Java类和对象（下篇）

小鑫记得努力2024-11-08 10:59

今天接着学习类和对象(苦笑)(苦笑)(苦笑)

1. 封装

1.1 封装的概念

面向对象程序三大特性：封装、继承、多态 。

而类和对象阶段，主要研究的就是封装特性。

何为封装呢？简单来说就是套壳屏蔽细节。

举例：对于计算机使用者而言，不用关心内部核心部件，
比如主板上线路是如何布局的，CPU内部是如何设计的等 ，

用户只需要知道，怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可。

因此计算机厂商在出厂时，在外部套上壳子，将内部实现细节隐藏起来 ，

仅仅对外提供开关机、鼠标以及键盘插孔等，
让用户可以与计算机进行交互即可。

封装 ：将数据和操作数据的方法进行有机结合 ，隐藏对象的属性和实现细节 ，仅对外公开接口来和对象进行交互

2.2 访问限定符

Java中主要通过类和访问权限 来实现封装：

类可以将数据以及封装数据的方法结合在一起 ，

更符合人类对事物的认知，

而访问权限用来控制方法或者字段能否直接在类外使用 。

Java中提供了四种访问限定符：

比如：

public：可以理解为一个人的外貌特征，谁都可以看得到

default: 对于自己家族中(同一个包中) 不是什么秘密，

对于其他人来说就是隐私 了

private：只有自己知道，其他人都不知道

java 复制代码 
public class UnderGraduate {
    private int height;//身高
    private int weight;//体重
    public String gender;//性别
    public String specialty;//专业
    int classandgrade;//年级和班级 -->>default属性

    public UnderGraduate(int height,int weight,String gender,String specialty,int classandgrade){
        this.height = height;
        this.weight = weight;
        this.gender = gender;
        this.specialty = specialty;
        this.classandgrade = classandgrade;

    }

    public void Sleep(){
        System.out.println("Slepp~~~~~~");
    }

    public void Forget(){
        System.out.println("Forget~~~~~~");
    }

    public void Eat(){
        System.out.println("Eat~~~~~~");
    }

    public class TestUndergraduate{
        public static void main(String[] args) {
            UnderGraduate g1 = new UnderGraduate(173,59,"man","computer scicence and technology",241);
            System.out.println(g1.height);// private属性：只能在Computer类中访问，不能被其他类访问
            System.out.println(g1.weight);// private属性：只能在Computer类中访问，不能被其他类访
            System.out.println(g1.gender); // public属性： 可以任何其他类访问
            System.out.println(g1.specialty); // public属性： 可以任何其他类访问
            System.out.println(g1.classandgrade);// default属性：只能被本包中类访问
        }
    }
    
}

3.3 封装扩展（包）

3.3.1 包的概念

在面向对象体系中，提出了一个软件包 的概念，

即：为了更好的管理类，把多个类收集在一起成为一组 ，称为软件包。

有点类似于目录 。比如：为了更好的管理电脑中的歌曲，

一种好的方式就是将相同属性的歌曲放在相同文件下 ，

也可以对某个文件夹下的音乐进行更详细的分类。

在Java中也引入了包，包是对类、接口等的封装机制的体现 ，

是一种对类或者接口 等的很好的组织方式，

比如：一个包中的类不想被其他包中的类使用 。

包还有一个重要的作用：

在同一个工程中允许存在相同名称的类 ，只要处在不同的包中即可。

3.3.2 导入包中的类

Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用.

例如Date类 ：可以使用 java.util.Date 导入 java.util 这个包中的 Date类.

java 复制代码 
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       java.util.Date date = new java.util.Date();
       // 得到一个毫秒级别的时间戳
       System.out.println(date.getTime());
  }
}

但是这种写法比较麻烦一些, 可以使用 import语句导入包

java 复制代码 
import java.until.Date;
 // 得到一个毫秒级别的时间戳
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
        System.out.println(date.getTime());
    }

如果需要使用 java.util 中的其他类, 可以使用 import java.util.*

java 复制代码 
import java.util.*;
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       Date date = new Date();
       // 得到一个毫秒级别的时间戳
       System.out.println(date.getTime());
  }
}

