黑马程序员-面向对象1

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1.面向对象概念

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a.面向对象概念

• 理解面向对象：面向对象是面向过程而言。是一种思想。将功能封装进对象，强调具备了功能的对象。
• 任何事物都能抽象成对象，比如人。人都有共性：年龄，性别，身高，学历等等。把人抽象成对象，而这个人对象内部的功能可以定义成年龄，性别，身高等等这些；而对于外界想要调用你这个人的某个功能属性，对他来说不必关心你人对象内部的实现，他只管调用你的这个对象某个功能，获取他需要的结果即可。方便快捷，提高编程效率。
• 面向对象三个特征：封装、继承、多态

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b.类与对象的关系

• 类：对现实生活中事物的描述。
• 对象：就是实实在在的个体的这类事物。
• 定义：
  A. 定义类就是在描述事物，也就是在定义属性和行为。属性和行为共同成为类中的成员(成员变量，成员函数)。
  B. 对象由new操作符来生成，在堆内存产生一个实体。
• 示例：

//定义类
    class People{
    //属性
    public int age;
    public string name;
    ...
    //定义方法 行为
    public int age()
    {
            return age;
    }

    //对象
    People p = new People();
    p.age();
    ...

• 成员变量和局部变量
  A.最大区别区别：作用的范围不一样。成员变量作用于整个类中，从属于类，不必初始化。局部变量作用于函数中或者语句中，必须手动初始化。
  B.内存的位置：成员变量在堆内存中，因为对象的存在才存在于内存中。局部变量存在栈内存中。
• 匿名对象
  A.匿名对象是对象的简化形式,没有名字的对象。格式为new 实例名称();
  B.匿名对象两种使用情况：
  (1).当对对象方法仅进行一次调用时
  (2).匿名对象可以作为实际参数进行传递

new People().age = 23;

age(new People());

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c.封装

• OOP三大特征之一。
• 概念：指隐藏独享的属性和实现细节，仅对外提供公共访问方式。
• 封装的好处：将变化隔离、便于使用、提高重用性、提高安全性
• 封装原则：将不需要对外提供的内容都隐藏起来、把属性都隐藏，提供公共方法对其访问。
• private:私有权限反问修饰符。用于修饰类中的成员(成员变量，成员函数)，私有指只在本类中有效。仅仅是封装的一种表现形式。

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d.构造函数

• 特点：函数名与类名相同、不用定义返回值类型、不可以写return语句。
• 作用：给对象初始化,用于对象初始化。
• 注意：当一个类中没有定义构造函数时，那么系统会默认给该类加入一个空参数的构造函数，用于对象初始化。当在类中定义了初始化构造函数，默认的构造函数就没有了。
• 特点：构造函数和一般函数在写法上不同、在运行上也不同，构造函数是在对象一建立就运行，给对象初始化。而一般方法是对象调用才执行，给是对象添加对象具备的功能、一个对象建立，构造函数值运行一次，而一般方法可以被该对象调用多次。

//定义类
class People{
    //默认构造函数
    People(){}
}

• 定义构造函数的时间：当对象需要一定的特征或者行为，就需要对其进行构造函数。

构造代码块：

//定义类
class People{
    /**
     * 作用：给对象进行初始化
     * 特点：对象一建立就运行，而且优先于构造函数执行，针对所有的对象进行初始化都会先被执行一次。
     * 和构造函数的区别：
     *             构造代码块是给所有对象进行统一初始化。
     *             构造函数时给对应的对象进行初始化。
     * 用处：定义给不同对象的共性进行初始化。
     */
    {
        System.out.println("构造代码块");
    }
}

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e.this关键字

• 用于区分局部变量和成员变量同名情况。
• this代表它所在的函数所属对象的引用。
• this代表本类对象。

    private int age;
    private String name;

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

• 应用：当定义类中功能时，该函数内部要用到调用该函数的对象是，这时使用this来代表使用此对象。凡是本类功能内部使用了本类对象，都用this表示。

class People{
    private int age;

    /**
     * 构造函数
     * @param age
     */
    People(int age)
    {
        this.age = age;
    }
    public int getAge()
    {
        return age;
    }
    public void setAge(int age)
    {
        this.age = age;
    }

