七、面向对象

Java的核心思想就是oop

目录：初识面向对象、方法回顾和加深、对象的创建和分析、面向对象的三大特征、抽象类和接口、内部类及OOP实战

1.什么是面向对象

1）面向过程&面向对象
①面向过程思想
步骤清晰，第一步做什么，第二步作什么···
面对过程适合处理一些较为简单的问题
②面向对象思想
物以类聚，分类的思维模式，思考问题首先会解决问题需要哪些分类，然后对这些分类进行单独思考。最后，才对某个分类下的细节进行面向过程的思索。面向对象适合处理复杂的问题，适合处理需要多人协作的问题！
对于描述复杂的事物，为了从宏观上把握，从整体上合理分析，需要使用面向对象的思路来分析整个系统。但是，具体到微观操作，仍然需要面向过程的思路去处理。
2）什么是面向对象
面向对象的本质就是：以对象的组织（封装）数据。
抽象
三大特征：封装、继承、多态
从认识角度考虑，是现有对象后有类。对象，是具体的事物。类，是抽象的，是对对象的抽象。
从代码运行角度考虑是先有类后有对象。类是对象的模板。

2.回顾方法的定义

1）方法的定义
①修饰符和返回值类型

修饰符 返回值类型 方法名(…) {
    //方法体
  return 返回值;
}

②break和continue的区别
break：跳出switch或者结束循环
continue：结束方法，返回一个结果。
③方法名：注意规范，见名知意。
④参数列表：(参数类型,参数名)，可以通过…定义开变长参数。
⑤异常抛出
例：读取文件异常抛出。

public void readFile(String file) throws IOExcception {
}

3.回顾方法的调用

2）方法的调用
①静态方法和非静态方法
例：创建并调用学生说话的方法。

package demo;
public class Demo {
  public static void main(String[] args) {
    Student.say();//静态方法直接通过类名调用
    new Student().say();//非静态方法需要实例化这个类
    Student student = new student;//也可以写成对象类型 对象名=对象值;
    Student.say();
  }
}

package demo;
public class Student {
  public static void say() {//静态方法
    System.out.println("学生说话了。");
  }
  public void say() {//非静态方法
    System.out.println("学生说话了。");
  }
}

注：关于类的调用，非静态方法可以直接调用非静态方法，静态方法可以直接调用静态方法。静态方法无法直接调用非静态方法，因为static和类一起加载的，类存在的时候它就已经存在了，而非静态的是在类实例化之后才存在。
②形参和实参
例：创建并调用加法的方法。

package demo;
public class Demo {
  public static void main(String[] args) {
    int add = Demo.add(a:1,b:2);//实际参数
    System.out.println(add);
  }
  public static int add(int a,int b) {//形式参数
    return a+b;
  }
}

注：形式参数和实际参数的类型要对应！
③值传递和引用传递
Ⅰ值传递
例：创建并调用改变a的值的方法，但返回值为空。

package demo;
public  class Demo {
  public static void main(String[] args) {
    int a=1;
    System.out.println(a);
    Demo.change(a);
    System.out.println(a);
  }
  public static void change(int a) {
    a=10;
  }
}

结果：两次输出都为1。
Ⅱ引用传递：传递对象，本质还是值传递
例：定义person类，创建并调用改变其属性name的值。

package demo;
public class Demo {
  public static void main(String[] args) {
    Person  person = new Person();
    System .out.println(person.name);
    Demo.change(person);
    System.out.println(person.name);
  }
  public static void change(Person person) {
    //person是一个对象，是指一个具体的人，可以改变属性
    person.name = "Java";
  }
}
//定义了一个Person类，有一个属性：name
class  Person {
  String name；
} 

结果：第一个输出的值为null，第二个输出Java。
④this关键字

4.类与对象的创建

1）类与对象的关系

• 类是一种抽象的数据类型，它是对某一事物整体描述/定义，但并不能代表某一个具体的事物。
  动物、植物、手机、电脑······
  Person类、Pet类、Car类等，这些类都是用来描述/定义某一具体事物应该具备的特点和行为。
• 对象是抽象概念的具体实例。
  张三就是人的一个具体实例，张三家里的旺财就是狗的一个具体实例。
  能够体现出特点，展现出功能的是具体的实例，而不是一个抽象的概念。

