Java面向對象：對象的概念及面向對象的三個基本特征

　　面向對象分析（OOA）、 面向對象設計（OOD）、

面向對象程序設計（OOP）

　　對象的概念

　　　所謂對象就是真實世界中的實體，對象與實體是一一對應的，也就是說現實世界中每一個實體都是一個對象，它是一種具體的概念。對象有以下特點：

• 對象具有屬性和行為。
• 對象具有變化的狀態。
• 對象具有唯一性。
• 對象都是某個類別的實例。
• 一切皆為對象，真實世界中的所有事物都可以視為對象。

面向對象的三大核心特性

　　1.可重用性：它是面向對象軟件開發的核心思路，提高了開發效率。面向對象程序設計的抽象、繼承、封裝和多態四大特點都圍繞這個核心。

　　2.可擴展性：它使面向對象設計脫離了基於模塊的設計，便於軟件的修改。

　　3.可管理性：能夠將功能與數據結合，方便管理。

面向對象具有繼承、封裝和多態 3 個核心特性。

繼承性：程序中的繼承性是指子類擁有父類數據結構的方法和機制，這是類之間的一種關系；繼承只能是單繼承。

封裝性：封裝是將代碼及其處理的數據綁定在一起的一種編程機制，該機制保證了程序和數據都不受外部幹擾且不被誤用。封裝的目的在於保護信息。使用它的主要優點如下：

• 保護類中的信息，它可以阻止在外部定義的代碼隨意訪問內部代碼和數據。
• 隱藏細節信息，一些不需要程序員修改和使用的信息，比如取款機中的鍵盤，用戶只需要知道按哪個鍵實現什麽操作就可以，至於它內部是如何運行的，用戶不需要知道。
• 有助於建立各個系統之間的松耦合關系，提高系統的獨立性。當一個系統的實現方式發生變化時，只要它的接口不變，就不會影響其他系統的使用。例如 U 盤，不管裏面的存儲方式怎麽改變，只要 U 盤上的 USB 接口不變，就不會影響用戶的正常操作。
• 提高軟件的復用率，降低成本。每個系統都是一個相對獨立的整體，可以在不同的環境中得到使用。例如，一個 U 盤可以在多臺電腦上使用。

　　Java 語言的基本封裝單位是類。Java 提供了私有和公有的訪問模式，類的公有接口代表外部的用戶應該知道或可以知道的每件東西，私有的方法數據只能通過該類的成員代碼來訪問，這就可以確保不會發生不希望的事情。

多態性：面向對象的多態性，即“一個接口，多個方法”。多態性體現在父類中定義的屬性和方法被子類繼承後，可以具有不同的屬性或表現方式。多態性允許一個接口被多個同類使用

，彌補了單繼承的不足

Java認識類和對象

　　具有相同特性（數據元素）和行為（功能）的對象的抽象就是類，因此對象的抽象是類，類的具體化就是對象，也可以說類的實例是對象。

　　類是概念模型，定義對象的所有特性和所需的操作，對象是真實的模型，是一個具體的實體。

　　對象或實體所擁有的特征在類中表示時稱為類的屬性。

　　對象執行的操作稱為類的方法。

　　類是構造面向對象程序的基本單位

Java類的定義及定義類時可用的關鍵字

　　類是 Java 中的一種重要的復合數據類型，也是組成 Java 程序的基本要素，因為所有的 Java 程序都是基於類的。

• public：表示“共有”的意思。如果使用 public 修飾，則可以被其他類和程序訪問。每個 Java 程序的主類都必須是 public 類，作為公共工具供其他類和程序使用的類應定義為 public 類。
• abstract：如果類被 abstract 修飾，則該類為抽象類，抽象類不能被實例化，但抽象類中可以有抽象方法（使用 abstract 修飾的方法）和具體方法（沒有使用 abstract 修飾的方法）。繼承該抽象類的所有子類都必須實現該抽象 類中的所有抽象方法（除非子類也是 抽象類）。
• final：如果類被 final 修飾，則不允許被繼承。
• class：聲明類的關鍵字。
• class_name：類的名稱。
• extends：表示繼承其他類。
• implements：表示實現某些接口。

• property_type：表示成員變量的類型。
• property：表示成員變量名稱。
• function()：表示成員方法名稱。

　　類名應該以下劃線（_）或字母開頭，最好以字母開頭；第一個字母最好大寫，如果類名由多個單詞組成，則每個單詞的首字母最好都大寫；類名不能為 Java 中的關鍵字，例如 boolean、this、int 等；類名不能包含任何嵌入的空格或點號以及除了下劃線（_）和美元符號（$）字符之外的特殊字符。

