【JAVASE】面向对象程序三大特性之一( 封装)

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目标:

1.包的使用

2.static关键字的使用

3.代码块概念以及分类

1.封装

11 封装的概念

面向对象程序三大特性:封装、继承、多态 。而类和对象阶段,主要研究的就是封装特性。何为封装呢?简单来说就是套壳屏蔽细节
比如:对于电脑这样一个复杂的设备,提供给用户的就只是:开关机、通过键盘输入,显示器, USB 插孔等,让用户来和计算机进行交互,完成日常事务。但实际上:电脑真正工作的却是CPU 、显卡、内存等一些硬件元件。
对于计算机使用者而言,不用关心内部核心部件,比如主板上线路是如何布局的, CPU 内部是如何设计的等,用户只需要知道,怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可。因此计算机厂商在出厂时,在外部套上壳 子,将内部实现细节隐藏起来,仅仅对外提供开关机、鼠标以及键盘插孔等,让用户可以与计算机进行交互即可。
封装:将数据和操作数据的方法进行有机结合,隐藏对象的属性和实现细节,仅对外公开接口来和对象进行 交互

1.2 访问限定符

Java 中主要通过类和访问权限来实现封装: 类可以将数据以及封装数据的方法结合在一起 ,更符合人类对事物的认知,而访问权限用来控制方法或者字段能否直接在类外使用 Java 中提供了四种访问限定符:
public :可以理解为一个人的外貌特征,谁都可以看得到
default: 对于自己家族中 ( 同一个包中 ) 不是什么秘密,对于其他人来说就是隐私了
private :只有自己知道,其他人都不知道
protected 主要是用在继承中,继承部分详细介绍
default权限指:什么都不写时的默认权限
访问权限除了可以限定类中成员的可见性,也可以控制类的可见性  

public class Computer {private String cpu; // cpuprivate String memory; // 内存public String screen; // 屏幕String brand; // 品牌---->default属性public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {this.brand = brand;this.cpu = cpu;this.memory = memory;this.screen = screen;}public void Boot(){System.out.println("开机~~~");}public void PowerOff(){System.out.println("关机~~~");}public void SurfInternet(){System.out.println("上网~~~");}
}
public class TestComputer {public static void main(String[] args) {Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14");System.out.println(p.brand); // default属性:只能被本包中类访问System.out.println(p.screen); // public属性: 可以任何其他类访问// System.out.println(p.cpu); // private属性:只能在Computer类中访问,不能被其他类访问}
}
注意:一般情况下成员变量设置为 private ,成员方法设置为 public
private封装
演示一下:

但是可以通过set方法给改成员赋值,这样就可以保护类里面的数据了。
看:
输出结果:
default权限:包访问权限
我们来演示一下:
这个时候我们就要了解一下什么是包。

1.3 封装扩展之包

 1.3.1 包的概念

在面向对象体系中,提出了一个软件包的概念,即: 为了更好的管理类,把多个类收集在一起成为一组,称为软件 。有点类似于目录。比如:为了更好的管理电脑中的歌曲,一种好的方式就是将相同属性的歌曲放在相同文件下,也可以对某个文件夹下的音乐进行更详细的分类。

所谓的包就是文件夹 

 

Java 中也引入了包, 包是对类、接口等的封装机制的体现,是一种对类或者接口等的很好的组织方式 ,比如:一个包中的类不想被其他包中的类使用。包还有一个重要的作用:在同一个工程中允许存在相同名称的类,只要处在 不同的包中即可

 1.3.2 导入包中的类

Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用 . 例如 Date 类:可以使用 java.util.Date 导入 java.util 这个包中的 Date类.
public class Test {public static void main(String[] args) {java.util.Date date = new java.util.Date();// 得到一个毫秒级别的时间戳System.out.println(date.getTime());}
}
但是这种写法比较麻烦一些 , 可以 使用 import 语句导入包 .
import java.util.Date;
public class Test {public static void main(String[] args) {Date date = new Date();// 得到一个毫秒级别的时间戳System.out.println(date.getTime());}
}
如果需要使用 java.util 中的其他类 , 可以使用 import java.util.*
import java.util.*;public class Test {public static void main(String[] args) {Date date = new Date();// 得到一个毫秒级别的时间戳System.out.println(date.getTime());}
}
但是我们 更建议显式的指定要导入的类名 . 否则还是容易出现冲突 的情况 .
如:
import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {public static void main(String[] args) {// util 和 sql 中都存在一个 Date 这样的类, 此时就会出现歧义, 编译出错Date date = new Date();System.out.println(date.getTime());}
}
// 编译出错
Error :( 5 , 9 ) java : Date 的引用不明确
java . sql 中的类 java . sql . Date java . util 中的类 java . util . Date 都匹配