2）创建与初始化对象
使用new关键字创建对象
使用new关键字创建的时候，除了分配内存空间之外，还会给创建好的对象进行默认的初始化以及对类中构造器的调用。
类中的构造器也称为构造方法，是在进行创建对象的时候必须要调用的，并且构造器有以下两个特点：Ⅰ必须和类的名字相同。Ⅱ必须没有返回值类型，也不能写void。
例：创建一个学生类，并在main方法中进行调试

package demo;
public class Student {
  String name;//属性：字段
  int age;
  public void study() {//方法
    System.out.println(this.name+"在学习");
  }
} 

注：任何类均由属性和方法组成。

package demo;
//一个项目应该只有一个main方法
public class Application {
  public static void main(String[] args) {
    //类：是抽象的，可实例化。类实例化后会返回一个自己的对象。
    //xiaoming对象就是一个Student类的具体实例。
    Student xiaoming = new Student();
    xiaoming.name = "小明";
    xiaoming.age = 3;
    System.out.println(xiaoming.name);
    System.out.println(xiaoming.age);
  }
}

5.构造器详解

构造器必须要掌握！
例：创建一个学生类，要使用无参构造和有参构造。

package demo;
public class Person {
  //一个类即使什么都不写，它也会存在一个方法
  //显示的定义构造器
  String name；
  int age；
  //可以使用new关键字，本质是在调用构造器
  //无参构造，实例化，用来初始化值
  public Person() {
    this.name = "xiaoming";
  }
  //有参构造：一旦定义了有参构造，无参构造必须显示定义
  public Person(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
}

快捷键：创建构造器：Alt+insert（INS）——>点击Constructor——>点击OK创建有参构造，点击Select None创建无参构造

package demo;
public class Application {
  public static void main(String[] args) {
  //用new实例化了一个对象
    Person person = new Person(name:"xiaoming",age:3);
    System.out.println(person.name);
    System.out.println(person.age);
  }
} 

总结：Ⅰ特点：和类名相同，没有返回值。
Ⅱ作用：new的本质是构造方法，要初始化对象的值。
Ⅲ注意点：定义有参构造之后，如果想使用无参构造，显示的定义一个无参构造。
this.当前类的 = 传进来的值；

6.创建对象内存分析

例：创建一个宠物类来进行内存分析。

package demo;
public class Pet {
  public String name;
  int age;
  //存在不显示的无参构造，默认就有，但写了有参构造就没了
  public void shout() {
    System.out.println("叫了一声");
  }
}

package demo;
import demo.Pet;
public class Application {
  public static void main(String[] args) {
    Pet dog = new Pet();
    dog.name = "旺财";
    dog.age = 3;
    dog.shout();
    System.out.println(dog.name);
    System.out.println(dog.age);
  }
}

内存分析：

方法内存分析

7.简单小结类与对象

1）类与对象
类是一个模板，是抽象的，对象是一个具体的实例。
2）方法：注意定义和调用。
3）对应的引用
除了8大基本类型之外的，均可称作引用。
对象是通过引用来操作的，栈——>堆。
4）属性：字段，Field，成员变量
默认初始化：数字：0 0.0 char：u0000 boolean：false 引用：null
属性的定义：修饰符 属性类型 属性名 = 属性值;
5）对象的创建和使用
必须使用new关键字创建对象，必须有构造器。
对象的属性、对象的方法
6）类：静态的属性——属性
动态的行为——方法

8.封装详解

• 该露的露，才藏的藏。
  程序设计要追求“高内聚，低耦合”。高内聚就是类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；低耦合：仅暴露少量的方法给外部使用。
• 封装（数据的隐藏）
  通常应禁止直接访问一个对象中数据的实际表示，而应通过操作接口来访问，这称为信息隐藏。
  一定要记住：属性私有，get/set。
  例：创建并封装一个学生类，可以获得数据并设置值。

package demo;
//类 private：私有
public class Student {
  //属性私有
  private String name;
  private int id;
  private char sex;
  private int age;
  //提供一些可以操作属性的方法
  //提供一些public的get、set方法
  //get获得数据
  public String getName() {
    return this.name;
  }
  //set给此数据设置值
  public void setName(String name) {
    this.name =name;
  }
  //利用set方法规避不合法的
  public void setAge(int age) {
    if(age>120||age<0) {//不合法
      this.age = 3;
    }else {
      this.age = age;
    }
  }
}

