Java从入门到精通 - 面向对象编程基础

面向对象编程基础

此笔记参考黑马教程，仅学习使用，如有侵权，联系必删

写程序的道路

1. 面向对象编程快速入门

计算机的本质是用来处理数据的，我们用变量、数组等形式来把数据拿到程序中去

• 面向对象编程
  • 开发一个一个的对象，把数据交给对象，再调用对象的方法来完成对数据的处理

代码实现

需求：

• Student.java

package m_oop;public class Student {String name;double chinese;double math;public void printTotalScore(){System.out.println(name + "的总成绩是：" + (chinese + math));}public void printAverageScore(){System.out.println(name + "的平均成绩是：" + (chinese + math) / 2.0);}
}

• Test.java

package m_oop;public class Test {public static void main(String[] args) {// 目标：面向对象编程快速入门// 1. 创建一个学生对象，封装播妞的数据Student s1 = new Student(); // 同一个包下可以自动去访问【类本身可以做为一个类型】s1.name = "播妞"; // 可以理解为属性s1.chinese = 100;s1.math = 100;s1.printTotalScore(); // 播妞的总成绩是：200.0s1.printAverageScore(); // 播妞的平均成绩是：100.0// 2. 再创建一个学生对象，封装播仔的数据Student s2 = new Student();s2.name = "播仔";s2.chinese = 59;s2.math = 100;s2.printTotalScore(); // 播仔的总成绩是：159.0s2.printAverageScore(); // 播仔的平均成绩是：79.5}
}

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2. 深刻认识面向对象

2.1 面向对象编程的好处？

在祖师爷（詹姆斯·高斯林）看来万物皆对象

eg：

• 汽车的数据找汽车对象处理
• 手机的数据找手机对象处理
• 学生的数据找学生对象处理

所有一句话总结就是，面向对象编程符合人类思维习惯，编程更简单、更直观

2.2 程序中的对象到底是个啥？

温馨提示：Java 语言长久以来，一直没有人能把面向对象讲得直观且具体，方便初学者理解，所以可以选择自己认为更好的理解思路，这里仅供参考

• 对象本质上是一种特殊的数据结构
• 类似于现实中一张表格，表格具体张什么样就要看对象张什么样
  • 创建（new）一个对象时，相当于在计算机里创建了一张表，把数据给到这个对象相当于填了这张表，调用这个对象的方法时处理的就是这个对象的数据了

2.3 对象是怎么出来的？

• class 也就是类，也称为对象的设计图（或者对象的模板）
  • 我们开头写的那个类就是来设计这个表的
  • class 后面跟名字，就是用来说用来设计一个什么对象（也就是设计一个什么表）
  • class 里面设计一些变量，变量就是表里面一些字段，字段用来描述对象要处理什么数据
  • class 里面设计一些方法，这些方法用来说明对数据进行怎样的处理

总结

1. 面向对象编程有啥好处？

• 凡是找对象的编程套路，更加符合人类的思维习惯，编程也会更直观

2. 对象是啥？如何得到？

• 对象就是一种特殊的数据结构

  public class 类名{1. 变量，用来说明对象可以处理什么数据2. 方法，描述对象有什么功能，也就是可以对数据进行什么样的处理...
  }
  

• 对象是用类 new 出来的，有了类就可以创建出对象

  类名 对象名 = new 类名();
  

3. 面向对象编程这种套路是咋回事？

• 祖师爷认为万物皆对象，谁的数据谁处理

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3. 对象在计算机中的执行原理

总结

1. 对现在计算机中的执行原理是怎么回事？

• Student s1 = new Student();
• 每次 new Student()，就是在堆内存中开辟一块内存区域代表一个学生对象
• s1 变量里面记住的是学生对象的地址

多学一招

1. 如何识别引用类型的变量？

• Student s1 = new Student();
• s1 变量中存储的是对象的地址，因此变量 s1 也称为引用类型的变量

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4. 类和对象的一些注意事项

• 类名建议用英文单词，首字母大写，满足驼峰模式，且要有意义，比如：Student、Car、…
• 类中定义的变量也称之为成员变量（对象的属性），类中定义的方法也称之为成员方法（对象的行为）【每个对象都有一份属于自己的成员变量】
• 成员变量本身存在默认值，在定义成员变量时一般来说不需要赋初始值（没有意义）

  修饰符 数据类型 变量名称 = 值;
  

数据类型	明细	默认值
基本类型	byte、short、char、int、long	0
	float、double	0.0
	boolean	false
引用类型	数组、String	null