但是我们更建议显式的指定要导入的类名 . 否则还是容易出现冲突的情况

java 复制代码 
import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       // util 和 sql 中都存在一个 Date 这样的类, 此时就会出现歧义, 编译出错
       Date date = new Date();
       System.out.println(date.getTime());
  }
}
// 编译出错
Error:(5, 9) java: 对Date的引用不明确
 java.sql 中的类 java.sql.Date 和 java.util 中的类 java.util.Date 都匹配

在这种情况下需要使用完整的类名

java 复制代码 
import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       java.util.Date date = new java.util.Date();
       System.out.println(date.getTime());
  }
}

可以使用import static 导入包中静态的方法和字段

java 复制代码 
import static java.lang.Math.*;
public class Test {
    // 静态导入的方式写起来更方便一些
    public static void main(String[] args) {
        double x = 48;
        double y = 55;
        double result = sqrt(pow(x,2)+pow(x,2));
        System.out.println(result);
    }  
}

3.3.3 自定义包

基本规则 :

在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中 .

包名需要尽量指定成唯一的名字, 通常会用公司的域名的颠倒形式

(例如 com.xiaoxin.demo1 ).包名要和代码路径相匹配 .

例如创建 com.xiaoxin.demo1 的包,

那么会存在一个对应的路径 com/xiaoxin/demo1 来存储代码 .

如果一个类没有 package 语句 , 则该类被放到一个默认包中.

操作步骤

  1. 在 IDEA 中先新建一个包 : 右键 src -> 新建 -> 包

  2. 在弹出的对话框中输入包名, 例如 com.xiaoxin.demo1

  1. 在包中创建类 , 右键包名 -> 新建 -> 类, 然后输入类名即可

  2. 此时可以看到我们的磁盘上的目录结构已经被 IDEA 自动创建出来了

  3. 同时我们也看到了, 在新创建的 Test.java 文件的最上方,

    就出现了一个 package 语句

3.3.4 包的访问权限控制（举例）

UnderGraduate类位于com.xiaoxin.demo包中，

java 复制代码 
    public static class  UnderGraduate {
        private int height;//身高
        private int weight;//体重
        public String gender;//性别
        public String specialty;//专业
        int classandgrade;//年级和班级 -->>default属性

        public UnderGraduate(int height,int weight,String gender,String specialty,int classandgrade){
            this.height = height;
            this.weight = weight;
            this.gender = gender;
            this.specialty = specialty;
            this.classandgrade = classandgrade;

        }

        public void Sleep(){
            System.out.println("Slepp~~~~~~");
        }

        public void Forget(){
            System.out.println("Forget~~~~~~");
        }

        public void Eat(){
            System.out.println("Eat~~~~~~");
        }

TestUndergraduate位置com.xiaoxin.demo1包中：

java 复制代码 
    public class TestUndergraduate{
        public static void main(String[] args) {
            Teat.UnderGraduate g1 = new Teat.UnderGraduate(173,59,"man","computer scicence and technology",241);
            //System.out.println(g1.height);// private属性：只能在类中访问，不能被其他类访问
            //System.out.println(g1.weight);// private属性：只能在类中访问，不能被其他类访
            System.out.println(g1.gender); // public属性： 可以任何其他类访问
            System.out.println(g1.specialty); // public属性： 可以任何其他类访问
            //System.out.println(g1.classandgrade);// default属性：只能被本包中类访问
        }


注意：如果去掉UnderGraduate类之前的public修饰符，代码也会编译失败

3.3.5 常见的包

  1. java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后自动导入。
  2. java.lang.reflect:java 反射编程包;
  3. java.net:进行网络编程开发包。
  4. java.sql:进行数据库开发的支持包。
  5. java.util:是java提供的工具程序包。(集合类等) 非常重要
  6. java.io:I/O编程开发包。

2. stiac 成员

2.1 学生类

学生类实例化 三个对象s1、s2、s3，每个对象都有自己特有的名字、性别，年龄，学分绩点等成员信息 ，这些信息就是对不同学生来进行描述，如下所示：

java 复制代码 
public class Student{
   // ...
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("xiaoxin","boy",19,59);
        Student s2 = new Student("HYZS","girl",18,99);
        Student S3 = new Student("Tsing","girl",18,100);
    }

