Java开发从入门到精通（九）：Java的面向对象OOP：成员变量、成员方法、类变量、类方法、代码块、单例设计模式

Java大数据开发和安全开发

  • （一)Java的变量和方法
    • 1.1 成员变量
    • 1.2 成员方法
    • 1.3 static关键字
      • 1.3.1 static修饰成员变量
      • 1.3.1 static修饰成员变量的应用场景
      • 1.3.1 static修饰成员方法
      • 1.3.1 static修饰成员方法的应用场景
      • 1.3.1 static的注意事项
      • 1.3.1 static的应用知识:代码块
        • 静态代码块
        • 实例代码块
      • 1.3.1 static的应用知识:单例设计模式
        • 懒汉式单例设计模式

（一)Java的变量和方法

1.1 成员变量

待补充

1.2 成员方法

待补充

1.3 static关键字

static关键字的概念：

			静态的意思，可以修饰成员变量、成员方法。

1.3.1 static修饰成员变量

成员变量按照有无static修饰，分为两种:

  • 类变量

  • 实例变量(对象的变量)
    在这里插入图片描述

  • 类变量:有static修饰，属于类，在计算机里只有一份，会被类的全部对象共享

  • 实例变量(对象的变量): 无static修饰，属于每个对象的

public class Student {
    // 类变量
    static String name;
    // 实例变量(对象的变量)
    int age;

}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标:掌握有无static修饰成员变量的用法，特点。
        // 1、类变量的用法。
        // 类名.类变量(推荐)
        Student.name ="袁华";

        // 对象.类变量(不推荐)
        Student s1 = new Student();
        s1.name ="马冬梅";  //会被类的全部对象共享

        Student s2 = new Student();
        s2.name="秋雅";    //会被类的全部对象共享

        System.out.println(s1.name);//  秋雅
        System.out.println(Student.name);// 秋雅

        //2、实例变量的用法:属于每个对象的变量
        // 对象.实例变量
        s1.age = 23;
        s2.age = 18;
        System.out.println(s1.age);//23
    }
}

成员变量的执行原理

在这里插入图片描述

1.3.1 static修饰成员变量的应用场景

类变量的应用场景

  • 在开发中，如果某个数据只需要一份，且希望能够被共享(访问、修改)，则该数据可以定义成类变量来记住

案例导学：

  • 系统启动后，要求用户类可以记住自己创建了多少个用户对象了
public class User {
    // 类变量
    public static int number;
    public User(){
        // User.number++;
        // 注意:在同一个类中，访问自己类的类变量，才可以省略类名不写。
        number++;
    }
}

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标:通过案例理解类变量的应用场景、
        User ul = new User();
        User u2 = new User();
        User u3 = new User();
        User u4 = new User();
        System.out.println(User.number);
    }
}

1.3.1 static修饰成员方法

成员方法的分类

  • 类方法 :有static修饰的成员方法，属于类。（也叫静态方法）

在这里插入图片描述

  • 实例方法 :无static修饰的成员方法，属于对象

在这里插入图片描述

public class Student {
    double score;// 类方法
    public static void printHelloWorld() {
        System.out.println("Hello World");
        System.out.println("Hello World");
    }

    //实例方法(对象的方法)
    public void printPass(){
        System.out.println("成绩:" +
                (score >=60 ?"及格":"不及格"));
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标:掌握有无static修饰方法的用法。// 1、类方法的用法
        // 类名.类方法(推荐)
        Student.printHelloWorld();
        // 对象.类方法(不推荐)
        Student s= new Student();
        s.printHelloWorld();
        
        // 2、实例方法的用法// 对象.实例方法
        s.printPass();
        // Student.printPass();// 报错  不能使用类名访问实例方法
    }
}

成员方法的执行原理
在这里插入图片描述

搞懂main方法
main方法使用static修饰也就说明main方法是类方法，Test.class在运行时会直接执行Test.main方法，所以main可以直接运行不需要别人调用，String[] args 代表main方法可以传参的，怎么传呢？看下面

在这里插入图片描述
这里我们用txt写了一段循环的代码 使用java编译来运行
在这里插入图片描述
java在编译执行的时候可以按照参数的类型直接传参，这是就是main方法的传参
在这里插入图片描述

1.3.1 static修饰成员方法的应用场景

  • 类方法最常见的应用场景是做工具类

工具类是什么?

