什么是面向对象

  • 面向对象编程(Object-Oriented Programming,OOP)
  • 面向对象编程的本质就是：以类的方式组织代码，以对象的组织（封装）数据
  • 三大特性
    • 封装
    • 继承
    • 多态
  • 从认识论角度考虑是先有对象后有类。对象是具体的事物。类，是抽象的，是对对象的抽象
  • 从代码运行角度考虑是先有类后有对象。类是对象的模板

回顾方法的定义

Demo

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
package com.oop.demo1;

import java.io.IOException;

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {

    }
    public String sayHello() {
        return "hello,world";
    }
    public void print() {
        return;
    }
    public int max(int a, int b) {
        return a > b ? a : b;
    }
    public void readFile(String file) throws IOException {

    }
}

回顾方法的调用

Student

1
2
3
4
5
6
7
8
9
package com.oop.demo1;

//学生类
public class Student {
    //非静态方法
    public void say() {
        System.out.println("学生说话了");
    }
}

Demo02

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
package com.oop.demo1;

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //实例化这个类 new
        //对象类型 对象名 = 对象值
        Student student = new Student();
        student.say();
    }
    //和类一起加载的
    public static void a() {
        b();
    }
    //类实例化之后才存在
    public static void b() {
        //有static时a()可以调用b(),没有static时不行
    }
}

运行结果

1
学生说话了

Demo03

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
package com.oop.demo1;

public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        //实际参数和形式参数的类型要对应
        int add = Demo03.add(1, 2);
        System.out.println(add);
    }
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

运行结果

1
3

Demo04

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
package com.oop.demo1;

public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        System.out.println(a);//1
        Demo04.change(a);
        System.out.println(a);//1
    }
    //返回值为空
    public static void change(int a) {
        a = 10;
    }
}

运行结果

1
2
1
1

Demo05

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
package com.oop.demo1;

//引用传递：对象，本质还是值传递
public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        System.out.println(person.name);//null
        Demo05.change(person);
        System.out.println(person.name);//张三
    }
    public static void change(Person person) {
        //person是一个对象：指向的 ---> Person person = new Person();这是一个具体的人，可以改变属性
        person.name = "张三";
    }
}
//定义了一个Person类，有一个属性：name
class Person {
    String name; //null
}

运行结果

1
2
null
张三

类与对象的创建

类与对象的关系

  • 类是一种抽象的数据类型，它是对某一类事物整体描述/定义，但是并不能代表某一个具体的事物
    • 动物、植物、手机、电脑……
    • Person类、Pet类、Car类等，这些类都是用来描述定义某一类具体的事物应该具备的特点和行为
  • 对象是抽象概念的具体实例
    • 张三就是人的一个具体实例，张三家里的旺财就是狗的一个具体实例
    • 能够体现出特点，展现出功能的是具体的实例，而不是一个抽象的概念

Student.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
package com.oop.demo2;

public class Student {
    //属性：字段
    String name;//null
    int age;//0
    //方法
    public void study() {
        System.out.println(this.name+"在学习");
    }
}

Application.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
package com.oop.demo2;

//一个项目应该只有一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        //类：抽象的，实例化
        //类实例化后会返回一个自己的对象！
        //student对象就是一个Student类的具体实例
        Student xm = new Student();
        Student xh = new Student();
        xm.name = "小明";
        xm.age = 3;
        System.out.println(xm.name);
        System.out.println(xm.age);
        xh.name = "小红";
        xh.age = 3;
        System.out.println(xh.name);
        System.out.println(xh.age);
    }
}

运行结果

1
2
3
4
小明
3
小红
3

构造器详解

创建与初始化对象

  • 使用new关键字创建对象
  • 使用new关键字创建的时候，除了分配内存空间之外，还会给创建好的对象进行默认的初始化以及对类中构造器的调用
  • 类中的构造器也成为构造方法，是在进行创建对象的时候必须要调用的。并且构造器有一下两个特点：
    • 必须和类的名字相同
    • 必须没有返回类型，也不能写void
  • 构造器必须要掌握

