Java面向对象（初级）

面向对象编程(基础)

  • 面向对象编程（OOP）是一种编程范式，它强调程序设计是围绕对象、类和方法构建的。在面向对象编程中，程序被组织为一组对象，这些对象可以互相传递消息。面向对象编程的核心概念包括封装、继承和多态。

  • 相对应的，面向对象编程的对立面可以说是面向过程编程（Procedural Programming）。在面向过程编程中，程序主要由一系列的步骤或过程组成，更加侧重于顺序执行。与面向对象编程不同，面向过程编程没有对象的概念，而是专注于如何分解问题和编写独立的函数来解决它们。

两者对比：

特征面向过程编程面向对象编程
组织方式注重顺序执行，数据和功能分离数据和功能被组织成对象
可维护性较差，修改可能需要涉及多个部分更好，通过封装和抽象降低耦合度
可重用性较差，函数通常与特定问题耦合更高，对象和类的概念提高了代码的重用性
可扩展性较差，添加新功能可能需要对多处进行修改更强，继承和多态特性使得修改和扩展更为容易
代码复杂度高，数据和功能交织在一起，难以理解和维护低，通过对象的封装和抽象，代码结构更清晰
适用场景小型、直接问题的解决大型、复杂问题的解决

面向对象编程比面向过程编程可以适用更加复杂的场景。

1、类与对象

类是一种数据类型，是抽象、泛指的概念，定义了对象的属性和行为，但是并不是一个具体的实体。一个类可以有多个对象。并不占用空间。

对象是一个类的具体的实例，拥有类描述的特征和行为。占据内存空间。

在这里插入图片描述

对象在内存中的存储方式：

  1. 栈： 一般存放的是基本的数据类型（局部变量）
  2. 堆：存放的是对象（数组、Person等）
  3. 方法区：常量池（常量，比如字符串），类的加载信息。
（1）属性/成员变量/字段

属性是类的一个组成部分，一般是基本数据类型,也可是引用类型(对象，数组)。比如我们前面定义猫类的int age 就是属性

属性的定义语法同变量，示例：访问修饰符 属性类型 属性名;

共有四种访问修饰符：public, proctected, 默认, private

属性如果不赋值，有默认值，规则和数组一致。具体说: int 0，short 0, byte 0, long 0, float 0.0``,double 0.0，char \u0000，boolean false，String null

举例：

class person{
    //四个属性：性别，姓名，年龄，存款
    String name;
    int age;
    double stroage;
    boolean gender;
}
(2) 创建对象

  1. 先声明，再创建

    //1、先声明再创建
Person xiaoming;
xiaoming = new Person();

  2. 直接创建

    //2、直接创建
Person xiaoming = new Person();
(3)访问对象的属性

基本语法
对象名.属性名;

//访问属性
xiaoming.name;
xiaoming.age;
xiaoming.stroage;

2、成员方法

Java中的成员方法是指属于类或对象的函数，用于执行特定的操作或者返回特定的数值。它们可以访问类的属性和其他方法。

（1）方法调用机制

方法调用机制：执行方法或者函数时，会开辟一个独立的空间。

在这里插入图片描述

（2）成员方法的好处
  1. 可以提高代码的复用性
  2. 将实现的细节封装起来，可以供其他用户调用
（3）成员方法定义

访问修饰符 返回数据类型 方法名（形参列表）{

语句：

return 返回值；

}

示例：

   public void f3(String s, int n){
        int m = n;
        return;			//没有返回值
    }
}
（4）类定义完善

在这里插入图片描述

3、成员方法传参机制

  • 基本数据类型：采用的事值传递（值拷贝），形参改变不影响实参。

  • 引用数据类型：引用类型传递的是地址**（传递的也是值，但是是地址的值），可以通过形参影响实参。**

        public static void main(String args[]){
        //引用传参，传递的是地址，拷贝了一份地址的值
        Person xiaoming = new Person();
        xiaoming.name = "小明";
        xiaoming.stroage = 1202.23;
        xiaoming.f3(xiaoming);
        //虽然穿进的f3将xiaoming置为空了，但是外面的xiaoming不影响，只是在新的栈空间拷贝了一份地址。
        System.out.println("xiaoming"+xiaoming.stroage);
    }
}
class Person{
    String name;
    double stroage;
    public void f3(Person xiaoming){
        xiaoming = null;
    }

