array.length - 1) { // 如果是最后一个元素
System.out.println(array[i] + "]");
} else { // 如果不是最后一个元素
System.out.print(array[i] + ", ");
}
}
System.out.println("==============");

// 使用面向对象
// 找一个JDK给我们提供好的Arrays类，
// 其中有一个toString方法，直接就能把数组变成想要的格式的字符串
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}

2 类和对象

什么是类

• 类：是一组相关属性和行为的集合。可以看成是一类事物的模板，使用事物的属性特征和行为特征来描述该类事物。

现实中，描述一类事物：

• 属性：就是该事物的状态信息。
• 行为：就是该事物能够做什么。
• 举例：小猫。 属性：名字、体重、年龄、颜色。 行为：走、跑、叫。

什么是对象

对象：是一类事物的具体体现。对象是类的一个实例，必然具备该类事物的属性和行为。

现实中，一类事物的一个实例：一只小猫。

举例：一只小猫。 属性：tom、5kg、2 years、yellow。 行为：溜墙根走、蹦跶的跑、喵喵叫。

类与对象的关系

类是对一类事物的描述，是抽象的。 对象是一类事物的实例，是具体的。 类是对象的模板，对象是类的实体。

例如：手机设计图是类（抽象的），真正的手机是对象（具体的）。

3 类的定义

成员变量：对应事物的属性 成员方法：对应事物的行为

类的定义格式

public class ClassName {
//成员变量
String name;
int age;

//成员方法
//学习的方法
public void study() {
System.out.println("好好学习，天天向上"); }
//吃饭的方法
public void eat() {
System.out.println("学习饿了要吃饭"); } }
}

• 成员变量：和以前定义变量几乎是一样的。只不过位置发生了改变。在类中，方法外。
• 成员方法：和以前定义方法几乎是一样的。只不过把static去掉。

4 对象的使用

通常情况下，一个类并不能直接使用，需要根据类创建一个对象，才能使用。

1. 导包：也就是指出需要使用的类，在什么位置。
   import 包名称.类名称;
   import cn.itcast.day06.demo01.Student;
   对于和当前类属于同一个包的情况，可以省略导包语句不写。
2. 创建，格式：
   类名称 对象名 = new 类名称();
   Student stu = new Student();
3. 使用，分为两种情况：
   使用成员变量：对象名.成员变量名
   使用成员方法：对象名.成员方法名(参数)
   （也就是，想用谁，就用对象名点儿谁。）

注意事项：如果成员变量没有进行赋值，那么将会有一个默认值，规则和数组一样。

public class Demo02Student {

public static void main(String[] args) {
// 1. 导包。
// 我需要使用的Student类，和我自己Demo02Student位于同一个包下，所以省略导包语句不写

// 2. 创建，格式：
// 类名称 对象名 = new 类名称();
// 根据Student类，创建了一个名为stu的对象
Student stu = new Student();

// 3. 使用其中的成员变量，格式：
// 对象名.成员变量名
System.out.println(stu.name); // null
System.out.println(stu.age); // 0
System.out.println("=============");

// 改变对象当中的成员变量数值内容
// 将右侧的字符串，赋值交给stu对象当中的name成员变量
stu.name = "赵丽颖";
stu.age = 18;
System.out.println(stu.name); // 赵丽颖
System.out.println(stu.age); // 18
System.out.println("=============");

// 4. 使用对象的成员方法，格式：
// 对象名.成员方法名()
stu.eat();
stu.study();
}

}

5 练习：手机类

定义一个类，用来模拟“手机”事物。
属性：品牌、价格、颜色
行为：打电话、发短信

对应到类当中：
成员变量（属性）：
String brand; // 品牌
double price; // 价格
String color; // 颜色
成员方法（行为）：
public void call(String who) {} // 打电话
public void sendMessage() {} // 群发短信