Person.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
package com.oop.demo2;

public class Person {
    //一个类即使什么都不写，它也会存在一个方法
    //显示的定义构造器
    String name;
    int age;

    //alt + insert
    //1、使用new关键字，本质是在调用构造器‘
    //2、用来初始化值
    public Person() {

    }
    //有参构造：一旦定义了有参构造，无参就必须显示定义
    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

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

Application.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
package com.oop.demo2;

//一个项目应该只有一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        //new 实例化了一个对象
        Person person = new Person("zhangsan",18);
        System.out.println(person.name);
        System.out.println(person.age);
    }
}

运行结果

1
2
zhangsan
18

小结

1
2
3
4
5
6
7
8
9
构造器：
	1.和类名相同
	2.没有返回值
作用
	1.new本质在调用构造方法
	2.初始化对象的值
注意点：
	1.定义有参构造之后，如果想使用无参构造，显示的定义一个无参的构造
	2。快捷键：Alt+insert

创建对象内存分析

Pet.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
package com.oop.demo3;

public class Pet {
    public String name;
    public int age;
    //无参构造
    public void shout() {
        System.out.println("叫了一声");
    }
}

Application.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
package com.oop;

import com.oop.demo3.Pet;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Pet dog = new Pet();
        dog.name = "旺财";
        dog.age = 3;
        dog.shout();
        System.out.println(dog.name);
        System.out.println(dog.age);
    }
}

运行结果

1
2
3
叫了一声
旺财
3

简单小结类与对象

类与对象

类是一个模版：抽象，对象是一个具体的实例

方法

定义、调用

对应的引用

  • 引用类型：8种基本类型
  • 对象是通过引用来操作的：栈—>堆

属性：字符Field 成员变量

默认初始化：

  • 数字：0 0.0
  • char：u0000
  • boolean：false
  • 引用：null
  • 修饰符 属性类型 属性名 = 属性值

对象的创建和使用

  • 必须使用new 关键字创造对象，构造器 Person zhangsan = new Person()
  • 对象的属性 zhangsan.name
  • 对象的方法 zhangsan.sleep()

类

  • 静态的属性 属性
  • 动态的行为 方法

封装详解

Student.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
package com.oop.demo4;

//类 private：私有
public class Student {
    //属性私有
    private String name;    //名字
    private int id;         //学号
    private char sex;       //性别
    private int age;        //年龄
    //提供一些可以操作这个属性的方法
    //提供一些public的get、set方法
    //get获得这个数据
    public String getName() {
        return this.name;
    }

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

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public char getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(char sex) {
        this.sex = sex;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        if (age > 120 || age < 0) {
            this.age = 3;
        } else {
            this.age = age;
        }
    }
}

Application.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
package com.oop;

import com.oop.demo4.Student;
/*
    1、提高程序的安全性，保护数据
    2、隐藏代码的实现细节
    3、统一接口
    4、系统可维护增加了
 */
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student();
        s1.setName("张三");
        //方法名，参数列表
        System.out.println(s1.getName());
        s1.setAge(-1);//不合法的
        System.out.println(s1.getAge());
    }
}

运行结果

1
2
张三
3

什么是继承

  • 继承的本质是对某一批类的抽象，从而实现对现实世界更好的建模
  • extends的意思是“扩展”。子类是父类的扩展
  • Java中类只有单继承，没有多继承！
  • 继承是类和类之间的一种关系，除此之外，类和类之间的关系还有依赖、组合、聚合等
  • 继承关系的两个类，一个为子类（派生类），一个为父类（基类）。子类继承父类，使用关键字extends来表示
  • 子类和父类之间，从意义上讲应该具有“is a”的关系
  • object类
  • super
  • 方法重写

Person.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
package com.oop.demo5;

//在Java中，所有的类，都默认直接或者间接继承Object
//Person 人：父类
public class Person /*extends Object*/ {
    //public
    //default
    //private
    private int money = 10_0000_0000;
    public void say() {
        System.out.println("说话");
    }

    public int getMoney() {
        return money;
    }

    public void setMoney(int money) {
        this.money = money;
    }
}

Student.java

1
2
3
4
5
6
7
package com.oop.demo5;