　　編寫類的屬性。類中的數據和方法統稱為類成員。其中，類的屬性就是類的數據成員。

Java類的屬性：成員變量的定義和聲明

各參數的含義如下。

• public、protected、private：用於表示成員變量的訪問權限。
• static：表示該成員變量為類變量，也稱為靜態變量。
• final：表示將該成員變量聲明為常量，其值無法更改。
• type：表示變量的類型。
• variable_name：表示變量名稱。

　　可以在聲明成員變量的同時對其進行初始化，如果聲明成員變量時沒有對其初始化，則系統會使用默認值初始化成員變量。　　　

Java成員方法的聲明和調用、形參和實參及局部變量

　　一個完整的方法通常包括方法名稱、方法主體、方法參數和方法返回值類型

　　　paramList 表示參數列表

　　一個方法主要依靠參數來傳遞消息。方法主體是方法中執行功能操作的語句。

• public、private、protected：表示成員方法的訪問權限。
• static：表示限定該成員方法為靜態 方法。
• final：表示限定該成員方法不能被重寫或重載。
• abstract：表示限定該成員方法為抽象方法。抽象方法不提供具體的實現，並且所屬類型必須為抽象類。

1. 成員方法的返回值

return表達式
或return(表達式)

2. 形參、實參及成員方法的調用

methodName({paramList})
形參是定義方法時參數列表中出現的參數，實參是調用方法時為方法傳遞的參數。

1. public int returnMin(int m,int n)
2. {
3. return Math.min(m,n); //m和n是形參
4. }
5. public static void main(String[] args)
6. {
7. int x=50;
8. int y=100;
9. Test t=new Test();
10. int i=t.returnMin(x,y); //x和y是實參
11. System.out.println(i);
12. }

方法的形參和實參具有以下特點：

• 形參變量只有在被調用時才分配內存單元，在調用結束時，即刻釋放所分配的內存單元。因此，形參只有在方法內部有效，方法調用結束返回主調 方法後則不能再使用該形參變量。
• 實參可以是常量、變量、表達式、方法等，無論實參是何種類型的量，在進行方法調用時，它們都必須具有確定的值，以便把這些值傳送給形參。因此應預先用賦值、輸入等辦法使實參獲得確定值。
• 實參和形參在數量、類型和順序上應嚴格一致，否則會發生“類型不匹配” 的錯誤。
• 方法調用中發生的數據傳送是單向的，即只能把實參的值傳送紿形參，而不能把形參的值反向地傳送給實參。因此在方法調用過程中，形參的值發生改變，而實參中的值不會變化。

在調用成員方法時應註意以下 4 點：

1. 對無參成員方法來說，是沒有實際參數列表的（即沒有 paramList），但方法名後的括號不能省略。
2. 對帶參數的成員方法來說，實參的個數、順序以及它們的數據類型必須與形式參數的個數、順序以及它們的數據類型保持一致，各個實參間用逗號分隔。實參名與形參名可以相同，也可以不同。
3. 實參也可以是表達式，此時一定要註意使表達式的數據類型與形參的數據類型相同，或者使表達式的類型按 Java 類型轉換規則達到形參指明的數據類型。
4. 實參變量對形參變量的數據傳遞是“值傳遞”，即只能由實參傳遞給形參，而不能由形參傳遞給實參。程序中執行到調用成員方法時，Java 把實參值復制到一個臨時的存儲區（棧）中，形參的任何修改都在棧中進行，當退出該成員方法時，Java 自動清除棧中的內容。

3. 方法體中的局部變量

　　局部變量只能在本方法內有效或可見，離開本方法則這些變量將被自動釋放。

　　在方法體內定義變量時，變量前不能加修飾符。局部變量在使用前必須明確賦值，否則編譯時會出錯。

Java this關鍵字

　　this 關鍵字是 Java 常用的關鍵字，可用於任何實例方法內指向當前對象，也可指向對其調用當前方法的對象，或者在需要當前類型對象引用時使用。

提示：當一個類的屬性（成員變量）名與訪問該屬性的方法參數名相同時，則需要使用 this 關鍵字來訪問類中的屬性，以區分類的屬性和方法中的參數。

Java創建對象詳解：Java創建對象的幾種方法

　　對象是對類的實例化。對象具有狀態和行為，變量用來表明對象的狀態，方法表明對象所具有的行為。

顯式創建對象

對象的顯式創建方式有 4 種。

1. 使用 new 關鍵字創建對象

類名 對象名=new 類名()；

2. 調用 java.lang.Class 或者 java.lang.reflect.Constuctor 類的 newlnstance() 實例方法

java.lang.Class Class 類對象名稱=java.lang.Class.forName(要實例化的類全稱);
類名 對象名=(類名)Class類對象名稱.newInstance();

3. 調用對象的 clone() 方法

該方法不常用，使用該方法創建對象時，要實例化的類必須繼承 java.lang.Cloneable 接口。

1. 類名對象名=(類名)已創建好的類對象名.clone();