快捷键：创建get和set方法：Alt+insert（INS）——>点击Getter and Setter——>点击OK

package demo;
import demo.Student;
public class Application {
  public static void main(String[] args) {
    Student s1 = new Student();
    s1.setName("xiaoming");
    System.out.println(s1.getName());
    s1.setAge(-1);//不合法的
    System.out.println(s1.getAge());
  }
}

意义：Ⅰ提高程序的安全性，保护数据。
Ⅱ隐藏代码的实现细节。
Ⅲ统一接口。
Ⅳ系统的可维护性增加了。
判断一个类的两个方法是否相同主要看：方法名、参数列表。

9.什么是继承

继承的本质是对某一批类的抽象，从而用代码实现对现实世界更好的建模。
extends的意思是“扩展”，子类是父类的扩展。
Java中类只有单继承，没有多继承。一个子类只能有一个父类，但是一个父类可以有多个子类。
继承是类和类之间的一种关系。除此之外，类和类之间的关系还有依赖、组合、聚合等。
继承关系的两个类，一个为子类（派生类），一个为父类（基类）。子类继承父类，使用关键字extends来表示。
子类和父类之间，从意义上讲应该具有“is a”的关系。
object类
super
方法重写
例：创建父类人类和子类学生类，让学生类继承人类。

package demo;
//Person 人类 父类（基类）
public class Person {
  private int money = 10_0000_0000;
  public void say() {
    System.out.println("说了句话");
  }
  //继承与封装也有关系，可用修饰符private使属性私有，并用get、set方法
  public int getMoney() {
    return money;
  }
  public void setMoney(int money) {
    this.money = money;
  }
}

修饰符：public、protected、default、private

package demo;
//Student 学生类 子类（派生类）
//子类继承父类，就会得到父类的全部方法
public class Student extends Person {
}

package demo;
import demo.Student;
public class Application {
  public static void main(String[] args) {
    Student student = new Student(0;
    student.say();
    System.out.println(student.getMoney());
  }
}

快捷键：右侧打开继承树：Ctrl+h
注：在Java中，所有的类，都默认直接或间接继承Object，编写类时可省略extends Object。

10.Super详解

例：创建父类人类和子类学生类。

package demo;
public class Student extends Person {
  public Student() {
    //隐藏代码：调用了父亲的无参构造
    super();//调用父类的构造器，必须要在子类构造器的第一行
    System.out.println("Student无参执行了");
  }
  private String name = "xiaoming";
  public void test(String name) {
    System.out.pringln(name);
    System.out.pringln(this.name);
    System.out.pringln(super.name);
  }//方法也可以同样操作
}

package demo;
public class Person {
  public Person {
    System.out.println("Person无参执行了")；
  }
  protected String name = "Java";
}

注：如果子类编写了有参构造，子类就没法写无参构造，也没办法调用父类的无参构造，所以可以直接调用父类的有参构造。

package demo;
import demo.Person;
import demo.Student;
public class Application {
  public static void main(String[] args) {
    Student student = new Student;
    student.test(name:"小明");
  }
}

结果：分别输出Person无参执行了，Student无参执行了，小明，xiaoming，Java。
注意点：Ⅰsuper调用父类的构造方法，必须在构造方法的第一个。
Ⅱsuper必须只能出现在子类的方法或者构造方法中。
Ⅲsuper和this不能同时调用构造方法。
对于this：Ⅰ代表的对象不同：this：本身调用者的这个对象；super：代表父类对象的引用。
Ⅱ前提：this：没有继承也可以使用；super：只能在继承条件下才可以使用。
Ⅲ构造方法：this();：本类的构造；super();：父类的构造。