//学生 is 人：派生类，子类
//子类继承了父类，就会拥有父类的全部方法
public class Student extends Person{
    //Ctrl + H
}

Teacher.java

1
2
3
4
5
package com.oop.demo5;

public class Teacher extends Person {

}

Application.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
package com.oop;

import com.oop.demo5.Person;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
    }
}

Super详解

Person.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
package com.oop.demo5;
//在Java中，所有的类，都默认直接或者间接继承Object
//Person 人：父类
public class Person /*extends Object*/ {
    public Person() {
        System.out.println("Person无参执行了");
    }
    protected String name = "zhangsan";
    //私有的东西无法被继承
    public void print() {
        System.out.println("Person");
    }
}

Student.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
package com.oop.demo5;

//学生 is 人：派生类，子类
//子类继承了父类，就会拥有父类的全部方法
public class Student extends Person{
    public Student() {
        //隐藏代码：调用了父类的无参构造
        super();//调用父类的构造器，必须要在子类构造器的第一行
        System.out.println("Student无参执行了");
    }
    public Student(String name) {
        this.name = name;
    }
    private String name = "qinjiang";
    public void print() {
        System.out.println("Student");
    }
    public void test1() {
        print();        //Student
        this.print();   //Student
        super.print();  //Person
    }
    public void test(String name) {
        System.out.println(name);
        System.out.println(this.name);
        System.out.println(super.name);
    }
}

Application.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
package com.oop;

import com.oop.demo5.Student;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        //student.test("张三");
        //student.test1();
    }
}

运行结果

1
2
Person无参执行了
Student无参执行了

小结

  • super注意点：
    • super调用父类的构造方法，必须在构造方法的第一个
    • super必须只能出现在子类的方法或者构造方法中
    • super和this不能同时调用构造方法
  • VS this：
    • 代表的对象不同：
      • this：本身调用者这个对象
      • super：代表父类对象的应用
    • 前提：
      • this：没有继承也可以使用
      • super：只能在继承条件才可以使用
    • 构造方法：
      • this()：本类的构造
      • super()：父类的构造

方法重写

B.java

1
2
3
4
5
6
7
8
package com.oop.demo5;

//重写都是方法的重写，和属性无关
public class B {
    public void test() {
        System.out.println("B=>test()");
    }
}

A.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
package com.oop.demo5;

//继承
public class A extends B{
    //Override 重写
    @Override//注解：有功能的注释
    public void test() {
        System.out.println("A=>test()");
    }
}

Application.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
package com.oop;

import com.oop.demo5.A;
import com.oop.demo5.B;

public class Application {
    //静态的方法和非静态的方法区别很大
        //静态方法：//方法的调用只和左边定义的数据类型有关
    //非静态：重写
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        a.test();//A
        //父类的引用指向了子类
        B b = new A();//子类重写了父类的方法
        b.test();//B
    }
}

运行结果

1
2
A=>test()
A=>test()

小结

  • 重写：需要有继承关系，子类重写父类的方法
    • 方法名必须相同
    • 参数列表必须相同
    • 修饰符：范围可以扩大但不能缩小:public>protected>default>private
    • 抛出的异常：范围，可以被缩小，但不能扩大 ClassNotFoundException–>Exception(大)
  • 重写时子类的方法和父类必须要一致，方法体不同
  • 为什么需要重写：父类的功能，子类不一定需要，或者不一定满足
  • Alt + Insert：override

什么是多态

  • 即同一方法可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式
  • 一个对象的实际类型是确定的，但可以指向对象的引用的类型有很多
  • 多态存在的条件
    • 有继承关系
    • 子类重写父类方法
    • 父类引用指向子类对象
  • 注意：多态是方法的多态，属性没有多态性
  • instanceof （类型转换）引用类型

Person.java

1
2
3
4
5
6
7
package com.oop.demo6;

public class Person {
    public void run() {
        System.out.println("run");
    }
}