public class Phone {

// 成员变量
String brand; // 品牌
double price; // 价格
String color; // 颜色

// 成员方法
public void call(String who) {
System.out.println("给" + who + "打电话");
}

public void sendMessage() {
System.out.println("群发短信");
}
}

public class Demo01PhoneOne {

public static void main(String[] args) {
// 根据Phone类，创建一个名为one的对象
// 格式：类名称 对象名 = new 类名称();
Phone one = new Phone();
System.out.println(one.brand); // null
System.out.println(one.price); // 0.0
System.out.println(one.color); // null
System.out.println("=========");

one.brand = "苹果";
one.price = 8388.0;
one.color = "黑色";
System.out.println(one.brand); // 苹果
System.out.println(one.price); // 8388.0
System.out.println(one.color); // 黑色
System.out.println("=========");

one.call("乔布斯"); // 给乔布斯打电话
one.sendMessage(); // 群发短信
}

}

6 一个对象的内存图

7 两个对象使用同一个方法的内存

public class Demo02PhoneTwo {

public static void main(String[] args) {
Phone one = new Phone();
System.out.println(one.brand); // null
System.out.println(one.price); // 0.0
System.out.println(one.color); // null
System.out.println("=========");

one.brand = "苹果";
one.price = 8388.0;
one.color = "黑色";
System.out.println(one.brand); // 苹果
System.out.println(one.price); // 8388.0
System.out.println(one.color); // 黑色
System.out.println("=========");

one.call("乔布斯"); // 给乔布斯打电话
one.sendMessage(); // 群发短信
System.out.println("=========");

Phone two = new Phone();
System.out.println(two.brand); // null
System.out.println(two.price); // 0.0
System.out.println(two.color); // null
System.out.println("=========");

two.brand = "三星";
two.price = 5999.0;
two.color = "蓝色";
System.out.println(two.brand); // 三星
System.out.println(two.price); // 5999.0
System.out.println(two.color); // 蓝色
System.out.println("=========");

two.call("欧巴"); // 给欧巴打电话
two.sendMessage(); // 群发短信
}

}

内存图

8 两个引用指向同一个对象的内存

public class Demo03PhoneSame {
public static void main(String[] args) {
Phone one = new Phone();
System.out.println(one.brand); // null
System.out.println(one.price); // 0.0
System.out.println(one.color); // null
System.out.println("=========");

one.brand = "苹果";
one.price = 8388.0;
one.color = "黑色";
System.out.println(one.brand); // 苹果
System.out.println(one.price); // 8388.0
System.out.println(one.color); // 黑色
System.out.println("=========");

one.call("乔布斯"); // 给乔布斯打电话
one.sendMessage(); // 群发短信
System.out.println("=========");

// 将one当中保存的对象地址值赋值给two
Phone two = one;
System.out.println(two.brand); // 苹果
System.out.println(two.price); // 8388.0
System.out.println(two.color); // 黑色
System.out.println("=========");

two.brand = "三星";
two.price = 5999.0;
two.color = "蓝色";
System.out.println(two.brand); // 三星
System.out.println(two.price); // 5999.0
System.out.println(two.color); // 蓝色
System.out.println("=========");

two.call("欧巴"); // 给欧巴打电话
two.sendMessage(); // 群发短信
}
}

内存图

9 使用对象类型作为方法的参数

//定义一个名为Phone的类
public class Phone {

// 成员变量
String brand; // 品牌
double price; // 价格
String color; // 颜色

// 成员方法
public void call(String who) {
System.out.println("给" + who + "打电话");
}

public void sendMessage() {
System.out.println("群发短信");
}
}

public class Demo04PhoneParam {

public static void main(String[] args) {
Phone one = new Phone(); //根据Phone类，创建一个名为one的对象
// 格式：类名称 对象名 = new 类名称();
one.brand = "苹果";
one.price = 8388.0;
one.color = "土豪金";

method(one); // 传递进去的参数其实就是地址值
}

public static void method(Phone param) { //定义方法的完整格式：
修饰符 返回值类型 方法名称(参数类型 参数名称, …) {方法体 return 返回值;}
System.out.println(param.brand); // 苹果
System.out.println(param.price); // 8388.0
System.out.println(param.color); // 土豪金
}