11.方法重写

例：创建两个类A类和B类，A类继承B类，A类中重写B类里的方法。

package demo;
public class A extends B {
  public static void test1() {
    System.out.println("A——>test()");
  }
  //@Override重写
  @Override//注解：有功能的注释
  public void test2() {
    System.out.println("A——>test()");
  }
}

package demo;
public class B {
  public static void test1() {
    System.out.println("B——>test()");
  }
  //重写都是方法的重写，和属性无关
  public void test2() {
    System.out.println("B——>test()");
  }
}

package demo;
import demo.A;
import demo.B;
public static void main(String[] args) {
  //静态的方法和非静态的方法区别很大
  //静态方法：方法的调用只和左侧定义的数据类型有关
  A a = new A();
  a.test1();
  //父类的引用指向子类
  B b = new A();
  b.  test1();
  //结果：分别输出A——>test()，B——>test()
  //非静态方法：重写
  a.test2();
  //父类重写了子类的方法
  b.test2();
  //结果：输出两次A——>test()
}

重写需要有继承关系，子类重写父类的方法。
注：Ⅰ方法名必须相同。
Ⅱ参数列表必须相同。
Ⅲ修饰符：范围可以扩大但不能缩小：public>protected>default>private。
Ⅳ抛出的异常：范围可以被缩小但不能扩大。
Ⅴ子类的方法和父类必须要一致，方法体不同。
为什么要重写：父类的功能，子类不一定需要或者不一定满足。
快捷键：重写的注解：Alt+insert（INS）——>选择Override

12.什么是多态

即同一个方法可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。
一个对象的实际类型是确定的，但可以指向对象的引用的类型有很多（父类、有关系的类）。
多态存在的条件：有继承关系、子类重写父类方法、父类引用指向子类对象。
注意：多态是方法的多态，属性没有多态性。
instance of 类型转换，用于引用类型之间的转换。

  //一个对象的实际类型是确定的，可以指向的引用类型就不确定了，可以用父类的引用指向子类
  //子类能调用的方法都是自己的或者继承父类的
  //父类可以指向子类，但不能调用子类独有的方法
  //对象能执行哪些方法，主要看对象左边的类型，和右边关系不大
  //子类重写了父类的方法，执行子类的方法
  //可以通过强制类型转换执行独有的方法

注意点：Ⅰ多态是方法的多态，属性没有多态。
Ⅱ父类和子类，是有联系的。
报错：类型转换异常：ClassCastException
Ⅲ存在条件：继承关系，方法需要重写，父类引用指向子类对象。

Father f1 = new Son;

回顾方法不能被重写的情况：
Ⅰstatic方法，属于类不属于实例
Ⅱfinal 常量
Ⅲpaivate方法，是私有的

13.instanceof和类型转换

1）X instanceof Y能否编译通过：X与Y之间是否存在父子关系。
2）强制类型转换（父子类之间）
①将A类这个对象转换为B类，由高磊鑫转换为低类型。

A obj = new B();
B b = (B) obj;
b.methodB();

将上面两句写成一句话:

((B)obj).methodB();

②将B类这个对象转换为A类，由低磊鑫转换为高类型，可自动转换。

B b = new B();
b.methodB();
A a = b;

注：子类转换为父类，可能丢失自己本来的一些方法。
总结：Ⅰ父类引用指向子类对象。
Ⅱ把子类转换为父类，向上转型，自动转换。
Ⅲ把父类转换为子类，向下转型，强制转换。
Ⅳ方便方法的调用，减少重复的代码。

14.static关键字详解

1）通过类名不能直接访问非静态变量。
静态方法可以调用静态方法，但不能调用非静态方法。
2）代码块
①匿名代码块：{ } 并不能去主动调用，创建对象就存在了，在构造器之前。
②静态代码块：static{ } 加载初始化数据，类一加载就执行，永久执行一次。
执行顺序：静态代码块、匿名代码块、构造方法
注：静态代码块只执行一次，而对象一创建就会去执行匿名代码块、构造方法
3） 例：随机数，直接写random()
静态导入包：import static java lang.Math.random;