Student.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
package com.oop.demo6;

public class Student extends Person {
    public void run() {
        System.out.println("son");
    }
    public void eat() {
        System.out.println("eat");
    }
}

Application.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
package com.oop;

import com.oop.demo6.Person;
import com.oop.demo6.Student;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        //一个对象的实际类型是确定的
        //new Student()
        //new Person()
        //可以指向的引用类型就不确定了：父类的引用指向子类
        //Student 能调用的方法都是自己的或者继承父类的
        Student s1 = new Student();
        //Person 父类型，可以指向子类，但是不能调用子类独有的方法
        Person s2 = new Student();
        Object s3 = new Student();
        //对象能执行哪些方法，主要看对象左边的类型，和右边关系不大
        ((Student) s2).eat();//子类重写了父类的方法，执行子类的方法
        s1.eat();
    }
}

多态注意事项

  • 多态是方法的多态，属性没有多态‘
  • 父类和子类，有联系 类型转换异常 ClassCastException
  • 存在条件：继承关系，方法需要重写，父类引用指向子类对象 Father f1= new Son（）；
  • static 方法，属于类，它不属于实例
  • final 常量和private方法没有多态

instanceof和类型转换

Application1.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
package com.oop;

import com.oop.demo6.Person;
import com.oop.demo6.Student;
import com.oop.demo6.Teacher;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        //Object > String
        //Object > Person > Teacher
        //Object > Person > Student
        Object object = new Student();
        //System.out.println(X instanceof Y);
        System.out.println(object instanceof Student);  //true
        System.out.println(object instanceof Person);   //true
        System.out.println(object instanceof Object);   //true
        System.out.println(object instanceof Teacher);  //false
        System.out.println(object instanceof String);   //false
        System.out.println("=====");
        Person person = new Student();
        System.out.println(object instanceof Student);  //true
        System.out.println(object instanceof Person);   //true
        System.out.println(object instanceof Object);   //true
        System.out.println(object instanceof Teacher);  //false
        //System.out.println(object instanceof String);   //编译报错
        System.out.println("=====");
        Student student = new Student();
        System.out.println(object instanceof Student);  //true
        System.out.println(object instanceof Person);   //true
        System.out.println(object instanceof Object);   //true
        //System.out.println(object instanceof Teacher);  //编译报错
        //System.out.println(object instanceof String);   //编译报错
        System.out.println("=====");

    }
}

运行结果

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
true
true
true
false
false
=====
true
true
true
false
=====
true
true
true

Application2.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
package com.oop;

import com.oop.demo6.Person;
import com.oop.demo6.Student;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        //类型之间的转化：父 子
        //子类转换为父类，可能丢失自己的本来的一些方法
        Student student = new Student();
        student.go();
        Person person = student;
    }
}

运行结果

1
go

小结

  • 父类引用指向子类的对象
  • 把子类转换为父类，向上转型
  • 把父类转换为子类，向下转型：强制转换
  • 多态的好处：方便方法的调用，减少重复的代码

static关键字详解

Person.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
package com.oop.demo7;

public final class Person {
    //2：赋初值~
    {
        System.out.println("匿名代码块");
    }
    //1：只执行一次~
    static {
        System.out.println("静态代码块");
    }
    //3
    public Person() {
        System.out.println("构造方法");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person person1 = new Person();
        System.out.println("=====");
        Person person2 = new Person();
    }
}

运行结果

1
2
3
4
5
6
静态代码块
匿名代码块
构造方法
=====
匿名代码块
构造方法

Student.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
package com.oop.demo7;

//static
public class Student { //Person有final修饰则不能extends Person
    private static int age; //静态的变量 多线程
    private double score;   //非静态的变量
    public void run() {

    }
    public static void go() {

    }
    public static void main(String[] args) {
        go();
    }
}

Test.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
package com.oop.demo7;

//静态导入包~
import static java.lang.Math.random;
import static java.lang.Math.PI;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(random());
        System.out.println(PI);
    }
}

