Java——面向对象初阶

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前言:
Java面向对象相关讲解


文章目录

  • 一、面向对象
  • 二、类与对象
  • 三、封装
  • 四、构造方法及重载
  • 五、this关键字
  • 六、基本数据类型和引用数据类型
  • 七、JavaBean类

一、面向对象

面向对象(Object-Oriented Programming, OOP)是一种编程范式,它以对象为中心,通过类、对象、继承、封装和多态等概念来组织和实现程序的设计和开发。面向对象的编程语言如Java、C++、Python等,都支持这种范式。

二、类与对象

我们可以将生活中的事物抽象成对象,例如:

事物属性行为
名字,年龄,性别工作,学习,休息
品牌,型号,颜色启动,加速,停止

我们将人和车看作类,可以看作是对象的模板或者蓝图,它描述了对象具有的属性和行为。
那么属性称为成员变量,用来描述对象的状态或特征。
行为便称为方法,用来描述对象的行为。

以下是一个例子:

//
class Person {//成员变量private String name; //名字private int age; //年龄private String gender; //性别private String occupation; //职业//....//方法public void study() {//方法实现}//....

三、封装

封装(Encapsulation)是面向对象编程中的一个重要概念,它是将数据和操作数据的方法捆绑在一起的机制。封装通过将数据(成员变量)和操作数据的方法(成员方法)组合在一起,并使用访问限定符对对象的内部实现细节进行隐藏,来保护数据不被外部直接访问或修改。

Java 的三种访问修饰符

  1. public(公共的): 如果一个类中的成员被声明为 public,那么这些成员可以被包中的所有其他类访问,也可以被其他包中的类访问。
  2. protected(受保护的): 可以被同一包中的其他类访问,也可以被不同包中的子类访问。
  3. private(私有的): 只能被同一个类中的方法访问,而且不能被继承。

当类、变量或方法没有显式地指定 public、protected 或 private 修饰符时,它们被称为使用了默认访问修饰符,也称为包私有(package-private)。 在没有显式地指定访问修饰符的情况下(也即是使用了默认访问修饰符),在同一个包内可见,不同包不可见。

下面是一个例子:

public class Person {private String name;private int age;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {if (age >= 0 && age <= 150) {this.age = age;} else {System.out.println("Invalid age");}}
}

在上面的例子中,name 和 age 成员变量被声明为私有,外部不能直接访问它们。通过公共的 gettersetter 方法来间接访问和修改这些属性,这样可以控制属性的访问和修改权限,以及在 setter 方法中可以添加额外的逻辑进行验证。


四、构造方法及重载

构造方法(Constructor)是一种特殊类型的方法,用于初始化对象。

构造方法的特点:

  1. 方法名与类名相同: 构造方法的名称必须与所在类的名称完全一致。
  2. 没有返回类型: 即使不是 void 也没有返回类型,包括 void 关键字。
  3. 通过 new 关键字调用: 对象的创建通过 new 关键字调用构造方法完成。
  4. 可以重载: 可以在同一个类中定义多个构造方法,通过参数列表的不同来区分。
  5. 默认的无参构造函数: 当我们没有显示声明任何构造函数(包括有参和无参)时,Java编译器会自动提供一个默认的无参构造函数。

例如:

public class Car {private String brand;private String model;private int year;//无参构造方法public Car() {this.brand = "Unknown Brand";this.model = "Unknown Model";this.year = 2020;}// 打印车辆信息的方法public void displayInfo() {System.out.println("Car: " + brand + " " + model + " (" + year + ")");}public static void main(String[] args) {// 使用不同的构造方法创建Car对象Car car1 = new Car(); // 调用无参构造方法car1.displayInfo(); // 输出:Car: Unknown Brand Unknown Model (2020)
}

重载

在Java中,重载(Overloading)是指在同一个类中定义多个方法,这些方法的名称相同,但参数列表(参数的个数或类型)不同,注意:返回类型不同并不是重载函数。重载可以使一个方法名在不同的场合下具有不同的行为,以提高代码的灵活性和可读性。