    /**
     * 比较两个人的年龄是否相等。此处的this代表当前调用的对象的引用也就是p1。
     * @param p 人的对象变量
     * @return boolean
     */
    public boolean compare(People p)
    {
        return this.age == age;
    }

    
    public static void main(String[] args) {
        People p1 = new People(20);
        People p2 = new People(23);
        boolean b = p1.compare(p2);
        System.out.println("b = " + b);

    }
}

• this与构造函数：this用与构造函数的之间互相调用。而且只能定义在构造函数的第一行。因为初始化要先执行

class People{
    private int age;
    private String name;

    /**
     * 空构造函数
     */
    People()
    {
    }

    /**
     * 构造函数
     * @param age
     */
    People(int age)
    {
        this();//调用People()构造函数
    }

    /**
     * 构造函数
     * @param age
     * @param name
     */
    People(int age, String name)
    {
        this(23);//调用People(int age)构造函数
        this.name = name;
    }

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f.static关键字

• static修饰符，修饰变量、方法和代码块。
• 当成员被static修饰后，可以用类名直接调用。格式：类名.静态成员。

    static String name;

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("People.name = " + People.name);
    }

• 特点：随着类的加载而加载,静态随着类的消失而消失，生命周期最长、优先于对象的存在、被所有对象所共享、可以直接被类名所调用。
• 实例变量和静态成员变量区别：
  A.存放位置：(1)静态成员变量随着类的加载而存在方法区中。(2)实例变量随着对象的建立而存在于堆内存中。
  B.生命周期：(1)静态成员变量最长，随着类的消失而消失。(2)实例变量随着对象的消失而消失。
• 静态使用注意点：
  A.静态方法只能访问静态成员(方法与变量)。非静态方法即可以访问静态也可以访问非静态。
  B.静态方法中不可以定义this、super关键字。因为静态优先于对象存在。
  C.主函数是静态的。
• 静态优缺点：
  A.优：对对象的共享数据进行单独空间的存储，节省空间。可以直接被类名调用。
  B.缺：生命周期过长、访问出现局限性(只能访问静态)。

静态的使用时间：

• 静态变量(类变量)定义：当对象中的出现对象调用的共享数据时，该数据被静态所修饰存在于方法区中；对象中的特有数据定义成非静态存在于堆内存中。
• 静态函数定义：当类中的某个功能没有访问到非静态数据(对象特有的数据)，那么该功能可以定义成静态的(static)。

class People{
    String name;

    //没有关联到非成员变量name，那么这个函数可以设置成static的，方便后面直接通过类名调用
    public static void show()
    {
        System.out.println("没有访问到成员变量");
    }

    public static void main(String[] args) {
        //调用此方法时，与name没有关系。没有封装进数据。可以不建立对象来调用，设置成static的通过类名调用方便明了。
        People.show();
    }
}

静态代码块

• 格式：

    static
    {
        System.out.println("静态代码块");
    }

• 特点：随着类的加载而执行，只执行一次，用于给类进行初始化。并优先于主函数。

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g.mian函数

public static void main(String[] args)

• public:表示全局所有访问权限最大。也就是封装性。
• static:表示只能通过类调用。主函数随着类的加载就已经存在了。
• void：主函数没有具体返回值。
• main：不是关键字，特殊的一个词，可以被JVM识别。
• String[] args:函数的参数，是一个字符串数组。

主函数是固定格式：JVM识别

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h.对象初始化过程：
People p = new People("zhangsan", 23);

1.因为new用到了People.class，所以会先找到People.class文件并加载到内存中。
2.执行该类中的static代码块，如果有的话。再给People.class类进行初始化。
3.在堆内存中开辟空间，分配内存地址。
4.在堆内存中建立对象的特有属性，并进行默认初始化。
5.对属性进行显示初始化。
6.对对象进行构造代码块初始化。
7.对对象进行对应的构造函数初始化。
8.将内存地址赋给内存中的引用变量p。

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i.继承

• 面向对象特征之二。
• 把对象间的共性特征进行抽取，类与类之间有关系，最后抽象成一个共性类，被抽取的类的继承自这个共性类就可。减少代码量，提高复用性。
• 形式：