运行结果

1
2
0.9189062392569305
3.141592653589793

抽象类

  • abstract修饰符可以用来修饰方法也可以修饰类，如果修饰方法，那么该方法就是抽象方法；如果修饰类，那么该类就是抽象类
  • 抽象类中可以没有抽象方法，但是有抽象方法的类一定要声明为抽象类
  • 抽象类，不能使用new关键字来创建对象，它是用来让子类继承的
  • 抽象方法，只有方法的声明，没有方法的实现，它是用来让子类实现的
  • 子类继承抽象类，那么就必须要实现抽象类没有实现的抽象方法，否则该子类也要声明为抽象类

Action.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
package com.oop.demo8;

//abstract 抽象类 类 extends：单继承 （接口可以多继承）
public abstract class Action {
    //约束 有人帮我们实现
    //abstract，抽象方法，只有方法名字，没有方法的实现
    public abstract void doSomething();
    //1.不能new这个抽象类，只能靠子类去实现它
    //2.抽象类中可以写普通的方法
    //3.抽象方法必须在抽象类中
    //抽象的抽象：约束
}

A.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
package com.oop.demo8;

//抽象类的所有方法，继承了它的子类，都必须要实现它的方法
public abstract class A extends Action {
    @Override
    public void doSomething() {

    }
}

接口的定义与实现

接口

  • 普通类：只有具体实现
  • 抽象类：具体实现和规范（抽象方法）都有
  • 接口：只有规范
  • 接口就是规范，定义的是一组规则，体现了现实世界中“如果你是…则必须能…“的思想
  • 接口的本质是契约，就像我们人间的法律一样。制定好后大家都遵守
  • 声明类的关键字是class，声明接口的关键字是interface

实现

UserService.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
package com.oop.demo9;

//抽象的思维~ Java
//interface 定义的关键字，接口都需要有实现类
public interface UserService {
    //常量~ public static final
    int AGE = 99;
    //接口中的所有定义其实都是抽象的public abstract
    void add(String name);
    void delete(String name);
    void update(String name);
    void query(String name);
}

TimeService.java

1
2
3
4
5
package com.oop.demo9;

public interface TimeService {
    void time();
}

UserServiceImpl.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
package com.oop.demo9;

//抽象类 extends
//类 可以实现接口 implements 接口
//实现了接口的类，就需要重写接口中的方法
//多继承~利用接口实现多继承
public class UserServiceImpl implements UserService, TimeService{
    @Override
    public void add(String name) {

    }

    @Override
    public void delete(String name) {

    }

    @Override
    public void update(String name) {

    }

    @Override
    public void query(String name) {

    }

    @Override
    public void time() {

    }
}

作用

  • 约束
  • 定义一些方法，让不同的人实现
  • public abstract
  • public static final
  • 接口不能被实例化，接口中没有构造方法
  • implements可以实现多个接口
  • 必须要重写接口的方法

N种内部类

Outer1.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
package com.oop.demo10;

public class Outer {
    private int id = 10;
    public void out() {
        System.out.println("这是外部类的方法");
    }
    public class Inner {
        public void in() {
            System.out.println("这是内部类的方法");
        }
        //获得外部类的私有属性
        public void getID() {
            System.out.println(id);
        }
    }
}

Application.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
package com.oop;

import com.oop.demo10.Outer;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        //通过这个外部类来实例化内部类
        Outer outer = new Outer();
        Outer.Inner inner = outer.new Inner();
        inner.in();
        inner.getID();
    }
}

运行结果

1
2
这是内部类的方法
10

Outer2.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
package com.oop.demo10;

public class Outer {
    //局部内部类
    public void method() {
        class Inner {
            public void in() {

            }
        }
    }
}

//一个java类中可以有多个class类，但是只能有一个public class
class A {
    
}

Test.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
package com.oop.demo10;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //没有名字初始化类，不用将实例保存到变量中
        new Apple().eat();
        UserService userService = new UserService() {

            @Override
            public void hello() {

            }
        };
    }
}

class Apple {
    public void eat() {
        System.out.println("1");
    }
}

interface UserService {
    void hello();
}

运行结果

1
1