2.2 stiac 修饰成员变量

Student类中定义的成员变量 ，每个对象 中都会包含一份(称之为实例变量) ，因为需要使用这些信息来描述具体的学生。而现在要表示学生上课的教室，这个教室的属性并不需要每个学生对象中都存储一份，而是需要让所有的学生来共享 。在Java中，被static修饰的成员，称之为静态成员 ，也可以称为类成员 ，其不属于某个具体的对象，是所有对象所共享的。

java 复制代码 
 
 public class Student {
    public String name;
    public String gender;
    public int age;
    public int score;
    public static String classroom = "JK241";

	//..............................
	
	public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("xiaoxin","boy",19,59);
        Student s2 = new Student("HYZS","girl",18,99);
        Student s3 = new Student("Tsing","girl",18,100);
        
		// 静态成员变量可以直接通过类名访问
        System.out.println(Student.classroom);

        System.out.println(s1.classroom);
        System.out.println(s2.classroom);
        System.out.println(s3.classroom);
    }
}

2.3 stiac 修饰成员方法

java 复制代码 
public class Student {
    public String name;
    public String gender;
    public int age;
    public int score;
    public static String classroom = "JK241";

//..............................
}

    public class TestStudent{
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(Student.classroom);
        }
    }
    
编译失败：
Error:(10, 35) java: classRoom 在 extend01.Student 中是 private 访问控制
java 复制代码 
public class Student {
    public String name;
    public String gender;
    public int age;
    public int score;
    public static String classroom = "JK241";
    
//..............................

    public static String getclassroom(){
        return classroom;
    }
}
    public class TestStudent{
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(Student.getclassroom());
        }
    }
java 复制代码 
public static String getClassRoom(){
   System.out.println(this);
   return classRoom;
}

// 编译失败：Error:(35, 28) java: 无法从静态上下文中引用非静态 变量 this

public static String getClassRoom(){
   age += 1;
   return classRoom;
}

// 编译失败：Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态 变量 age
java 复制代码 
public static String getClassRoom(){
   doClass();
   return classRoom;
}
// 编译报错：Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态 方法 doClass()

2.4 stiac 成员变量初始化

注意：静态成员变量一般不会放在构造方法中来初始化 ，

构造方法中初始化的是与对象相关的实例属性

静态成员变量的初始化分为两种：就地初始化 和 静态代码块初始化。

  1. 就地初始化
    就地初始化指的是：在定义时直接给出初始值
java 复制代码 
public class Student {
    public String name;
    public String gender;
    public int age;
    public int score;
    public static String classroom = "JK241";

//..........................................
}
  1. 静态代码块初始化

3. 代码块

3.1 代码块的概念，代码块的类型

使用 {} 定义的一段代码称为代码块。

根据代码块定义的位置以及关键字，又可分为以下四种：

  1. 普通代码块
  2. 构造块
  3. 静态块
  4. 同步代码块（后续多线程部分再学习）

3.2 普通代码块

普通代码块：定义在方法中的代码块

java 复制代码 
    public static void main(String[] args) {
        { //直接使用{}定义，普通方法块
            int x = 10;
            System.out.println("x:"+x);
        }
        int x2 = 100;
        System.out.println("x2:"+x2);
    }

这种用法较少见

3.3 构造代码块

构造块：定义在类中 的代码块 (不加修饰符) 。

也叫：实例代码块。构造代码块一般用于初始化实例成员变量

java 复制代码 
public class Student {
    //实例成员变量
    public int age;
    public int score;
    public String gender;
    public String name;
    public int classandgrade;

    public Student(){
        System.out.println("I am a computer major student");
    }

    //实例代码块
    {
        this.score = 59;
        this.name = "xiaoxin";
        this.gender = "boy";
        this.age = 19;
        this.classandgrade = 241;
        System.out.println("I am computer major student");
    }

    public void show(){
        System.out.println("name："+name+"gender:"+gender+"age:"+age+"classandgrade:"+classandgrade);
    }

    public class Main{
        public static void main(String[] args) {
            Student student = new Student();
            student.show();
        }
    }
}