15.抽象类

abstract修饰符可以用来修饰方法也可以修饰类；如果修饰方法，那么该方法就是抽象方法；如果修饰类，那么该类就是抽象类。
抽象类中可以没有抽象方法，但是有抽象方法的类一定要声明为抽象类。
抽象类，不能使用new关键字来创建对象，它是用来让子类继承的。
抽象方法，只有方法的声明，没有方法的实现，它是用来让子类实现的。
子类继承抽象类，呢吗就必须要实现抽象类没有实现的抽象方法，否则该子类也要声明是抽象类。

//抽象的所有方法，继承了它的子类都必须要重写实现它的方法
//抽象类也是类，是单继承的，但接口可以多继承
//抽象方法只有方法名字，没有方法的实现。

特点：Ⅰ不能new这个抽象类，只能靠子类去实现它。
Ⅱ抽象类中可以写普通方法。
Ⅲ抽象方法必须在抽象类中。
抽象类就是抽象的抽象，主要是为了约束。

思考：抽象类不能new对象，它存在构造器吗？

意义：把类抽象出来，提高开发效率。

16.接口的定义与实现

普通类：只有具体实现。
抽象类：具体实现和规范（抽象方法）都有。
接口：只有规范，自己无法写方法，是专业的约束。约束和实现分离：面向接口编程。
接口就是规范，定义的是一组规则，体现了现实世界中“如果你是···则必须就···”的思想。
面对对象的精髓，是对对象的抽象，最能体现这一点就是接口。为什么讨论设计模式都只针对具备了抽象能力的语言（比如C++、Java、C#等），就是因为设计模式所研究的，世界上就是如何合理的去抽象。
声明类的关键字是class，声明接口的关键字是interface。
例：创建增删改查和计时两个接口，还有实现类。

package demo;
//interface是定义的关键字，接口都需要有实现类
public interface UserService {
  //定义的变量其实是常量，public static final可省略不写
  int number=99;
  //接口中所定义的方法其实都是抽象的，publi abstract可省略不写
  void add(String name);
  void delete(String name);
  void update(String name);
  void query(String name);
}

package demo;
public interface TimeService {
  void timer();
}

package demo;
//抽象类用extends实现，而可以用implements实现接口
//实现了接口的类就需要重要接口中的方法
//可以利用接口实现多继承
public class ServiceImpl implements UserService,TimeService {
  @Override
  public void add(String name){…}
  @Override
  public void delete(String name){…}
  @Override
  public void update(String name){…}
  @Override
  public void query(String name){…}
  @Override
  public void timer(String name){…}
}

作用：Ⅰ主要是为了约束。
Ⅱ可以定义一些方法，让不同的人实现。
Ⅲ接口中定义的方法都是抽象的，public abstract可省略不写。
Ⅳ接口中定义的变量实际上是常量，public static可省略不写。
Ⅴ接口不能被实例化，因为其中没有构造方法。
Ⅵimplements可以实现多个接口，但必须要重写接口中的方法。

17.N种内部类

内部类就是在一个类的内部定义一个类，比如：A类中定义了一个B类，那么B类相对A类来说就称为内部类，而A类相对B类来说就是外部类了。
1）成员内部类

package demo;
public class Outer {
  private int id = 10;
  public void out() {
    System.out.println("这是外部类的方法");
  }
  public class Inner {
    public void in() {
      System.out.println("这是内部类的方法");
    }
    //获得外部类的私有属性
    public void getID() {
      System.out.println(id);
    }
  }
}

package demo;
import demo.Outer;
public class Application {
  public static void main(String[] args) {
    Outer outer = new Outer();
    //通过内部类来实例化内部类
    Outer.Inner inner = outer.new Inner();
    inner.Inner();
    inner.getID();
  }
}

2）静态内部类：上例getID加上static，但获得不到id了，无法访问非静态属性。
3） 在上例中，在Outer下写 class A{ }
一个Java类中可以有多个class类，但只能有一个public class。
4）局部内部类：在方法里写类。
例：

public void method() {
  class Inner {
    public void in() { }
  }
}

5）匿名内部类
例：创建匿名内部类并运用接口。

package demo;
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    //没有名字初始化类，不用将实例保存到变量中
    new Apple.eat();
    UserService userService = new UserService() {
      @Override
      public void hello() { }
     };
  }
}
class Apple {
  public void eat() {
    System.out.println("吃苹果");
  }
}
interface UserService {
  void hello();
}