在这种情况下需要使用完整的类名 

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {public static void main(String[] args) {java.util.Date date = new java.util.Date();System.out.println(date.getTime());}
}
可以使用 import static 导入包中静态的方法和字段。
import static java.lang.Math.*;
public class Test {public static void main(String[] args) {double x = 30;double y = 40;// 静态导入的方式写起来更方便一些.// double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));double result = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));System.out.println(result);}
}
注意事项 : import C++ #include 差别很大 . C++ 必须 #include 来引入其他文件内容 , 但是 Java 不需要 .import 只是为了写代码的时候更方便 . import 更类似于 C++ namespace using

这里我们不深究。 

1.3.3 自定义包

基本规则

  • 在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中.
  • 包名需要尽量指定成唯一的名字, 通常会用公司的域名的颠倒形式(例如com.bit.demo1).
  • 包名要和代码路径相匹配. 例如创建 com.bit.demo1 的包, 那么会存在一个对应的路径 com/bit/demo1 来存储代码.
  • 如果一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中.

操作步骤  

1. IDEA 中先新建一个包 : 右键 src -> 新建 ->

 2. 在弹出的对话框中输入包名,

3. 在包中创建类 , 右键包名 -> 新建 -> , 然后输入类名即可 .
4. 同时我们也看到了 , 在新创建的 Test.java 文件的最上方 , 就出现了一个 package 语句

1.3.4 常见的包

1. java.lang: 系统常用基础类 (String Object), 此包从 JDK1.1 后自动导入。
2. java.lang.reflect:java 反射编程包 ;
3. java.net: 进行网络编程开发包。
4. java.sql: 进行数据库开发的支持包。
5. java.util: java 提供的工具程序包。 ( 集合类等 ) 非常重要
6. java.io:I/O 编程开发包。

 2. static成员

2.1 再谈学生类

使用前文中介绍的学生类实例化三个对象 s1 s2 s3 ,每个对象都有自己特有的名字、性别,年龄,学分绩点等成员信息,这些信息就是对不同学生来进行描述的,如下所示:
public class Student{
// ...public static void main(String[] args) {Student s1 = new Student("Li leilei", "男", 18, 3.8);Student s2 = new Student("Han MeiMei", "女", 19, 4.0);Student s3 = new Student("Jim", "男", 18, 2.6);}
}

假设三个同学是同一个班的,那么他们上课肯定是在同一个教室,那既然在同一个教室,那能否给类中再加一个成员变量,来保存同学上课时的教室呢?答案是不行的。
现在要表示学生上课的教室,这个教室的属性并不需要每个学生对象中都存储一份,而是需要让所
有的学生来共享。 Java 中,被 static 修饰的成员,称之为静态成员,也可以称为类成员,其不属于某个具体的对 象,是所有对象所共享的

2.2 static修饰成员变量

static修饰的成员变量,称为静态成员
变量 ,静态成员变量最大的特性: 不属于某个具体的对象,是所有对象所共 享的
【静态成员变量特性】
1. 不属于某个具体的对象,是类的属性,所有对象共享的,不存储在某个对象的空间中
2. 既可以通过对象访问,也可以通过类名访问,但一般更推荐使用类名访问
3. 类变量存储在方法区当中
4. 生命周期伴随类的一生 ( 即:随类的加载而创建,随类的卸载而销毁 )

public class Student{public String name;public String gender;public int age;public double score;public static String classRoom = "Bit306";// ...public static void main(String[] args) {// 静态成员变量可以直接通过类名访问System.out.println(Student.classRoom);Student s1 = new Student("Li leilei", "男", 18, 3.8);Student s2 = new Student("Han MeiMei", "女", 19, 4.0);Student s3 = new Student("Jim", "男", 18, 2.6);// 也可以通过对象访问:但是classRoom是三个对象共享的System.out.println(s1.classRoom);System.out.println(s2.classRoom);System.out.println(s3.classRoom);}}
同学以调试方式运行上述代码,然后在监视窗口中可以看到,静态成员变量并没有存储到某个具体的对象中。

7.3 static修饰成员方法 

一般类中的数据成员都设置为 private ,而成员方法设置为 public ,那设置之后, Student 类中 classRoom 属性如何在类外访问呢?