3.4 静态代码块

使用static定义 的代码块称为静态代码块。一般用于初始化静态成员变量

java 复制代码 
    // 静态代码块
        static
    {
        classandgrade = 241;
        System.out.println("I am a computer major student");
    }
  1. 静态代码块不管生成多少个对象，其只会执行一次
  2. 静态成员变量是类的属性，因此是在JVM加载类时开辟空间并初始化的
    如果一个类中包含多个静态代码块，在编译代码时，
    编译器会按照定义的先后次序依次执行(合并)
  3. 实例代码块只有在创建对象时才会执行

4. 内部类

当一个事物的内部，还有一个部分需要一个完整的结构进行描述 ，

而这个内部的完整的结构又只为外部事物提供服务 ，

那么这个内部的完整结构最好使用内部类 。

在 Java 中，可以将一个类定义在另一个类或者一个方法的内部 ，
前者称为内部类，后者称为外部类 。内部类也是封装的一种体现

java 复制代码 
public class OutClass {
   class InnerClass{
   
  }
}

// OutClass是外部类
// InnerClass是内部类
  1. 定义在class 类名{}花括号外部的，即使是在一个文件里，
    都不能称为内部类
java 复制代码 
public class A{
   
}

class B{
   
}
// A 和 B是两个独立的类，彼此之前没有关系
  1. 内部类和外部类共用同一个java源文件，
    但是经过编译之后，内部类会形成单独的字节码文件

4.1 内部类的类型

内部类都可以在一个类的哪些位置进行定义

java 复制代码 
public class OutClass {
   // 成员位置定义：未被static修饰 --->实例内部类
   public class InnerClass1{
  }
  
   // 成员位置定义：被static修饰 ---> 静态内部类
   static class InnerClass2{
  }
  
   public void method(){
       // 方法中也可以定义内部类 ---> 局部内部类：几乎不用
       class InnerClass5{
      }
  }
}

根据内部类定义的位置不同，一般可以分为以下几种形式：

  1. 成员内部类(普通内部类：未被static修饰的成员内部类 和 静态内部类：
    被static修饰的成员内部类)
  2. 局部内部类(不谈修饰符)、匿名内部类

注意：内部类其实日常开发中使用并不是非常多 ，

大家在看一些库中的代码时候可能会遇到的比较多，

日常开始中使用最多的是匿名内部类

4.2 成员内部类

在外部类中，内部类定义位置与外部类成员所处的位置相同 ，

因此称为成员内部类

4.2.1 实例内部类

即未被static修饰的成员内部类

java 复制代码 
public class OutClass {
   private int a;
   static int b;
   int c;
   public void methodA(){
       a = 10;
       System.out.println(a);
  }
   public static void methodB(){
       System.out.println(b);
  }
  
   // 实例内部类：未被static修饰
   class InnerClass{
       int c;
       public void methodInner(){
           // 在实例内部类中可以直接访问外部类中：任意访问限定符修饰的成员
           a = 100;
           b =200;
           methodA();
           methodB();
           
           // 如果外部类和实例内部类中具有相同名称成员时，优先访问的是内部类自己的
           c = 300;
           System.out.println(c);
           
           // 如果要访问外部类同名成员时候，必须：外部类名称.this.同名成员名字
           OutClass.this.c = 400;
           System.out.println(OutClass.this.c);
      }
  }
  
   public static void main(String[] args) {
       // 外部类：对象创建 以及 成员访问
       OutClass outClass = new OutClass();
       System.out.println(outClass.a);
       System.out.println(OutClass.b);
       System.out.println(outClass.c);
       outClass.methodA();
       outClass.methodB();
       System.out.println("=============实例内部类的访问=============");       
       // 要访问实例内部类中成员，必须要创建实例内部类的对象
       // 而普通内部类定义与外部类成员定义位置相同，因此创建实例内部类对象时必须借助外部类
       