继承类 extends 被继承类

• Java只支持单继承。支持多层继承：B继承A，D继承B。D类可以使用A类的功能。
• 继承关系中类成员的特点：
  A. 变量：如果子类中出现非私有的同名变量时，子类要访问本类中的变量，用this。子类要访问父类中的同名变量，用super，super跟this的使用几乎一致。super代表父类对象的引用，this代表本类对象引用。

/**
 * Created by Sergio on 2014/11/2.
 */
public class ExtendsDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Sun s = new Sun();
        s.show();
    }
}

class Parents{
    int num = 5;
}

//子继承父类
class Sun extends Parents{
    int num = 4;
    void show()
    {
        System.out.println(num);//访问的是子类的变量，相当于this.num
        System.out.println(super.num);//碰到同名变量可以使用super关键字访问父类的变量。
    }
}

B. 函数：当父类出现和子类一模一样的函数时，当子类对象调用该函数，会运行子类函数的内容，如同父类的函数被覆盖掉。这也叫做覆盖(重写)。

/**
 * Created by Sergio on 2014/11/2.
 */
public class ExtendsDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Sun s = new Sun();
        s.show();
    }
}

class Parents{
    int num = 5;
    void show()
    {
        System.out.println("被覆盖");
    }
}

//子继承父类
class Sun extends Parents{
    int num = 4;
    void show()
    {
        System.out.println(num);//访问的是子类的变量，相当于this.num
        System.out.println(super.num);//碰到同名变量可以使用super关键字访问父类的变量。
    }
}

覆盖注意点:子类覆盖父类，必须保证子类权限大于等于父类权限，才可以叫覆盖，否则编译失败。静态只能覆盖静态。
C. 构造函数：在对子类对象进行初始化时，父类的构造函数也会运行，那是因为子类的构造函数默认第一行有一条隐式的语句super()[会访问父类中空参数的构造函数。而且子类中所有的构造函数默认第一行都是super();];

/**
 * Created by Sergio on 2014/11/2.
 */
public class ExtendsDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        Sun2 s2 = new Sun2(2);
        System.out.println(s2.x);//访问的是父类抽取的x = 4；
    }
}

class Parents2{
    int x = 4;
    Parents2()
    {
        System.out.println("fu run");
    }

    Parents2(int x)
    {
        System.out.println("x = " + x);
    }
}

//子继承父类
class Sun2 extends Parents2{
    Sun2()
    {
        //super();隐式的构造函数
        super(1);//根据父类构造函数来指定
        System.out.println("zi run");
    }

    Sun2(int x)
    {
        super(3);//根据父类构造函数来指定
        System.out.println("zi run");
    }
}

super语句一定定义在子类构造函数的第一行，初始化动作要先做。子类的所有的构造函数，默认都会访问父类中空参数的构造函数，因为子类每一个构造函数的第一行都有一句隐式super();当父类中没有空参数的构造函数时，子类必须手动通过super语句形式来指定要访问的构造函数。子类的构造函数第一行也可以手动指定this语句来访问本类中的构造函数。子类中至少会有一个构造函数会访问父类中的构造函数。

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j. final关键字

• 解释：最终。修饰符。
• 修饰的范围：类、函数、变量。
• 特点：被final修饰的类不可以被继承，为了避免被继承，被子类复写功能。
• final类：被final修饰的类不可以复写。
• final变量：被final修饰的变量是一个常量只能赋值一次，既可以修饰成员变量，又可以修饰局部变量。
• 使用的时候。描述事物时，一些数据的出现值是固定的。可以用一个常量来表示。
• 命名：常量的书写规范所有字母都大写。如果有多个单词定义，每个单词通过"_"链接。P_AI。比如PI。

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k. 抽象类

• 多个类出现相同功能，但是功能主体不同，进行向上抽取，只抽取功能定义，而不抽取功能主题。
• 定义方式：abstract 类名包含抽象方法和非抽象方法、abstract 方法名();抽象方法只有方法名没有方法内容。
• 注意：抽象方法只存在于抽象类中。抽象类不可以用new创建对象，因为调用抽象方法没有意义。抽象方法要被使用，必须由子类复写所有的抽象方法后，建立子类对象调用；如果子类只覆盖了部分抽象方法，那么该子类还是一个抽象类，因为抽象方法只存在于抽象类中。
• 抽象类不可以实例化,没意义。

