第5篇 Java面向对象

Java面向对象

类

具有相同属性和方法的一系列对象的集合，是对对象的一个描述。类的内部包括属性和方法两个部分。

类是创建对象的一个模板。

命名规范：帕斯卡命名法

类的声明：

class Dog{
    //属性
    private String name;
    private int age;
    private float height;

    //构造方法
    public Dog() {
    }
    
    public Dog(String name, int age, float height) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.height = height;
    }
    
    //方法
    public void eat() {
        System.out.println("这只狗会吃饭...");
    }
    
    //Getter & Setter
    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 float getHeight() {
        return height;
    }
    
    public void setHeight(float height) {
        this.height = height;
    }
    
}

属性

一般情况下，所有属性设置为private（只能在本类进行访问）

属性是对对象特征的一个描述。在描述对象时，不需要对对象的所有特征都进行描述，只需用到什么就描述什么。

方法

方法包括五部分：限定词+返回值类型+方法名+参数+方法体

方法在定义时的参数为形参，只起到占位作用。形参是一个局部变量，作用域仅仅限于方法体内有效，出了方法体，便被销毁。

方法在被调用的时候传入的参数称为实参，它的值被赋给形参，通过形参参与方法体中的运算。这种值的传递是单向的，只有从实参传递给形参，方法执行完毕之后，形参的值并不会被传递给实参。

方法重载

• 方法名相同
• 方法参数列表不同
• 与返回值和限定修饰符无关
• 发生在同一个类当中

public class Calc{
    //被重载的方法
    public int  add(int num1, int num2) {
        return num1+num2;
    }
    //参数列表不同，方法名相同
    public int add(int num1, int num2, int num3) {
        return add(num1, num2)+num3;
    }
    //参数名与返回值都不同，方法名相同
    public float add(float num1, float num2) {
        return num1+num2;
    }
    
}

构造方法

每个类都有自己的构造方法。如果没有显式地为类定义构造方法，Java编译器将会为该类提供一个默认的无参构造方法。

构造方法的几个特点：

• 方法名与类名相同
• 没有返回值
• 建立对象时自动被调用 
• 一个类至少有一个到多个构造方法

对象

对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，它是构成系统的一个基本单位。一个对象由一组属性和对这组属性进行操作的一组服务组成。

对象是类所描述的一个实体，是类的一个实例化。

创建对象

1. 声明：声明一个对象，包括对象名、对象类型、
2. 实例化：使用关键字new来创建一个对象
3. 初始化：使用new创建对象时，会调用构造函数来对对象进行初始化

示例：

//调用无参构造方法实例化对象
Dog dog1 = new Dog();
//调用带参构造方法实例化对象，同时对对象进行初始化
Dog dog2 = new Dog("大黄", 2, 12.9f);

访问对象

由于对象的属性被设置为私有的，所以只能通过set和get方法来访问。

通过已创建的对象来访问成员变量和成员方法，如下所示：

Dog dog2 = new Dog("大黄", 2, 12.9f);
System.out.println("狗的名字是："+dog2.getName());
System.out.println("狗的年龄是："+dog2.getAge()+"岁");
System.out.println("狗的体重是："+dog2.getHeight()+"kg");

打印结果如下：

狗的名字是：大黄
狗的年龄是：2岁
狗的体重是：12.9kg

面向对象

基本特征

• 封装

• 继承

• 多态

面向对象的特点

• 一种常见的思想，符合人们的思考习惯
• 将复杂问题简单化
• 从执行者变为指挥者

设计过程

• 发现类
• 发现类的属性
• 发现类的方法
• 优化过程

设计的原则：关注所需要的属性和方法

Java 封装

优点：

• 良好的封装可以减少耦合
• 类内部结构可以自由修改
• 可以对成员变量进行更精确的控制
• 隐藏信息，实现细节

访问权限

一般情况下，将属性值全部设置为private，通过set和get方法来对属性进行访问：

public class Person{
    private String name;
    private int age;
​
    public int getAge(){
      return age;
    }
​
    public String getName(){
      return name;
    }
​
    public void setAge(int age){
      this.age = age;
    }
​
    public void setName(String name){
      this.name = name;
    }
}

将类的某些信息隐藏在类内部，不允许外部程序直接访问，而是通过该类提供的方法实现对隐藏信息的访问和操作。

Java 继承

继承就是子类继承父类的特征和行为，使得子类对象（实例）具有父类的实例域和方法，或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。同时，子类可以在父类的基础上进行扩展，加入自己独有的属性和方法。