4. 調用 java.io.ObjectlnputStream 對象的 readObject() 方法

對上述示例的說明如下：

• 使用 new 關鍵字或 Class 對象的 newInstance() 方法創建對象時，都會調用類的掏造方法。
• 使用 Class 類的 newInstance() 方法創建對象時，會調用類的默認構造方法，即無參構造方法。
• 使用 Object 類的 clone() 方法創建對象時，不會調用類的構造方法，它會創建一個復制的對象，這個對象和原來的對象具有不同的內存地址，但它們的屬性值相同。
• 如果類沒有實現 Cloneable 接口，則 clone。方法會拋出 java.lang.CloneNotSupportedException 異常，所以應該讓類實現 Cloneable 接口。

隱含創建對象

除了顯式創建對象以外，在 Java 程序中還可以隱含地創建對象

①String strName="strValue"，其中的“strValue”就是一個 String 對象，由 Java 虛擬機隱含地創建。
②字符串的“+”運算符運算的結果為一個新的 String 對象，示例如下：

1. String str1="Hello";
2. String str2="Java";
3. String str3=str1+str2; //str3引用一個新的String對象

③當 Java 虛擬機加載一個類時，會隱含地創建描述這個類的 Class 實例。

無論釆用哪種方式創建對象，Java 虛擬機在創建一個對象時都包含以下步驟：
1) 給對象分配內存。
2) 將對象的實例變量自動初始化為其變量類型的默認值。
3) 初始化對象，給實例變量賦予正確的初始值。

註意：每個對象都是相互獨立的，在內存中占有獨立的內存地址，並且每個對象都具有自己的生命周期，當一個對象的生命周期結束時，對象就變成了垃圾，由 Java 虛擬機自帶的垃圾回收機制處理。

Java訪問對象的屬性和行為

　　在 Java 中，要引用對象的屬性和行為，需要使用點（.）操作符來訪問。對象名在圓點左邊，而成員變量或成員方法的名稱在圓點的右邊。語法格式如下：

對象名.屬性(成員變量)    //訪問對象的屬性
對象名.成員方法名()    //訪問對象的方法

Java對象的銷毀

　　在清除對象時，由系統自動進行內存回收，不需要用戶額外處理。

註意：在傳統的編程語言（例如 C 語言）中，回收內存的任務是由程序負責的，也就是說必須在程序中顯式地進行內存回收，這無疑會增加程序員的負擔，而且存在很多弊端。

　　在 Java 的 Object 類中還提供了一個 protected 類型的 finalize() 方法，因此任何 Java 類都可以覆蓋這個方法，在這個方法中進行釋放對象所占有的相關資源的操作。

註意：調用 System.gc() 或者 Runtime.gc() 方法也不能保證回收操作一定執行，它只是提高了 Java 垃圾回收器盡快回收垃圾的可能性。

Java訪問控制修飾符詳解（ public、 private、protected 和 friendly）

在 Java 語言中提供了多個作用域修飾符，其中常用的有 public、private、protected、final、abstract、static、transient 和 volatile，這些修飾符有類修飾符、變量修飾符和方法修飾符。

信息隱藏是 OOP 最重要的功能之一，也是使用訪問修飾符的原因。

通過使用訪問控制修飾符來限制對對象私有屬性的訪問，可以獲得 3 個重要的好處。

• 防止對封裝數據的未授權訪問。
• 有助於保證數據完整性。
• 當類的私有實現細節必須改變時，可以限制發生在整個應用程序中的“連鎖反應”。

類的訪問控制符只能是空或者 public，方法和屬性的訪問控制符有 4 個，分別是 public、 private、protected 和 friendly，其中 friendly 是一種沒有定義專門的訪問控制符的默認情況。

在 Java 語言中，訪問控制修飾符有 4 種。

1. private

用 private 修飾的類成員，只能被該類自身的方法訪問和修改，而不能被任何其他類（包括該類的子類）訪問和引用。

2. friendly（默認）

如果一個類沒有訪問控制符，說明它具有默認的訪問控制特性

3. protected

用保護訪問控制符 protected 修飾的類成員可以被三種類所訪問：該類自身、與它在同一個包中的其他類以及在其他包中的該類的子類

4. public

當一個類被聲明為 public 時，它就具有了被其他包中的類訪問的可能性，只要包中的其他類在程序中使用 import 語句引入 public 類，就可以訪問和引用這個類。 每個 Java 程序的主類都必須是 public 類