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l. 接口

• 格式：interface 接口名{}。接口中定义常量、方法固定修饰符如下(修饰符可以省略，interface会自动加上。)：
  A. 常量：public static final
  B. 方法：public abstract
  接口中的成员都是public。接口中的方法都是抽象的。

/**
 * Created by Sergio on 2014/11/3.
 */
interface InterfaceDemo {
    public static final int NUM = 3;//变量定义
    public abstract void intefaceDemo();//方法定义
}


//接口必须被子类实现用关键字implements，接口可以被多个子类实现。子类也可以继承于一个父类。必须将接口中的所有方法实现因为接口中的方法都是抽象的
class InterfaceTest extends ExtendsDemo2 implements InterfaceDemo,InterfaceDemo2....{
    @Override
    public void intefaceDemo() {

    }
}

接口是不可以创建对象的，因为有抽象方法存在。需要被子类实现，覆盖接口中的抽象方法后，子类才可以实例化，否则子类是一个抽象类。
接口与接口之间的关系是继承关系，支持多继承关系。

• 接口特点：
  -. 接口是对外暴露的规则
  -. 接口是程序的功能扩展
  -. 接口可以用来多实现
  -. 类与接口之间是实现关系，而且类可以继承一个类的同时实现多个接口
  -. 接口与接口之间可以有继承关系

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m. 多态与关键字instanceof

一. 概念

• 面向对象特征之三
• 概念:事物存在的多种体现形态。比如人分为：男人、女人。人 r = new 男人(); 人 r2 = new 女人();

二. 多态扩展性

1. 多态的体现：父类的引用指向了自己的子类对象(父类)。
2. 多态的前提：类与类之间有关系，有继承或者实现。
3. 多态的益处：多态的出现提高了程序的扩展性，通常有前提条件是：存在覆盖。
4. 多态的弊端：只能使用父类的引用访问父类中的成员。
5. 多态中成员的特点：
   • 非静态成员函数：
     a. 在编译时期:参与引用型变量所属的类中是否有调用的方法，如果有编译通过，如果没有编译失败。
     b. 在运行时期：参与对象所属的类中是否有调用的方法。
     总结就是:成员函数在多态调用时，编译看左边，运行看右边。
   • 成员变量：
     无论编译和运行：都参考左边(引用型变量所属的类)
   • 静态成员函数(子类不覆盖父类方法，父类走父类，子类走子类。变量也一样。)：
     无论编译和运行：都参考左边

/**
 * Created by Sergio on 2014/11/19.
 */
public class PolymorphicDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //调用子类覆盖父类的eat()方法，有局限性在这点上
        function(new Dog());
        function(new Pig());
    }

    //定义共性的功能方法eat()
    public static void function(Animal a)
    {
        a.eat();
    }
}

/**
 * 集中抽象功能的父类Animal
 */
abstract class Animal{
    abstract void eat();
}


/**
 * 定义Dog类继承之Animal父类，并且拥有自己的特定功能类houseKeeping().
 */
class Dog extends Animal{
    //覆盖父类eat()方法
    public void eat()
    {
        System.out.println("Dog.eat");
    }

    //子类特有的方法
    public void houseKeeping()
    {
        System.out.println("看家");
    }
}


/**
 * 定义Pig类继承之Animal父类，并且拥有自己的特定功能类fat().
 */
class Pig extends Animal{
    //覆盖父类eat()方法
    public void eat()
    {
        System.out.println("Pig.eat");
    }

    //子类特有的方法
    public void fat()
    {
        System.out.println("养膘");
    }
}

三. 父类、子类类型转型

/**
 * Created by Sergio on 2014/11/19.
 */
public class PolymorphicDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //类型提升，向上转型。将Dog类型提升为Animal类型
        Animal a = new Dog();
        a.eat();

        /**
         * 如果要调用子类特有的方法操作：强制将父类的引用转成子类类型，向下转型.将父类a引用强制转换成子类类型Dog。
         *
         * 注意：不能将父类对象转成子类类型。能转换的是父类指向了自己的子类对象时，该引用可以被提升也可以强制转换。
         * 多态始终都是子类在作者变化。
         */
        Dog d = (Dog)a;
        d.houseKeeping();