       // 创建实例内部类对象
       OutClass.InnerClass innerClass1 = new OutClass().new InnerClass();
       
       // 上述语法比较怪异，也可以先将外部类对象先创建出来，然后再创建实例内部类对象
       OutClass.InnerClass innerClass2 = outClass.new InnerClass();
       innerClass2.methodInner();
  }

注意：

  1. 外部类中的任何成员都可以在实例内部类方法中直接访问
  2. 实例内部类所处的位置与外部类成员位置相同，
    因此也受public、private等访问限定符的约束
  3. 在实例内部类方法中访问同名的成员时，优先访问自己的，
    如果要访问外部类同名的成员，必须：外部类名称.this.同名成员 来访问
  4. 实例内部类对象必须在先有外部类对象前提下才能创建
  5. 实例内部类的非静态方法中包含了一个指向外部类对象的引用
  6. 外部类中，不能直接访问实例内部类中的成员，
    如果要访问必须先要创建内部类的对象

4.2.2 静态内部类

被static修饰的内部成员类称为静态内部类

java 复制代码 
public class OutClass {
   private int a;
   static int b;
   public void methodA(){
       a = 10;
       System.out.println(a);
  }
   public static void methodB(){
       System.out.println(b);
  }
  
   // 静态内部类：被static修饰的成员内部类
   static class InnerClass{
       public void methodInner(){
           // 在内部类中只能访问外部类的静态成员
           // a = 100;     // 编译失败，因为a不是类成员变量
           b =200;
           // methodA();   // 编译失败，因为methodB()不是类成员方法
           methodB();
      }
  }
  
   public static void main(String[] args) {
       // 静态内部类对象创建 & 成员访问
       OutClass.InnerClass innerClass = new OutClass.InnerClass();
       innerClass.methodInner();
  }
}

注意：

  1. 在静态内部类中只能访问外部类中的静态成员

    如果确实想访问，我们该如何做？

  2. 创建静态内部类对象时，不需要先创建外部类对象

4.3 局部内部类

定义在外部类的方法体或者{}中 ，

该种内部类只能在其定义的位置使用 ，

一般使用的非常少，此处简单了解下语法格式

java 复制代码 
public class OutClass {
   int a = 10;
   public void method(){
       int b = 10;
       // 局部内部类：定义在方法体内部
       // 不能被public、static等访问限定符修饰
       class InnerClass{
           public void methodInnerClass(){
               System.out.println(a);
               System.out.println(b);
          }
      }
      
       // 只能在该方法体内部使用，其他位置都不能用
       InnerClass innerClass = new InnerClass();
       innerClass.methodInnerClass();
  }
  
   public static void main(String[] args) {
       // OutClass.InnerClass innerClass = null; 编译失败
  }
}

注意：

  1. 局部内部类只能在所定义的方法体内部使用
  2. 不能被public、static等修饰符修饰
  3. 编译器也有自己独立的字节码文件，
    命名格式：外部类名字$数字内部类名字.class
  4. 几乎不会使用

4.4 匿名内部类

蹲后续抽象与接口学习

5. 对象的打印

java 复制代码 
public class Person {
   String name;
   String gender;
   int age;
   public Person(String name, String gender, int age) {
       this.name = name;
       this.gender = gender;
       this.age = age;
  }
   public static void main(String[] args) {
       Person person = new Person("Jim","男", 18);
       System.out.println(person);
  }
}

如果想要默认打印对象中的属性 该如何处理呢？

答案：重写toString方法即可

java 复制代码 
public class Person {
        String name;
        String gender;
        int age;

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

        @Override
        public  String toString(){
            return "["+name+","+gender+","+age+"]";
        }

        public static void main(String[] args) {
            Person person = new Person("Jim","男", 18);
            System.out.println(person);
        }
    }

总结

学习了封装概念 ，访问限定符 ，包的有关知识 ，staic成员 ，代码块 ，内部类 ，对象的打印

今天对类和对象的学习就到这里了，如果感觉不错，希望可以给博主点赞收藏和关注，感谢大家的支持，还有什么问题和建议可以在评论区评论，拜拜。

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