  • 工具类中的方法都是一些类方法，每个方法都是用来完成一个功能的，工具类是给开发人员共同使用的。

使用类方法来设计工具类有啥好处?

  • 提高了代码复用;调用方便，提高了开发效率
    在这里插入图片描述

类方法应用场景案例

  • 某系统登录页面需要四位数的验证码 注册页面需要六位数的验证码

在这里插入图片描述
登录页面写一次生成验证码的代码 注册页面再写一次 代码重复率很高
在这里插入图片描述
所以使用工具类来简化代码

import java.util.Random;

public class GongJuLei {
    public static String CreateCode(int n){
        String code ="";
        String data = "abcdefghijklmnopqrstuVwXyZABCDEFGHIJKLMNOPORSTUVWXYZ0123456789";
        Random r =new Random();
        // 2、开始定义一个循环产生每位随机字符
        for(int i=0;i<n;i++){
            // 3、随机一个字符范围内的索引。
            int index = r.nextInt(data.length());
            // 4、根据索引去全部字符中提取该字符
            code += data.charAt(index);//code =code +字符
        }
        return code;
    }
}

public class Reg {
    public static void main(String[] args) {
        //注册页面
        GongJuLei.CreateCode(6);
    }
}

public class Reg {
    public static void main(String[] args) {
        //注册页面
        GongJuLei.CreateCode(6);
    }
}

在这里插入图片描述

为什么工具类中的方法要用类方法，而不用实例方法?

  • 实例方法需要创建对象来调用，此时对象只是为了调用方法，对象占内存，这样会浪费内存。
  • 类方法，直接用类名调用即可，调用方便，也能节省内存。

多学一招:

  • 工具类没有创建对象的需求，建议将工具类的构造器进行私有
  • 使用工具类无需再创建对象，直接用类名调用，为了不让别人创建对象可以私有化构造器，这样在实例化对象时调用不了无参构造器就会失败
    private GongJuLei(){
        
    }

1.3.1 static的注意事项

  • 类方法中可以直接访问类的成员，不可以直接访问实例成员
  • 实例方法中既可以直接访问类成员，也可以直接访问实例成员
  • 实例方法中可以出现this关键字，类方法中不可以出现this关键字的
public class Student {
    static String schoolName;//类变量
    double score;//实例变量

    //1、类方法中可以直接访问类的成员，不可以直接访问实例成员
    public static void printHelloWorld() {
        // 注意:同一个类中，访问类成员，可以省略类名不写、
        Student.schoolName = "黑马";
        Student.printHelloWorld2();
        schoolName = "黑马";//可以省略类名不写、
        printHelloWorld2();//可以省略类名不写、
        //System.out.println(score);// 报错的 不可以直接访问实例成员
        //printPass();//报错的 不可以直接访问实例方法

        //System.out.println(this);报错的 不可以直接访问this
    }

    //类方法
    public static void printHelloWorld2() {

    }

    //2、实例方法中既可以直接访问类成员，也可以直接访问实例成员
    // 实例方法
    public void printPass(){
            schoolName ="黑马2";//访问类成员
            printHelloWorld2();//访问类方法

        System.out.println(this);  //可以直接访问this
    }
}

1.3.1 static的应用知识:代码块

代码块概述

  • 代码块是类的5大成分之一(成员变量、构造器、方法、代码块、内部类)

代码块分为两种:

  • 静态代码块

     格式:static{}
 特点:类加载时自动执行，由于类只会加载一次，所以静态代码块也只会执行一次
 作用:完成类的初始化，例如:对类变量的初始化赋值。

  • 实例代码块

     格式:{}
 特点:每次创建对象时，执行实例代码块，并在构造器前执行。
 作用:和构造器一样，都是用来完成对象的初始化的，例如:对实例变量进行初始化赋值
静态代码块
public class Student {
	static int number =80;
	static String schoolName;// 静态代码块
	static {
		System.out.println("静态代码块执行了~~");
		schoolName =“黑马";// 初始化赋值
	}
	
	// 实例代码块
	{
		System.out.println("实例代码块执行了~~");
	}
	public student(){
		System.out.println("无参数构造器执行了~~")
	}
	public student(String name){
		System.out.println("有参数构造器执行了~~");
	}
}

public class Test {
	public static void main(string[] args){
	// 目标:认识两种代码块，了解他们的特点和基本作用。			
		System.out.println(student.number); //类加载时自动执行
		System.out.println(Student.number);
		System.out.println(Student.number);
		
		System.out.println(Student.schoolName);//
		
		System.out.println("---------------")
		Student sl =new Student();
		Student s2 =new Student(name:"张三");
实例代码块

每次创建对象时，执行实例代码块，并在构造器前执行 构造器也是创建对象时执行

public class Student {
	static int number =80;
	static String schoolName;// 静态代码块

	// 实例代码块
	{
		System.out.println("实例代码块执行了~~");
		System.out.println("有人创建了对象:" + this);
	}
	public student(){
		System.out.println("无参数构造器执行了~~")
	}
	public student(String name){
		System.out.println("有参数构造器执行了~~");
	}
}

public class Test {
	public static void main(string[] args){
	// 目标:认识两种代码块，了解他们的特点和基本作用。			
		System.out.println("---------------")
		Student sl =new Student();   
		Student s2 =new Student(name:"张三");

实例代码块执行了~~
无参数构造器执行了~~
实例代码块执行了~~
有参数构造器执行了~~

1.3.1 static的应用知识:单例设计模式

什么是设计模式(Design pattern）

  • 一个问题通常有n种解法，其中肯定有一种解法是最优的，这个最优的解法被人总结出来了，称之为设计模式

关于设计模式的学习，主要学什么?

在这里插入图片描述
单例设计模式

  • 确保一个类只有一个对象。

写法

  • 把类的构造器私有。
  • 定义一个类变量记住类的一个对象。
  • 定义一个类方法，返回对象。
public class A{
	// 2、定义一个类变量记住类的一个对象
	private static Aa= new A();
	//1、必须私有类的构造器
	private A(){
	}
	//3、定义一个类方法返回类的对象
	public static A getobject(){
		return a;
	}
}

public class Test1{
	public static void main(String[] args){
		// 目标:掌握单例设计模式的写法。
		A a1 = A.getobject();
		A a2 = A.getobject();
		System.out.println(a1);
		System.out.println(a2);
	}
}

com.itheima.d6_singleInstance.A@776ec8df
com.itheima.d6_singleInstance.A@776ec8df

单例模式的应用场景和好处?

  • 任务管理器对象、获取运行时对象。
  • 在这些业务场景下，使用单例模式，可以避免浪费内存。
  • 饿汉式单例:拿对象时，对象早就创建好了，
  • 懒汉式单例:拿对象时，才开始创建对象，
懒汉式单例设计模式
  • 拿对象时，才开始创建对象
public class B{
	// 2、定义一个类变量，用于存储这个类的一个对象。
	private static B b;
	// 1、把类的构造器私有
	private B(){
	
	}
	
	//13、定义一个类方法，这个方法要保证第一次调用时才创建一个对象，后面调用时都会用这同一个对象返回。
	public static B getInstance(){
		if(b == null){
		b = new B();
		}
		return b;
	}
}

public class Test2 {
	public static void main(string[] args){
		B b1=B.getInstance();// 第一次拿对象
		B b2 =B.getInstance();
		System.out.println(b1 == b2);
	}
}

单例模式是用饿汉模式还是懒汉模式呢？

  • 如果写的单例模式经常用 就使用饿汉模式
  • 如果写的单例模式不常用就用懒汉模式 节省内存

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