java学习(三) —— 面对对象

前言

1. java是面对对象的语言，因此有必要单独纪录下对象的各种定义和理解。
2. 面对对象，主要包括：面向对象思想，类与对象及其使用，对象的内存图，成员变量和局部变量的区别，匿名对象，封装（private），this关键字，构造方法，static关键字。

面对对象基本概述

1. 概述：是基于面向过程的变成思想，是对面向过程的一种封装。
2. 面对对象开发：就是不断的创建对象，使用对象，指挥对象做事情。
3. 面对对象设计：其实就是在管理和维护对象之间的关系。
4. 面对对象特征：封装，继承，多态

5. 类与对象的关系：

   （1）类：一组相关的属性和行为的集合
   （2）对象：是该类事物的具体体现

6. 匿名对象：

   （1）就是没有名字的对象，是对象的一种简化表示形式
   （2）匿名对象的两种使用情况：1、对象调用方法仅仅一次的时候 2、作为实际参数传递

类的相关概述：

1. Student s = new Student();在内存中做了哪些事情？

   （1）加载Student.class文件进入内存
   （2）在栈空间为s开辟空间
   （3）在堆内存为学生对象开辟空间
   （4）对学生对象的成员变量进行默认初始化
   （5）对学生对象的成员变量进行显示初始化
   （6）通过构造方法对学生对象的成员变量赋值
   （7）学生对象初始化完毕，把对象地址赋值给s变量

2. 类 基本包括：继承、多态、抽象类、接口、包和导包、权限修饰符、内部类

类的继承

1. 概述：多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承这个类即可。
2. 通过extends这个关键字可以实现类与类到继承
3. 单独的这个类称为父类或者基类、超类，这多个类可以称为子类或者派生类
4. 有了继承后，我们定义一个类的时候，可以在一个已经存在的类的基础上，定义自己的新成员

5. 好处：

   （1）提高了代码的复用性
   （2）提高代码的维护性
   （3）让类与类之间产生了关系，是多态的前提
   （4）类的一个弊端就是，类的耦合性很强

6. 注意事项：

   （1）子类只能继承父类所有非私有成员（成员方法和成员变量）
   （2）字类不能继承父类的构造方法，但是可以通过super关键字访问父类的构造方法
   （3）不要为类部分功能而去继承

7. 继承中构造方法的关系：

   （1）子类中所有的构造方法都默认会父类中空参数的构造方法
   （2）因为子类会继承父类的数据，可能还会使用父类的数据。所以，子类初始化之前，一定要先完成父类数据的初始化
   （3）每一个构造方法的第一条语句默认是：super()
   （4）如果父类中没有构造方法怎么办：
      【1】子类通过super去显示调用父类其他的带参的构造方法
      【2】子类通过this调用本类的其他构造方法
      【3】一定要注意，super()后者this()必须出现在第一条语句中，否则，就会有父类数据的多次初始化

8. 方法重写：

   （1）概述：子类中出现了一个和父类一摸一样的方法声明，也被称为方法覆盖，方法复写
   （2）父类中的私有方法不能被重写
   （3）子类重写父类方法时，访问权限不能更低
   （4）父类静态方法，子类也必须通过静态方法进行重写

几个关键字：static、super、final

1. static关键字：

   （1）可以修饰成员变量和成员方法
   （2）特点：
        【1】随着类的加载而加载
        【2】优先于对象存在
        【3】被类的所有对象共享
        【4】可以通过类名调用
   （3）注意事项：
        【1】在静态方法中是没有this关键字的
        【2】静态方法只能访问静态的成员变量和静态的成员方法
   （4）静态变量和成员变量的区别：
        【1】静态变量属于类，所以也成为类变量；成员变量属于对象，所以也称为实例变量
        【2】静态变量存储在方法区的静态区，成员变量存储在堆内存中
        【3】静态变量随着类的加载而加载，随着类的消失而消失；成员变量随着对象的创建而存在，随着对象的消失而消失
        【4】静态变量可以通过类名调用，也可以通过对象调用；成员变量只能通过对象名调用

2. super关键字：

   （1）super和this关键字的用法很像，this代表本类对应的引用，super代表父类存储空间的标识（可以理解为父类的引用）
   （2）使用super来引用父类的成分，用this来引用当前对象

3. final关键字：

   （1）final关键字是最终的意思，可以修饰类、成员变量、成员方法
   （2）修饰类，类不能被继承
   （3）修饰变量，变量就变成了常量，只能被赋值一次
   （4）修饰方法，方法不能被重写

多态

1. 概述：某一个事物，在不同时刻表现出来的不同状态
2. 多态的前提和体现：有继承关系，有方法重写，有父类引用直接指向子类对象

3. 好处：

   （1）提高程序的维护性（由继承保证）
   （2）提高程序的扩展性（由多态保证）

4. 弊端：不能访问子类特有功能

抽象类

1. 概述：一个没有方法体的方法应该定义为抽象方法，而类中如果有抽象方法，该类必须定义为抽象类

2. 特点：

   （1）抽象类和抽象方法必须是由abstract关键字修饰
   （2）抽象类不一定有抽象方法，有抽象方法的类一定是抽象类
   （3）抽象类不能实例化
   （4）那么，抽象类如何实例化？按照多态的方法，由具体的子类实例化
   （5）抽象类的子类，要么是抽象类，要么重写抽象类中的所有抽象方法