4、overload（方法重载）

（1）概念

​ java方法重载指的是在同一个类中可以有多个方法具有相同的名称，但参数列表不同的情况。参数列表可以包括参数的类型、数量或顺序。

（2）优点
  • 代码可读性和易用性：相同方法名结合不同的参数类型或数量可以简化代码并提高易用性。
  • 灵活性：允许处理不同类型或数量的输入。
  • 避免命名冲突：避免为不同功能编写相似但不同的方法名。
  • 代码复用：通过重载方法，可以避免为每个略有不同的情况编写新的方法，提高了代码的复用性。
（3）举例
public class MathHelper {
    // 重载的方法1：计算两个整数之和
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    // 重载的方法2：计算三个整数之和
    public int add(int a, int b, int c) {
        return a + b + c;
    }

    // 重载的方法3：计算两个小数之和
    public double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }
}
（4）注意事项
  • 方法名必须相同
  • 形参列表，必须不同，（形参类型或者个数或者顺序，至少一样不同，参数名没有要求）
  • 返回类型，没有要求

5、可变参数

（1）概念

可变参数允许方法接受不定数量的参数。在 Java 中，使用省略号 ... 来表示可变参数。这些参数被封装为数组，并且只能出现在方法参数列表的最后。

（2） 基本语法

基本的语法：

javaCopy codepublic void methodName(DataType... parameterName) {
    // 方法体
}

其中：

  • methodName 是方法的名称。
  • DataType 是可变参数的数据类型。它可以是任何数据类型，甚至可以是自定义的类。
  • parameterName 是可变参数的名称。习惯上使用复数形式，如 numbers、values 等，但也可以使用其他合适的名称。
  • ... 表示可变参数的语法。
（3）举例
public class MyClass {
    public void printValues(String... values) {
        for (String value : values) {
            System.out.println(value);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //可变参数
        MyClass obj = new MyClass();
        obj.printValues("Hello", "World");
        obj.printValues("Java", "is", "awesome");
        obj.printValues(); // 可以不传入任何参数
    }
}
（4）注意事项
  1. 可变参数实参可以为0个或者多个
  2. 可变参数的实参可以为数组
  3. 可变参数的本质就是数组
  4. 可变参数可以和普通类型参数一起放在形参列表，但是必须保证可变参数在最后面
  5. 一个形参列表当中只可以出现一个可变参数

6、作用域

（1）基本概念

在java中，变量主要有两种，一种是属性（类里面的成员，也可以成为全局变量）变量一种是局部变量。一般的局部变量是指定义在成员方法中的变量，作用域是定义的代码块中，随着代码块的执行而创建，随着代码块的结束而销毁。。全局变量，一般是指属性，作用域为整个类。伴随着对象的创建而创建，对象的销毁而销毁。

（2）异同点
  1. 声明位置：
    • 属性变量（成员变量）：定义在类中，但在任何方法、构造函数或块之外。
    • 局部变量：定义在方法、构造函数或块内部。
  2. 作用域：
    • 属性变量（成员变量）：整个类可见，或者其他类使用（通过对象调用）。
    • 局部变量：仅在所属的方法、构造函数或块中可见。
  3. 默认值：
    • 属性变量（成员变量）：如果未显式初始化，会有默认值。
    • 局部变量：必须在使用之前显式初始化，没有默认值，否则会产生编译错误。
  4. 生命周期：
    • 属性变量（成员变量）：对象创建至销毁。
    • 局部变量：方法执行期间。
  5. 修饰符（public，private，protected，默认）：
    • 属性变量（成员变量）：可以加修饰符。
    • 局部变量：不可以加修饰符。

全局变量和局部变量可以重名，访问的原则是就近原则。

（3） 举例
public class Example {
        // 属性变量（成员变量）
        private int memberVariable;
    public void someMethod() {
        // 局部变量
        int localVar = 10;
        System.out.println(memberVariable); // 成员变量在类的任何方法中可见
        System.out.println(localVar); // 局部变量仅在 someMethod() 方法中可见
    }

    public void anotherMethod() {
        // 局部变量
        int anotherLocalVar = 20;
        // System.out.println(localVar); // 这里会产生编译错误，局部变量 localVar 不可见
        System.out.println(anotherLocalVar);
    }
}

7、构造器（构造方法）

构造类是类的一种特殊方法，主要作用就是完成对新对象的初始化。

（1）概念

构造器用于在创建对象时进行初始化。构造器的名称必须与类名完全相同，并且没有返回类型，甚至不是 void 类型。它们的主要作用是初始化新创建的对象，并且在使用 new 关键字实例化对象时被自动调用。