Java static靜態修飾符詳解：靜態變量、靜態方法及靜態代碼塊

靜態變量

實際上類的成員變量可以分為兩種：靜態變量（或稱為類變量），指被 static 修飾的成員變量；實例變量，指沒有被 static 修飾的成員變量。

靜態變量可以被類的所有實例共享，

在類中定義靜態的屬性（成員變量），在 main() 方法中可以直接訪問，也可以通過類名訪問，還可以通過類的實例對象來訪問。

註意：靜態變量是被多個實例所共享的。

靜態方法

與成員變量類似，成員方法也可以分為兩種：靜態方法（或稱為類方法），指被 static 修飾的成員方法；實例方法，指沒有被 static 修飾的成員方法。

在訪問非靜態方法時，需要通過實例對象來訪問，而在訪冋靜態方法時，可以直接訪問，也可以通過類名來訪問，還可以通過實例化對象來訪問。

靜態代碼塊

靜態代碼塊指 Java 類中的 static{} 代碼塊，主要用於初始化類，為類的靜態變量賦初始值

Java final修飾符：final修飾屬性、final修飾方法及final修飾類

1. final 修飾類中的屬性

表示該屬性一旦被初始化便不可改變，這裏不可改變的意思對基本類型來說是其值不可變，而對對象屬性來說其引用不可再變

2. final 修飾類中的方法

說明這種方法提供的功能已經滿足當前要求，不需要進行擴展，並且也不允許任何從此類繼承的類來重寫這種方法，但是繼承仍然可以繼承這個方法，也就是說可以直接使用。在聲明類中，一個 final 方法只被實現一次。

3. final 修飾類

表示該類是無法被任何其他類繼承的，意味著此類在一個繼承樹中是一個葉子類，並且此類的設計已被認為很完美而不需要進行修改或擴展。

Java main()方法

其中，使用 main() 方法時應該註意如下幾點：

• 訪問控制權限是公有的（public）。
• main() 方法是靜態的。如果要在 main() 方法中調用本類中的其他方法，則該方法也必須是靜態的，否則需要先創建本類的實例對象，然後再通過對象調用成員方法。
• main() 方法沒有返回值，只能使用 void。
• main() 方法具有一個字符串數組參數，用來接收執行 Java 程序的命令行參數。命令行參數作為字符串，按照順序依次對應字符串數組中的元素。
• 除了形參變量名可以任意設置以外，main() 方法中的其他內容都是固定不變的。

Java方法的可變參數

聲明可變參數的語法格式如下：

methodName({paramList},paramType…paramName)
註意：可變參數必須定義在參數列表的最後。

Java構造方法

Java 中的每個類都有一個默認的構造方法，它必須具有和類名相同的名稱，而且沒有返回類型。構造方法的默認返回類型就是對象類型本身，並且構造方法不能被 static、final、synchronized、abstract 和 native 修飾。

在一個類中，與類名相同的方法就是構造方法。
在一個類中定義多個具有不同參數的同名方法，這就是方法的重載。
如果在類中沒有定義任何一個構造方法，則 Java 會自動為該類生成一個默認的構造方法
。默認的構造方法不包含任何參數，並且方法體為空

Java析構方法

　　析構方法與構造方法相反，當對象脫離其作用域時（例如對象所在的方法已調用完畢），系統自動執行析構方法。

　　在 Java 的 Object 類中還提供了一個 protected 類型的 finalize() 方法，因此任何 Java 類都可以覆蓋這個方法，在這個方法中進行釋放對象所占有的相關資源的操作。

對象的 finalize() 方法具有如下特點：

• 垃圾回收器是否會執行該方法以及何時執行該方法，都是不確定的。
• finalize() 方法有可能使用對象復活，使對象恢復到可觸及狀態。
• 垃圾回收器在執行 finalize() 方法時，如果出現異常，垃圾回收器不會報告異常，程序繼續正常運行。

技巧：由於 finalize() 方法的不確定性，所以在程序中可以調用 System.gc() 或者 Runtime.gc() 方法提示垃圾回收器盡快執行垃圾回收操作。

Java包（package）：Java系統包和自定義包

　　系統包:可以在包內定義類，而在包外的代碼不能訪問該類。

自定義包

1. 包的聲明

　　為了聲明一個包，首先必須建立一個相應的目錄結構，子目錄與包名一致，然後在需要放入該包的類文件開頭聲明包，

2. 包的使用

一是在要引用的類名前帶上包名作為修飾符。代碼如下：

1. bookexample.Test test = new bookexampie.Test();

其中，bookexample 是包名，Test 是包中的類名，test 是類的對象。

2) 二是在文件開頭使用 import 引用包中的類。代碼如下：

1. import bookexample.Test;

3) 三是在文件前使用 import 引用整個包。如下代碼將 bookexample 整個包引入：

1. import bookexample.*;

在使用包時，可以用點（.）表示包所在的層次結構，用“.*”表示該目錄下的所有內容。

JAVA基礎整理-40.Java類和對象