Java中,被static修饰的成员方法称为静态成员方法,是类的方法,不是某个对象所特有的。静态成员一般是通过静态方法来访问的
public class Student{// ...private static String classRoom = "Bit306";// ...public static String getClassRoom(){return classRoom;}
}
public class TestStudent {public static void main(String[] args) {System.out.println(Student.getClassRoom());}
}
输出: Bit306
静态方法特性
1. 不属于某个具体的对象,是类方法
2. 可以通过对象调用,也可以通过类名.静态方法名(...)方式调用,更推荐使用后者
3. 不能在静态方法中访问任何非静态成员变量
4. 静态方法中不能调用任何非静态方法,因为非静态方法有this参数,在静态方法中调用时候无法传递this引用

 原因是:

静态的方法的空间是在方法区

4. 静态方法中不能调用任何非静态方法,因为非静态方法有this参数,在静态方法中调用时候无法传递this引用 。

比如:

代码;

public static String getClassRoom(){doClass();return classRoom;
}
// 编译报错: Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态 方法 doClass()

2.4 static成员变量初始化

静态成员变量的初始化分为两种:就地初始化 和 静态代码块初始化

1. 就地初始化
就地初始化指的是:在定义时直接给出初始值
2. 静态代码块初始化
那什么是代码块呢?继续往后看 :) ~~~

3. 代码块

3.1 代码块概念以及分类

使用 {} 定义的一段代码称为代码块。根据代码块定义的位置以及关键字,又可分为以下四种:

普通代码块
构造块
静态块

同步代码块(后续讲解多线程部分再谈)

3.2 普通代码块

普通代码块:定义在方法中的代码块

案例:

public class Main{public static void main(String[] args) {{ //直接使用{}定义,普通方法块int x = 10 ;System.out.println("x1 = " +x);}int x = 100 ;System.out.println("x2 = " +x);}
}
// 执行结果
//x1 = 10
//x2 = 100
这种用法较少见

3.3 构造代码块

构造块:定义在类中的代码块(不加修饰符)。也叫:实例代码块构造代码块一般用于初始化实例成员变量

代码:

public class Student{
//实例成员变量
private String name;
private String gender;
private int age;
private double score;public Student() {System.out.println("I am Student init()!");}//实例代码块{this.name = "bit";this.age = 12;this.sex = "man";System.out.println("I am instance init()!");}public void show(){System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" sex: "+sex);}
}
public class Main {public static void main(String[] args) {Student stu = new Student();stu.show();}
}
// 运行结果
//I am instance init()!
//I am Student init()!
//name: bit age: 12 sex: man

输出结果分析:

2.4 静态代码块

 使用static定义的代码块称为静态代码块。一般用于初始化静态成员变量。

public class Student{private String name;private String gender;private int age;private double score;private static String classRoom;//实例代码块{this.name = "bit";this.age = 12;this.gender = "man";System.out.println("I am instance init()!");}// 静态代码块static {classRoom = "bit306";System.out.println("I am static init()!");}public Student(){System.out.println("I am Student init()!");}public static void main(String[] args) {Student s1 = new Student();Student s2 = new Student();}
}

注意事项

  1. 静态代码块不管生成多少个对象,其只会执行一次
  2. 静态成员变量是类的属性,因此是在JVM加载类时开辟空间并初始化的
  3. 如果一个类中包含多个静态代码块,在编译代码时,编译器会按照定义的先后次序依次执行(合并)
  4. 实例代码块只有在创建对象时才会执行

4. 对象的打印

public class Person {String name;String gender;int age;public Person(String name, String gender, int age) {this.name = name;this.gender = gender;this.age = age;}public static void main(String[] args) {Person person = new Person("Jim","男", 18);System.out.println(person);}
}
// 打印结果: day20210829.Person@1b6d3586
如果想要默认打印对象中的属性该如何处理呢?答案:重写 toString 方法即可。
public class Person {String name;String gender;int age;public Person(String name, String gender, int age) {this.name = name;this.gender = gender;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "[" + name + "," + gender + "," + age + "]";}public static void main(String[] args) {Person person = new Person("Jim","男", 18);System.out.println(person);}
}
// 输出结果: [Jim, ,18]
好啦,今天的分享就到这里了,感谢观看。

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