• 一个代码文件中，可以写多个 class 类，但只能一个用 public 修饰，且 public 修饰的类名必须成为代码文件名
• 对象与对象之间的数据不会相互影响，但多个变量指向同一个对象时就会相互影响了

• 如果某个对象没有一个变量引用它，则该对象无法被操作了，该对象会成为所谓的垃圾对象
  • Java 存在自动垃圾回收机制，会自动清楚掉垃圾对象，程序员不用操心

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5. this

（如果学过 python 的话，this 类似于 python 中的 self）

5.1 this 是什么

• this 就是一个变量，可以用在方法中，来拿到当前对象

5.2 this 的执行原理

• 简单来说就是 this 能记住对象创建的这个表的地址

5.3 this 有啥引用场景

• this 主要用来解决：变量名称冲突问题

代码实现

• Test.java

package n_thisdemo;public class Test {public static void main(String[] args) {// 目标：认识this，拿捏this的应用场景Student s1 = new Student();System.out.println(s1); // n_thisdemo.Student@b4c966as1.printTest(); // n_thisdemo.Student@b4c966aSystem.out.println("------------------");Student s2 = new Student();System.out.println(s2); // n_thisdemo.Student@2f4d3709s2.printTest(); // n_thisdemo.Student@2f4d3709Student s3 = new Student();s3.score = 325;s3.printPass(250); // 恭喜您，您成功考入了哈佛大学了~~~}
}

• Student.java

package n_thisdemo;public class Student {double score;public void printTest() {System.out.println(this);}public void printPass(double score) {if(this.score > score){System.out.println("恭喜您，您成功考入了哈佛大学了~~~");}else {System.out.println("落选了~");}}
}

总结

1. this 关键字是什么？

• this 就是一个变量，可以用在方法中，用来拿到当前对象；哪个对象调用方法，this 就指向哪个对象，也就是拿到哪个对象

2. this 关键字在实际开发中常用来干啥？

• 用来解决对象的成员变量与方法内部变量的名称一样时，导致访问冲突问题的

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6. 构造器

可以类比 python 构造函数（init）

6.1 构造器是什么样子？

• 构造器是一种特殊的方法，特殊之处在于名字必须与所在类的名字一模一样，而且不能写返回值类型
• 只要参数列表不一样就可以写多个构造器

public class Student {/** 构造器 */public Student() {...}
}

6.2 构造器有什么特点？

• 创建对象时，对象会去调用构造器

Student s = new Student();

6.3 构造器的常见应用场景

• 创建对象时，同时完成对对象成员变量（属性）的初始化赋值

6.4 构造器的注意事项

• 类在设计时，如果不写构造器，Java 是会为类自动生成一个无参数构造器的
• 一旦定义了有参数构造器，Java 就不会帮我们的类自动生成无参数构造器了，此时就建议自己手写一个无参数构造器出来了

代码实现

• Student.java

package o_constructor;public class Student {String name;double score;// 无参数构造器public Student() {System.out.println("无参数构造器被触发执行了~~~");}// 有参数构造器public Student(String name, double score) {System.out.println("有参数构造器被触发执行了~~~");this.name = name;this.score = score;}
}

• Teacher.java

package o_constructor;public class Teacher {public Teacher() {}public Teacher(String name) {}
}

• Test.java

package o_constructor;public class Test {public static void main(String[] args) {// 目标：认识构造器，并掌握构造器的特点、应用场景、注意事项Student s = new Student("Feng", 99);Student s1 = new Student();s1.name = "张三";s1.score = 100;Student s2 = new Student("李四", 59); // 有参数构造器被触发执行了~~~System.out.println(s2.name); // 李四System.out.println(s2.score); // 59.0Teacher t = new Teacher(); // 这里明明没有写构造器，但是这里可以调，就说明，我们在设计这个老师类的时候如果你没有写构造器，Java会自动帮我们生成一个无参的构造器Teacher t1 = new Teacher("王五");}
}

总结

1. 构造器长什么样子?

public class Student {/** 构造器 */public Student() {...}
}

2. 构造器在哪里调用，我们常用它来干嘛？

• 对象创建时，我们可以指定对象去调用哪个构造器执行
• 构造器常用于完成对象初始化（常用的应用场景是完成对象的成员变量的初始化赋值）

3. 构造器在使用时，有哪两个注意事项

• 类在设计时，如果不写构造器，Java 会为类自动生成一个无参构造器
• 一旦定义了有参构造器，Java 就不会帮我们的类生成无参构造器了，此时就建议自己手动写一个无参构造器出来了