构造方法的重载
以上面Car类为例,已经有了无参构造,下面来写一个有参构造

	.....// 无参构造方法public Car() {this.brand = "Unknown Brand";this.model = "Unknown Model";this.year = 2020;}// 有参构造方法:带品牌、型号和年份的构造方法public Car(String brand, String model, int year) {this.brand = brand;this.model = model;this.year = year;}......public static void main(String[] args) {// 使用不同的构造方法创建Car对象Car car1 = new Car(); // 调用无参构造方法car1.displayInfo(); // 输出:Car: Unknown Brand Unknown Model (2020)Car car2 = new Car("Honda", "Civic", 2022); // 调用带三个参数的构造方法car2.displayInfo(); // 输出:Car: Honda Civic (2022)}

五、this关键字

在上面的封装和构造方法的代码示例中,我们都使用了this关键字。

实际上this 关键字在Java中是一个引用,指向当前对象的实例。在类的方法或构造方法中使用 this 关键字,可以访问当前对象的属性、方法。

this 关键字的用途

  1. 引用当前对象的实例变量: 在方法或构造方法中,使用 this 引用当前对象的实例变量,避免局部变量与实例变量同名引起的混淆。
  2. 调用当前对象的方法: 在类的方法中,可以使用 this 调用当前对象的其他方法。
  3. 返回当前对象: 在方法中,可以返回 this,用于链式调用。

六、基本数据类型和引用数据类型

Java中的数据类型可以分为基本数据类型(primitive data types)和引用数据类型(reference data types)两种。

基本数据类型(Primitive Data Types)

基本数据类型是Java语言预定义的数据类型,它们是直接存储数据值的,不是对象。Java的基本数据类型有以下几种:

  1. 整数类型

    • byte:8位有符号整数,取值范围为 -128 到 127。
    • short:16位有符号整数,取值范围为 -32,768 到 32,767。
    • int:32位有符号整数,取值范围为 -2^31 到 2^31 - 1。
    • long:64位有符号整数,取值范围为 -2^63 到 2^63 - 1。
  2. 浮点类型

    • float:32位单精度浮点数,取值范围为约 ±3.40282347E+38F(有效位数为6-7位)。
    • double:64位双精度浮点数,取值范围为约 ±1.79769313486231570E+308(有效位数为15位)。
  3. 字符类型

    • char:16位无符号Unicode字符,取值范围为 ‘\u0000’ 到 ‘\uffff’。
  4. 布尔类型

    • boolean:表示true或false。

这些基本数据类型在内存中直接存储数据值,因此它们是值类型(value types),而不是引用类型。


引用数据类型(Reference Data Types)

引用数据类型指的是存储在堆内存中的对象的引用,而不是对象本身。Java的引用数据类型包括:

  1. 类(Class):类是Java中的基本构建块,它是一种引用数据类型。通过类可以创建对象。

  2. 数组(Array):数组也是一种引用数据类型,它是一个固定大小的数据结构,存储同一类型的元素。

  3. 其他引用数据类型:如用户自定义的类、接口等。

引用数据类型的变量存储的是对象的引用(内存地址),而非对象本身。因此,操作引用数据类型的变量时,实际上是在操作对象的引用。


七、JavaBean类

JavaBean 是一种符合特定约定的Java类,它通常用于封装多个属性(fields)以及它们的 getter 和 setter 方法。

JavaBean 的特点

  1. 无参构造方法:
    JavaBean 必须有一个公共的无参构造方法,这是因为许多框架和工具(如JavaBeans API、反射、持久化框架等)在创建JavaBean实例时需要调用无参构造方法。

  2. 属性:
    JavaBean 的属性(也称为成员变量或字段)通常是私有的,并通过公共的 getter 和 setter 方法来访问。属性应该是可序列化的,这样可以支持持久化操作。

  3. 命名约定:
    - 属性名使用驼峰命名规则,例如 private String userName;
    - 对于布尔类型的属性,getter 方法的命名使用 is 前缀,例如 public boolean isStudent();
    - 其他类型的属性,getter 方法的命名使用 get 前缀,例如 public String getUserName();
    - setter 方法的命名使用 set 前缀,例如 public void setUserName(String userName)

  4. 可序列化:
    JavaBean 应该实现 Serializable 接口,以支持对象的序列化和反序列化操作。


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