• Java中通过extends关键字来表明一个类与其父类的继承关系
• 子类将会继承父类除私有以外所有的属性和方法（个人认为私有的仍然被继承，但是由于作用域的原因无法被使用）
• 子类可以在父类的基础上进行扩展
• 继承关系中方法的执行顺序：先从子类中查找该方法，如果在子类中找不到该方法则再去父类中查找
• Java中属于单继承，一个子类只能拥有一个父类，一个父类可以拥有N个子类
• 构造方法不能也无需被继承，因为在调用子类的构造方法时会默认先调用父类的构造方法
• 继承的初始化顺序：父类构造方法 --> 父类属性初始化 --> 子类构造方法 -->子类属性初始化
• Java中super关键字代表父类，子类中可以使用super来调用父类的共有属性和方法
• Java中this关键字代表当前类，通过this关键字可访问本类中所有属性和方法

class Animals{
    private String name;
    //父类构造方法
    public Animals(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    public void eat() {
        System.out.println("动物吃东西");
    }
}

class Dogs extends Animals{
    //子类构造方法。父类没有无参构造方法，子类实例化时必须调用父类构造方法
    public Dogs(String name) {
        super(name);
    }

    public void run() {
        System.out.println("狗会跑");
    }
}

上面例子中，Animals为父类，而Dogs作为子类。

Animals中只有一个Animals(String name)的构造方法。子类构造方法中，如果没有使用super来调用父类构造方法，编译器会默认调用一个super()的方法，但由于父类中不存在这个构造方法，所以编译器会报错。此时要求我们调用父类唯一的带参构造方法。

子类构造方法中必须且只能一次地调用父类的构造方法，并且位置是在构造方法所有操作之前。

run方法是Dogs类在Animals类的基础上所进行的扩展，eat方法将在Dogs类中被继承。

继承后对Dogs对象的使用示例：

Dogs dogs = new Dogs("大黄");
dogs.eat();
dogs.run();

打印结果如下：

动物吃东西
狗会跑

方法的重写

子类中可以对从父类继承的方法进行重写（Alt+Shift+s, v），重写后子类对象在调用时会优先调用子类中被重写的方法

class Dogs extends Animals{
    public Dogs(String name) {        
        super(name);
        
    }

    //对父类方法进行重写，通过@verride标识
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗会吃骨头");
    }
}

这里调用dogs.eat()方法时，会打印“狗会吃骨头”，而不是“动物吃东西”。

super、this关键字

super代表的是父类，this代表的是本类

class Dogs extends Animals{
    public Dogs(String name) {        
        super(name);
    }

    @Override
    public void eat() {        
        System.out.println("狗会吃骨头");
    }
    
    public void animalEat() {
        super.eat();
        this.eat();
    }
}

调用animalEat方法后打印的结果为：

动物吃东西
狗会吃骨头

final关键字

final，意为最后的，最终的。

• 被final修饰的类不能被继承
• 被final修饰的方法不能被重写
• 被final修饰的属性被能被修改（常量）

继承与组合的区别

B extends A ： 从逻辑上来说，是 “B is a A” 的关系。例如狗继承自动物，说明狗是一种动物；衣服继承自商品，说明衣服是一种商品。

组合：是一种 “A has B” 的关系。在一个类中，可以用别的对象来作为自己的属性。例如人有名字，而这个名字本身是一个String类型的对象，我们可以同过它来描述一个人。

Java 多态

• 多态即父类的引用执行子类对象
• 多态必须建立在继承的基础上（对接口的实现上）
• 多态中方法调用时现在子类查找该方法，没有找到则再去父类中查找

所为多态，即多种形态。

多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

比如说两台打印机，一台为黑白打印机，一台为彩色打印机。当我们使用黑白打印机时，它将给我们打印黑白的材料，而使用彩色打印机时打印的却是彩色的。

abstract class Printer {
    //父类的打印方法
    public abstract void print();
}

class BWPrinter extends Printer {
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("打印了一份黑白材料");
        
    }
}
class ColorfulPrinter extends Printer {
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("打印了一份彩色材料");
    }
}

public class Main {
    public static void print(Printer printer) {
        printer.print();
    }
    
    public static void main(String[] args) {        
        BWPrinter bwPrinter = new BWPrinter();
        ColorfulPrinter colorfulPrinter = new ColorfulPrinter();
        //使用黑白打印机进行打印
        print(bwPrinter);
        //使用彩色打印机进行打印
        print(colorfulPrinter);
    }
}

打印结果为：

打印了一份黑白材料
打印了一份彩色材料

多态的优点

• 消除类型之间的耦合
• 可替换性
• 可扩充性
• 接口性
• 灵活性
• 简化性

多态存在的三个必要条件

• 继承
• 重写
• 父类引用指向子类对象