3. 抽象类成员特点：

   （1）成员变量可以是变量，也可以是常量
   （2）有构造方法，但是不能实例化。那么构造方法的作用是什么？用户子类访问父类数据的初始化
   （3）可以有抽象方法，限定子类必须完成某些动作
   （4）也可以有非抽象方法，提高代码复用性
   （5）抽象方法必须为public或protected（因为如果是private，则不能被子类继承，子类便无法实现该方法），缺省情况下默认为public

接口

1. 概述：英文成为interface，软件工程中，接口泛指供别人调用的方法或函数，它是对行为的抽象

2. 接口特点：

   （1）使用关键字interface表示：interface 接口名{}
   （2）类实现接口用implements表示：class 类名 implements 接口名{}
   （3）接口不能实现实例化，但是可以按照多态的方式，由具体的子类实例化
   （4）接口的子类：要么是抽象类，要么重写接口中的所有抽象方法

3. 接口成员特点：

   （1）成员变量：只能是常量，默认修饰符是public、static、final
   （2）没有构造方法，因为接口主要是扩展功能的，而没有具体存在
   （3）接口的成员方法只能是抽象方法，默认修饰符是public、abstract

类与类、类与接口、接口与接口关系

1. 类与类：继承关系，只能单继承，但是可以多层继承
2. 类与接口：实现关系，可以单实现，也可以多实现。还可以在继承一个类多同时实现多个接口
3. 接口与接口：继承关系，可以单继承，也可以多继承

抽象类与接口的区别：

1. 接口是对动作的抽象，抽象类是对根源的抽象
2. 抽象类表示的是这个对象是什么，而接口表示的是这个对象能做什么
3. 抽象类与接口都不能被实例化，如果要实例化，抽象类变量必须指向实现所有抽象方法的子类对象，接口变量必须指向实现所有接口方法的类对象
4. 抽象类要被子类继承，接口要被类实现
5. 接口只能做方法声明，抽象类中可以做方法声明，也可做方法实现
6. 接口中定义的变量只能是公共的静态常量，抽象类中的变量是普通变量
7. 抽象类里边的抽象方法必须被子类所实现，如果子类不能全部实现父类抽象方法，那么该子类只能是抽象类。同理，一个实现接口的时候，如果不能全部实现接口方法，那么该类也只能是抽象类
8. 抽象方法只能声明，不能实现。接口是设计的结果，抽象类是重构的结果
9. 接口可以继承接口，并可继承多接口，但是类只能单继承
10. 抽象类可以有具体的方法和属性，接口只能有抽象方法和不可变常量
11. 当你关注一个事物的本质的时候，用抽象类；当你关注一个操作的时候用接口。

包：package

1. 概述：其实就是文件夹，对类进行分类管理
2. 定义：package 包名

3. 注意事项:

   (1)package语句必须是程序的第一条可执行的代码
   (2)package语句在一个java文件中只能有一个
   (3)如果没有package，默认表示无包名

4. 带包的类的编译和运行:

   （1）手动式:
      【1】javac编译当前类文件
      【2】手动建立包对应的文件夹
      【3】把编译生成的class文件放到上一步建立的文件夹下
      【4】通过java命令执行，需要带包的名称执行：java testpackage.HelloWorld
   （2）自动式：
      【1】javac编译的时候带-d参数执行：javac -d .HelloWorld.java
      【2】通过java命令执行，和手动式一样

5. 导包：

   （1）概述：不同包下的类之间的访问，我们发现，每次使用不同包下的类的时候，都需要加包的全路经，比较麻烦。这时，java提供了导包功能
   （2）导包格式：import 包名.类名

内部类

1. 概述：把类定义在其他类的内部，这个类就被成为内部类

2. 访问特点：

   （1）内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有
   （2）外部类要想内部类的成员，必须创建对象

3. 内部类位置：

   （1）按照内部类在类中定义的位置不同，可以分为两种格式：成员位置(成员内部类)，局部位置(局部内部类)
   （2）成员内部类：
       【1】常见修饰符：private，static
       【2】被静态修饰的成员内部类只能访问外部类的静态成员
   （3）局部内部类：
       【1】可以直接访问外部类的成员
       【2】可以创建内部类对象，通过对象调用内部类方法，来使用局部内部类功能
       【3】局部内部类访问局部变脸必须用final修饰。因为局部变量会随着方法的调用完毕而消失，这个时候，局部对象并没有立马从堆内存消失，还要使用那个变量。为了让数据还能继续被使用，就用final修饰，这样，在堆内存里面存储的其实是一个常量值。
   （4）匿名内部类：
       【1】就是内部类的简化写法
       【2】格式：new 类名或接口名(){}
       【3】前提：存在一个类或者接口，这里的类可以是具体的普通的类，也可以是抽象类
       【4】本质：是一个继承了类或者实现了接口的子类匿名对象
       【5】可以说，匿名内部类其实就是一个子类匿名对象