}

内存图

10 使用对象类型作为方法的返回值

public class Demo05PhoneReturn {

public static void main(String[] args) {
Phone two = getPhone();
System.out.println(two.brand); // 苹果
System.out.println(two.price); // 8388.0
System.out.println(two.color); // 玫瑰金
}

public static Phone getPhone() { //方法返回值类型Phone，方法名getPhone
Phone one = new Phone(); //创建对象one
one.brand = "苹果";
one.price = 8388.0;
one.color = "玫瑰金";
return one;
}

}

内存图

11 成员变量和局部变量的区别

局部变量和成员变量

1. 定义的位置不一样【重点】
   局部变量：在方法的内部
   成员变量：在方法的外部，直接写在类当中
2. 作用范围不一样【重点】
   局部变量：只有方法当中才可以使用，出了方法就不能再用
   成员变量：整个类全都可以通用。
3. 默认值不一样【重点】
   局部变量：没有默认值，如果要想使用，必须手动进行赋值
   成员变量：如果没有赋值，会有默认值，规则和数组一样
4. 内存的位置不一样（了解）
   局部变量：位于栈内存
   成员变量：位于堆内存
5. 生命周期不一样（了解）
   局部变量：随着方法进栈而诞生，随着方法出栈而消失
   成员变量：随着对象创建而诞生，随着对象被垃圾回收而消失

public class Demo01VariableDifference {

String name; // 成员变量

public void methodA() {
int num = 20; // 局部变量
System.out.println(num);
System.out.println(name);
}

public void methodB(int param) { // 方法的参数就是局部变量
// 参数在方法调用的时候，必然会被赋值的。
System.out.println(param);

int age; // 局部变量
//        System.out.println(age); // 没赋值不能用

//        System.out.println(num); // 错误写法！
System.out.println(name);
}

}

12 面向对象三大特征之封装性

面向对象三大特征：封装、继承、多态。

封装性在Java当中的体现：

1. 方法就是一种封装
2. 关键字private也是一种封装

封装就是将一些细节信息隐藏起来，对于外界不可见。

public class Demo02Method {

public static void main(String[] args) {
int[] array = {5, 15, 25, 20, 100};

int max = getMax(array);
System.out.println("最大值：" + max);
}

// 给我一个数组，我还给你一个最大值
public static int getMax(int[] array) {
int max = array[0];
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
if (array[i] > max) {
max = array[i];
}
}
return max;
}

}

13 private关键字的作用及使用

问题描述：定义Person的年龄时，无法阻止不合理的数值被设置进来。
解决方案：用private关键字将需要保护的成员变量进行修饰。

一旦使用了private进行修饰，那么本类当中仍然可以随意访问。
但是！超出了本类范围之外就不能再直接访问了。

间接访问private成员变量，就是定义一对儿Getter/Setter方法

必须叫setXxx或者是getXxx命名规则。
对于Getter来说，不能有参数，返回值类型和成员变量对应；
对于Setter来说，不能有返回值，参数类型和成员变量对应。

public class Person {  //定义Person的类

String name; // 姓名
private int age; // 年龄

public void show() {
System.out.println("我叫：" + name + "，年龄：" + age);
}

// 这个成员方法，专门用于向age设置数据，set是往里放
public void setAge(int num) {
if (num < 100 && num >= 9) { // 如果是合理情况
age = num;
} else {
System.out.println("数据不合理！");
}
}

// 这个成员方法，专门私语获取age的数据，get是往外拿
public int getAge() {
return age;
}

}

public class Demo03Person {

public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
person.show();

person.name = "赵丽颖";
//        person.age = -20; // 直接访问private内容，错误写法！
person.setAge(20);  // 间接访问
person.show();
}

}

14 练习：使用private关键字定义

特例：对于基本类型当中的boolean值，Getter方法一定要写成isXxx的形式，而setXxx规则不变。

public class Student {

private String name; // 姓名
private int age; // 年龄
private boolean male; // 是不是爷们儿

public void setMale(boolean b) {
male = b;
}

public boolean isMale() {
return male;
}

public void setName(String str) {
name = str;
}

public String getName() {
return name;
}

public void setAge(int num) {
age = num;
}

public int getAge() {
return age;
}
}

public class Demo04Student {

public static void main(String[] args) {
Student stu = new Student();

stu.setName("鹿晗");
stu.setAge(20);
stu.setMale(true);

