全方位讲解Java的面向对象编程思想
什么是面向对象?
Object 对象,Oriendted 以…为导向的, Programming 程序设计
面向对象就是使用对象进行程序设计,简写成OOP。
SP和OOP对比
面向对象的三大原则
封装 继承 多态
对象
对象是面向对象编程的核心部分,是实际存在的具体实体,具有明确定义的状态和行为;
对象其实就是“数据”和“函数”的封装体,其中:
数据表示自身的状态,也称作“属性”或“成员数据”;
函数表示自身的功能,也称作“方法”或“成员函数”。
类
人们为了更好地认识世界,将现实生活中的事物(对象)划分成类;
同一类中的事物总是具有一些共性;
类以共同的特性和行为定义实体;
类是具有相同属性和和行为的一组对象的集合。
属性
事物的特性在类中用变量表示;
每个对象的每个属性都拥有其特定的值;
属性名称由类的所有对象共享;
对象或实体拥有的特征在类中表示时称为属性
方法
事物的行为和动作在类中用函数表示;
每个对象都有相同的动作和行为;
对象执行的操作在类中表示为方法。
类和对象的区别
类是用来描述实体的“模板”或“原型”;
对象是实际的实体,每一个对象都是类的一个具体实例;
类用来定义对象所有的属性和方法,同一类的所有对象都拥有相同的特征和操作;
可以将类理解成生产产品的模具,而对象则是根据此模具生产的一个个产品。
类与结构
封装
将某些东西包装在一起,然后以新的完整形式呈现出来;
隐藏属性、方法或实现细节的处理方式称为封装;
封装其实就是有选择性地公开或隐藏某些信息,它解决了数据的安全性问题。
继承
继承就是重用现有的类来生成新类的一种特征;
通俗地讲就是从现有的类(即父类或基类)创建新类(子类或派生类)的过程;
现实生活中,继承可以达到财产重用的目的,而在Java中,继承可以使代码重用。
多态
多态是指同一函数在不同的类中有不同的实现;
多态的好处就是使类更灵活,更便于扩充。
这里还有一个不得不说的的 “抽象”
抽象
把相同的或相似的对象归为一类的这个过程就是抽象,所以,抽象就是分析问题的方法;
抽象的基本原则:
只关心主要问题,而不关心次要问题;
只关心主要矛盾,而不关心次要矛盾;
只关心相同的东西,而不关心不同的东西;
只关心问题是什么,能够完成什么,而不关心怎样去完成。
抽象的过程其实就是面向对象编程的核心思想。
在Java中定义类
在Java中创建对象
创建对象的语法
和数组相似,对象也是引用数据类型,只能使用new运算符从堆中分配内存;
创建对象的一般语法:
类名 引用名 = new 类名();
使用已经定义好的类,创建该类对象的过程称为“实例化”。
成员运算符 “ . ”
只有先实例化类的对象,才可以访问到类中的成员(属性和方法);
使用成员运算符(.)来访问成员属性或成员方法;
一般语法是:
对象名.成员名
如:
std.age = 18; //为成员属性赋值 std.dining(); //调用成员方法
访问权限:public和private
C语言中结构体的成员可以从任何地方进行访问,这将给数据的安全留下极大的隐患;
为了避免从类外部直接访问类成员而造成的数据损坏,Java对类成员的访问制定了约束;
关键字public和private是访问修饰符,用来说明某个成员是否可以从类外部进行访问;
public修饰的成员可以在任何地方进行访问,不受任何约束;
private修饰的成员只能够被本类中的其它成员访问,而不能从类的外部进行访问。
无法从类的外部访问私有成员;
其它类的私有成员对于当前类也是隐藏的。
访问权限示例
class Student { private String name; //姓名,私有的,不可以从类外部直接访问 private int age; //年龄,私有的,不可以从类外部直接访问 private float weight; //体重,私有的,不可以从类外部直接访问 //吃饭的方法,公有的,可以从任何地方访问 public void dining() { System.out.println("吃饱了..."); weight++; //dining方法是类内部成员,可以直接访问本类私有成员 } //走路的方法,公有的,可以从任何地方访问 public void walk() { System.out.println("走累了..."); weight--; //walk方法是类内部成员,可以直接访问本类私有成员 } } public class Test { public static void main(String[] args) { Student std = new Student(); //实例化一个Student对象 std.age = 18; //试图从类外部访问私有成员,将会报出一个错误 std.dining(); //允许访问公有成员 } }
访问权限(续)
加上访问修饰符有时候可能会给操作数据带来不便,但可以在很大程度上保证数据的安全;
一般地,我们会将成员属性声明为private,而将成员方法声明为public,但这样做并不是绝对的;
有时候,类外部可能要操作到某些私有数据成员,那么就可以增加一个公有的方法,再由这个方法来操作私有数据,避免因类外部的误操作而造成的数据损坏;
因为main方法要由类外部的虚拟机来调用,所以main方法必须声明成public。
如:修改Student类