        //fun函数调用子类对象的功能
        fun(new Dog());
        fun(new Pig());
    }

    //提炼共性函数特征fun(Animal a)
    public static void fun(Animal a)
    {
        a.eat();

        /**
         * 判断传递进来的子类是那个对象的。使用关键字instanceof,判断左边对象是否属于右边类的实例，返回boolean
         * 类型数据。
         *
         * instanceof是一个二元操作符。使用的前提：1.子类型有限、2.对象需要做比较首先判断是否属于某个类的实例
         */
        if (a instanceof Dog){
            Dog d = (Dog)a;
            d.houseKeeping();
        }
        else if(a instanceof Pig)
        {
            Pig p = (Pig)a;
            p.fat();
        }
    }
}

/**
 * 集中抽象功能的父类Animal
 */
abstract class Animal{
    abstract void eat();
}


/**
 * 定义Dog类继承之Animal父类，并且拥有自己的特定功能类houseKeeping().
 */
class Dog extends Animal{
    //覆盖父类eat()方法
    public void eat()
    {
        System.out.println("Dog.eat");
    }

    //子类特有的方法
    public void houseKeeping()
    {
        System.out.println("看家");
    }
}


/**
 * 定义Pig类继承之Animal父类，并且拥有自己的特定功能类fat().
 */
class Pig extends Animal{
    //覆盖父类eat()方法
    public void eat()
    {
        System.out.println("Pig.eat");
    }

    //子类特有的方法
    public void fat()
    {
        System.out.println("养膘");
    }
}

四：小示例

package com.sergio.lianxi;

/**
 * Created by Sergio on 2014/11/20.
 *
 * 需求：电脑运行实例。电脑运行基于主板。
 */
public class PolymorphicDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        MotherBoard mb = new MotherBoard();
        mb.run();
        mb.usePCI(new SoundCard());
    }

}

/**
 * 电脑的各种部件基于电脑主板上的pci接口运行。模拟PCI接口。
 */
interface PCI{
    public void open();
    public void close();
}

//定义主板，运行的基础
class MotherBoard{
    public void run(){
        System.out.println("主板运行");
    }

    public void usePCI(PCI p)//接口型引用指向自己的子类对象
    {
        if(p != null)
        {
            p.open();
            p.close();
        }
    }
}


/**
 * 需要运行部件实现方式
 */
class SoundCard implements PCI
{
    @Override
    public void open() {
        System.out.println("声卡运行");
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println("声卡关闭");
    }
}

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2.设计模式

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单例设计模式

• 设计模式概念：解决某一类问题最行之有效的方法，可以重复利用。java有23种设计模式。
• 单例模式：只对外提供一个实例。在内存中只存在一个对象。
• 三要素：(1)在类体中需要具有静态的私有的本类型的变量、(2)构造方法必须是私有的，不允许实例化、(3)提供一个公共的静态的入口方法。

package com.sergio.lianxi;

/**
 * 单例模式饿汉式。
 * 第一种方式。类一进内存就建立对象。
 * Created by Sergio on 2014/10/10.
 */
public class SinglePattern {
    private int age;

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "SinglePattern{" +
            "age=" + age +
            '}';
    }

    //以下三个方法是单例使用的必须写法
    /**
     * 静态私有化本类的成员变量
     */
    private static SinglePattern instance = new SinglePattern();

    /**
     * 私有化构造方法，禁止对象实例化
     */
    private SinglePattern(){}

    /**
     * 对外提供一个公共的静态入口方法
     */
    public static SinglePattern getInstance()
    {
        return instance;
    }
}

class SinglePatternTest
{
    public static void main(String[] args) {

        SinglePattern s1 = SinglePattern.getInstance();
        SinglePattern s2 = SinglePattern.getInstance();
        s1.setAge(23);
        System.out.println("s2 = " + s2);
    }
}

package com.sergio.lianxi;

/**
 * Created by Sergio on 2014/10/10.
 * 单例模式懒汉式。也叫延迟加载式。只有调用了getInstance方法时，才建立对象
 */
public class SinglePattern2 {
    private static SinglePattern2 instance = null;
    private SinglePattern2(){}
    public static synchronized SinglePattern2 getInstance()
    {
if
        if(instance == null)
        {
            instance = new SinglePattern2();
        }
        return instance;
    }
}

注意：开发时候使用饿汉式，也就是第一种。