（2) 特点
  1. 与类同名：构造器的名称必须与类名完全相同。
  2. 没有返回类型：与普通方法不同，构造器没有返回类型。
  3. 自动调用：在使用 new 关键字创建对象时，构造器会自动被调用。
  4. 重载： 一个类可以定义多个不同的构造器
  5. 默认构造器： 如果没有定义构造器，系统会自动生成一个默认的无参的构造器
  6. 覆盖默认构造器：一旦自己定义了一个新的构造器，默认的构造器就被覆盖了，除非自己显示定义一下。即：Dog(){}
(3)举例
public class Car {
    private String make;
    private String model;
    private int year;

    // 构造器1：接受三个参数
    public Car(String make, String model, int year) {
        this.make = make;
        this.model = model;
        this.year = year;
    }

    // 构造器2：接受两个参数（默认年份为0）
    public Car(String make, String model) {
        this.make = make;
        this.model = model;
        this.year = 0; // 默认年份为0
    }

    // 构造器3：接受一个参数（默认制造商为Unknown，型号为Unknown，年份为0），无参构造器，显示定义
    public Car() {
        this.make = "Unknown";
        this.model = "Unknown";
        this.year = 0;
    }

    // 其他方法
    public void displayDetails() {
        System.out.println("Make: " + make + ", Model: " + model + ", Year: " + year);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 使用不同的构造器创建对象
        Car car1 = new Car("Toyota", "Corolla", 2022);
        Car car2 = new Car("Honda", "Civic");
        Car car3 = new Car();

        // 显示对象的属性信息
        car1.displayDetails();
        car2.displayDetails();
        car3.displayDetails();
    }
}
（4）对象创建的流程

代码如下：

//类person
class Person{
    int age = 90;
    String name;
    
    //构造器
    Person(String n, int a){
        name = n;       //给属性赋值
        age = a;
    }
}

Person p = new Person("小明", 20);

流程分析如下：

  1. 加载Person类信息(Person.class)，只会加载一次
  2. 在堆中分配空间（地址）
  3. 完成对象的初始化
    1. 第一步：默认初始化，age = 0， name = null;
    2. 第二步： 显式初始化，age = 90， name = null
    3. 第三步：构造器初始化，age = 20， name = 小明
  4. 在对象在堆中的地址，返回给p（p是对象名，也可以理解成对象的引用）

到目前为止，类的定义如下：
在这里插入图片描述

8、this

（1）概念

java 虚拟机会给每个对象分配this,this 可以在类的方法中引用当前对象的实例。例如，在类的方法内部使用 this 可以访问当前对象的属性和方法。

（2）内存理解

this可以理解为一个当前对象，存在当前对象的堆内存当中，**这个对象指向的地址就是本身对象所处的地址。**如下图所示：
在这里插入图片描述

（3）举例
public class changeKind {
    public static void main(String args[]){
        Person p = new Person("小明", 20);
        //hashcode可以近似表示对象的地址，可以输出this和当前对象的hashcode看看对象是否一样
        System.out.println("person的地址："+p.hashCode());
        //输出：person的地址：1163157884
        p.info();
        //输出：小明当前对象的hashcode是1163157884，与前面的相同
        //说明this指向当前对象，哪个对象调用，this就代表哪个对象
    }
}
//类person
class Person{
    int age = 90;
    String name;
    //构造器
    Person(String n, int a){
        name = n;       //给属性赋值
        age = a;
    }
    public void info(){
        System.out.println(this.name+"当前对象的hashcode是"+this.hashCode());
    }
}
（4）注意事项

  1. this关键字可以访问本类的属性，方法和构造器

  2. this可以用来区分当前类的属性和局部变量

  3. 访问成员方法的语法：this.方法名（参数列表）;

  4. 访问构造器语法：this(参数列表);注意只能在构造器中使用 （在构造器中访问另外一个构造器，必须放在构造器的第一条语句）

    class T{
    public  T(){
        //必须放在构造器的第一条语句，在一个构造器中访问另外一个构造器
        this("jack",100);
        System.out.println("T()构造器");
    }

    public T(String name, int age){
        System.out.println("T(String name, int age)构造器");
    }
}

  5. this不能在类定义的外部使用，只能在类定义的方法中使用。

9、递归

​ 递归的重要规则：

  1. 执行一个方法时，就会创建一个新的受保护的独立空间（栈空间）
  2. 方法的局部变量是独立的，不会相互影响
  3. 如果方法中使用的是引用类型的变量（比如：数组，对象），就会共享该引用类型的数据
  4. 递归必须向退出条件逼近（递归出口），否则就是无限递归，出现栈溢出的情况
  5. 当一个方法执行完毕，或者遇到return，就会返回，遵守谁调用，就会将结果返回给谁。当方法执行完毕或者返回时，该方法也就执行完毕了。

举例：

在这里插入图片描述

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