class Student { //定义学生类 private String name; //姓名,私有 private int age; //年龄,私有 private float weight; //体重,私有 public void setName(String name) { //为姓名赋值的方法,公有 this.name = name; } public void setAge(int a) { //为年龄赋值的方法,公有 age = a; } public void setWeight(float w) { //为体重赋值的方法,公有 weight = w; } public void display() { //将所有信息打印出来的方法,公有 System.out.println("姓名:" + name + ",年龄:" + age + ",体重:" + weight); } public void dining() {……} //吃饭的方法,公有,代码略 public void walk() {……} //走路的方法,公有,代码略 } public class Test { public static void main(String[] args) { Student std = new Student(); //实例化学生类对象 std.setName("张三"); //为姓名赋值 std.setAge(18); //为年龄赋值 std.setWeight(55); //为体重赋值 std.dining(); //调用吃饭的方法 std.display(); //将信息打印出来 } }
对象初始化
在上例中,只能逐个地为数据成员赋值,如果想在对象实例化的同时就初始化成员属性,就使用到了构造方法;
构造方法是特殊的成员方法,它与类同名,在对象实例化时由虚拟机自动调用;
请注意:构造方法没有返回值类型,也不能有返回值。
构造方法示例:
/*定义ConstructorDemo类,对构造方法进行测试*/ class ConstructorDemo { /*构造方法,方法名与类名完全一致 无需指定返回值类型,也不能有返回值*/ public ConstructorDemo() { System.out.println("这是构造方法"); } } /*Test类,用来容纳main方法 一般将包含有main方法的类声明为public*/ public class Test { /*main方法,程序入口*/ public static void main(String[] args) { /*实例化ConstructorDemo类的对象*/ ConstructorDemo cd = new ConstructorDemo(); } } //会输出“这是构造方法”
构造方法
正是由于在实例化对象的同时会自动调用构造方法,所以构造方法一般用来给数据成员分配资源或初始化数据成员;
构造方法的一般形式:
访问权限 类名(形参列表) {
方法体
}
因为是由虚拟机来调用构造方法,所以构造方法一般应定义成public。
如:为Student类添加构造方法
class Student { //定义学生类 private String name; //姓名,私有 private int age; //年龄,私有 private float weight; //体重,私有 //构造方法,根据传递进来的参数,为数据成员赋值 public Student(String n, int a, float w) { //分别为每个数据成员赋初始值 name = n; age = a; weight = w; } public void setName(String n) {……} //为姓名赋值的方法,公有,代码略 public void setAge(int a) {……} //为年龄赋值的方法,公有,代码略 public void setWeight(float w) {……} //为体重赋值的方法,公有,代码略 public void display() {……} //将所有信息打印出来的方法,公有,代码略 public void dining() {……} //吃饭的方法,公有,代码略 public void walk() {……} //走路的方法,公有,代码略 } public class Test { public static void main(String[] args) { //利用构造方法,为数据成员指定初始值 Student std = new Student("张三", 18, 55); std.display(); //将信息打印出来 } }
构造方法(续)
每个对象在生成时都必须执行构造方法,而且只能执行一次;
如果构造方法调用失败,那么对象也无法创建;
不可以显式地直接调用构造方法;
在没有定义构造方法的情况下,类会自动产生一个无参数的默认构造方法,这个默认的构造方法什么都不做;
一旦显式地定义了构造方法,默认构造方法自动消失。故一般定义无参和有参两个构造方法。
总结
- 对象由状态(属性)和行为(方法)组成;
- 类是具有相同属性和方法的对象的集合;
- 封装可以隐藏对象实现的具体细节;
- 必须先实例化类的对象,才可以访问到其中的成员;
- 成员运算符用于访问对象的成员;
- 成员可以定义为公有,也可以定义为私有;
- 构造方法一般用来初始化对象中的数据成员;
- 如果不定义构造方法,将有默认的构造方法,一旦定义,默认的构造方法自动消失。