System.out.println("姓名：" + stu.getName());
System.out.println("年龄：" + stu.getAge());
System.out.println("是不是爷们儿：" + stu.isMale());
}

}

15 this关键字的作用

使用this关键字解决局部变量与成员变量重名的问题

当方法的局部变量和类的成员变量重名的时候，根据“就近原则”，优先使用局部变量。
如果需要访问本类当中的成员变量，需要使用格式：
this.成员变量名

“通过谁调用的方法，谁就是this。”

public class Person {

String name; // 我自己的名字

// 参数name是对方的名字
// 成员变量name是自己的名字
public void sayHello(String name) {
System.out.println(name + "，你好。我是" + this.name);
System.out.println(this);
}

}

public class Demo01Person {

public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
// 设置我自己的名字
person.name = "王健林";
person.sayHello("王思聪");

System.out.println(person); // 地址值
}

}

16 构造方法

构造方法是专门用来创建对象的方法，当我们通过关键字new来创建对象时，其实就是在调用构造方法。
格式：
public 类名称(参数类型 参数名称) {
方法体
}

注意事项：

1. 构造方法的名称必须和所在的类名称完全一样，就连大小写也要一样
2. 构造方法不要写返回值类型，连void都不写
3. 构造方法不能return一个具体的返回值
4. 如果没有编写任何构造方法，那么编译器将会默认赠送一个构造方法，没有参数、方法体什么事情都不做。
   public Student() {}
5. 一旦编写了至少一个构造方法，那么编译器将不再赠送。
6. 构造方法也是可以进行重载的。
   重载：方法名称相同，参数列表不同。

public class Student {

// 成员变量
private String name;
private int age;

// 无参数的构造方法
public Student() {
System.out.println("无参构造方法执行啦！");
}

// 全参数的构造方法
public Student(String name, int age) {
System.out.println("全参构造方法执行啦！");
this.name = name;
this.age = age;
}

// Getter Setter
public void setName(String name) {
this.name = name;
}

public String getName() {
return name;
}

public void setAge(int age) {
this.age = age;
}

public int getAge() {
return age;
}

}

public class Demo02Student {

public static void main(String[] args) {
Student stu1 = new Student(); // 无参构造
System.out.println("============");

Student stu2 = new Student("赵丽颖", 20); // 全参构造
System.out.println("姓名：" + stu2.getName() + "，年龄：" + stu2.getAge());
// 如果需要改变对象当中的成员变量数据内容，仍然还需要使用setXxx方法
stu2.setAge(21); // 改变年龄
System.out.println("姓名：" + stu2.getName() + "，年龄：" + stu2.getAge());

}

}

17 定义一个标准的类

一个标准的类通常要拥有下面四个组成部分：

1. 所有的成员变量都要使用private关键字修饰
2. 为每一个成员变量编写一对儿Getter/Setter方法
3. 编写一个无参数的构造方法
4. 编写一个全参数的构造方法

这样标准的类也叫做Java Bean

自动生成Getter、Setter：点击Code—generate—Getter and Setter

自动生成无参数构造方法：Code—generate—constructor—select None

自动生成全参数构造方法：Code—generate—constructor—全选—OK

public class Student {

private String name; // 姓名
private int age; // 年龄

public Student() {
}

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

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}

public int getAge() {
return age;
}

public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}

public class Demo01Student {

public static void main(String[] args) {
Student stu1 = new Student();
stu1.setName("迪丽热巴");
stu1.setAge(20);
System.out.println("姓名：" + stu1.getName() + "，年龄：" + stu1.getAge());
System.out.println("=================");

Student stu2 = new Student("古力娜扎", 21);
System.out.println("姓名：" + stu2.getName() + "，年龄：" + stu2.getAge());
stu2.setAge(22);
System.out.println("姓名：" + stu2.getName() + "，年龄：" + stu2.getAge());
}

}