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7. 封装

面向对象三大特征：封装、继承、多态

7.1 什么是封装？

• 就是用类设计对象处理某一个事物的数据时，应该把要处理的数据，以及处理这些数据的方法设计到一个对象中去

public class Student {String name; // 姓名double chinese; // 语文成绩double math; // 数学成绩public void printTotalScore() {System.out.println(name + "同学的各科总分是：" + (chinese + math));}public void printAverageScore() {System.out.println(name + "各同学的各科平均分是：" + (chinese + math) / 2.0);}
}

封装设计规范：合理隐藏、合理暴露

什么意思呢？

• 比如一个汽车里面有很多元器件，发动机、优先、悬挂等等，但汽车的设计者不会把这些全部暴露给你，把汽车的内部元器件都隐藏起来，外部只会暴露一些用户需要的成员给你，比如方向盘、启动按钮等等

代码实现

• Student.java

package p_encapsulation;public class Student {private double score;public void setScore(double score) {if (score >= 0 && score <= 100) {this.score = score;} else {System.out.println("数据非法~~~");}}public double getScore() {return score;}public void printPass() {System.out.println(score >= 60 ? "成绩及格" : "成绩不及格");}
}

• Test.java

package p_encapsulation;public class Test {public static void main(String[] args) {// 目标：掌握封装的设计规范：合理隐藏、合理暴露Student s1 = new Student();s1.setScore(99);System.out.println(s1.getScore()); // 99.0}
}

总结

1. 什么是封装？

• 就是用类设计对象处理某一个事物的数据时，应该把要处理的数据，以及处理这些数据的方法，设计到一个对象中去

2. 封装的设计规范是什么样的？

• 合理隐藏、合理暴露

3. 代码层面如何控对象的成员公开或隐藏？

• 公开成员，可以使用 public （公开）进行修饰
• 隐藏成员，使用 private （私有，隐藏）进行修饰

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8. 实体 JavaBean

8.1 什么是实体类？

• 就是一种特殊形式的类

1. 这个类中的成员变量都要私有，并且要对外提供相应的 getXxx、steXxx 方法

2. 类中必须要有一个公共的无参的构造器

8.2 实体类有什么应用场景？

我们在开发一个 Java 类时如果发现一个类承载的职责过多，也就是一个类里面即封装了存取数据相关的方法，又封装了处理数据相关的业务方法的时候。我们通常会对这些职责进行拆分，数据存储相关的方法交给一个 Java 类来处理，把数据处理相关的业务方法挪给另一个 Java 类中去管理，以实现数据和数据处理相分离

• 实体类只负责数据存取，而对数据的处理交给其他类来完成，以实现数据和数据业务处理相分离

代码实现

• Student.java

package q_javabean;public class Student {// 1. 必须私有成员变量，并为每个成员变量提供get、set方法private String name;private double score;// 2. 必须为类提供一个公开的无参数构造器public Student() {}public Student(String name, double score) {this.name = name;this.score = score;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public double getScore() {return score;}public void setScore(double score) {this.score = score;}
}

• StudentOperator.java

package q_javabean;public class StudentOperator {private Student student;public StudentOperator(Student student) {this.student = student;}public void printPass() {if (student.getScore() >= 60) {System.out.println(student.getName() + "学生成绩及格");} else {System.out.println(student.getName() + "学生成绩不及格");}}
}

• Test.java

package q_javabean;public class Test {public static void main(String[] args) {// 目标：掌握实体类的书写要求、特点、应用场景Student s1 = new Student();s1.setName("张三");s1.setScore(99);System.out.println(s1.getName()); // 张三System.out.println(s1.getScore()); // 99.0StudentOperator operator = new StudentOperator(s1);operator.printPass(); // 张三学生成绩及格}
}

总结

1. 什么是实体类？有啥特点？

• 成员变量必须私有，且为他们提供 get、set 方法；必须有无参数构造器
• 仅仅只是一个用来保存数据的 java 类，可以用它创建对象，保存某个事物的数据

2. 实体类有啥应用场景？

• 实体类对应的是软件开发里现在比较流行的开发方式，数据和数据的业务处理相分离

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9. 面向对象编程综合案例

模仿电影信息系统

需求：

• 展示系统中的全部电影（每部电影展示：名称、价格）
• 允许用户根据电影编号（id）查询出某个电影的详细信息

代码实现

• Movie.java

package r_demo;public class Movie {private int id;private String name;private double price;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {name = name;}private double score;private String director;private String actor;private String info;public Movie() {}public Movie(int id, String name, double price, double score, String director, String actor, String info) {this.id = id;this.name = name;this.price = price;this.score = score;this.director = director;this.actor = actor;this.info = info;}public int getId() {return id;}public void setId(int id) {this.id = id;}public double getPrice() {return price;}public void setPrice(double price) {this.price = price;}public double getScore() {return score;}public void setScore(double score) {this.score = score;}public String getDirector() {return director;}public void setDirector(String director) {this.director = director;}public String getActor() {return actor;}public void setActor(String actor) {this.actor = actor;}public String getInfo() {return info;}public void setInfo(String info) {this.info = info;}
}

• MovieOperator.java

package r_demo;public class MovieOperator {private Movie[] movies;public MovieOperator(Movie[] movies){this.movies = movies;}// 1. 展示系统全部电影信息public void printAllMovie(){System.out.println("--------系统全部电影信息如下------");for (int i = 0; i < movies.length; i++){Movie m = movies[i];System.out.println("编号：" + m.getId());System.out.println("名称：" + m.getName());System.out.println("价格：" + m.getPrice());System.out.println("-------------------------");}}// 2. 根据电影的编号查询出该电影的详细信息并展示public void searchMovieById(int id){for (int i = 0; i < movies.length; i++){Movie m = movies[i];if (m.getId() == id){System.out.println("该电影详情如下：");System.out.println("编号：" + m.getId());System.out.println("名称：" + m.getName());System.out.println("价格：" + m.getPrice());System.out.println("得分：" + m.getScore());System.out.println("导演：" + m.getDirector());System.out.println("主演：" + m.getActor());System.out.println("其他信息：" + m.getInfo());return; // 已经找到电影详细，没有必要再执行了}}System.out.println("没有该电影信息~~~");}
}

• Test.java

package r_demo;import java.util.Scanner;/*** 目标：完成电影信息展示功能：根据电影id查询该电影详情* 电影数据：* 1, "水门桥", 38.9, 9.8, "徐克", "吴京", "12万人想看"* 2, "出拳吧", 39, 7.8, "唐晓白", "田雨", "3.5万人想看"* 3, "月球陨落", 42, 7.9, "罗兰", "贝瑞", "17.9万人想看"* 4, "一点就到家", 35, 8.7, "徐安宇", "刘昊然", "10.8万人想看"*/
public class Test {public static void main(String[] args) {// 1. 设计一个电影类// 2. 设计一个电影的操作类// 3. 准备全部电影信息Movie[] movies = new Movie[4];movies[0] = new Movie(1, "水门桥", 38.9, 9.8, "徐克", "吴京", "12万人想看");movies[1] = new Movie(2, "出拳吧", 39, 7.8, "唐晓白", "田雨", "3.5万人想看");movies[2] = new Movie(3, "月球陨落", 42, 7.9, "罗兰", "贝瑞", "17.9万人想看");movies[3] = new Movie(4, "一点就到家", 35, 8.7, "徐安宇", "刘昊然", "10.8万人想看");// 4. 创建一个电影操作类的对象，接收电影数据，并对其进行业务处理MovieOperator operator = new MovieOperator(movies);
//        operator.printAllMovie();
//        operator.searchMovieById(3);Scanner sc = new Scanner(System.in);while (true) {System.out.println("==电影信息系统==");System.out.println("1. 查询全部电影信息");System.out.println("2. 根据id查询某个电影的详细信息展示");System.out.println("请您输入操作命令：");int command = sc.nextInt();switch (command) {case 1:// 展示全部电影信息operator.printAllMovie();break;case 2:// 根据id查询某个电影的详细信息System.out.println("请您输入要查询的电影id：");int id = sc.nextInt();operator.searchMovieById(id);break;default:System.out.println("您输入的命令有问题~~~");}}}
}

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10. 补充知识：成员变量、局部变量的区别

区别	成员变量（对象的属性，Field）	局部变量
类中位置不同	类中，方法外	常见于方法中
初始化值不同	有默认值，不需要初始化赋值	没有默认值，使用之前必须完成赋值
内存位置不同	堆内存	栈内存
作用域不同	整个对象	在所归属的大括号中
生命周期不同	与对象共存亡	随着方法的调用而生，随着方法的运行结束而亡
作用域		在所归属的大括号中

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总结

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