JavaSE第七节————类和对象（下）

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JavaSE第七节————类和对象（下）

类和对象

1. 面向对象的初步认知
2. 类的定义和使用
3. 类的实例化
4. this引用
5. 对象的构造及初始化
6. 封装
7. static成员
8. 代码块
9. 内部类
10. 对象的打印

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一、封装

1. 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

封装从语法上来说，就是被private修饰的成员变量或者成员方法，只能在当前类使用

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：

比如：
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

说明

1. protected主要是用在继承中，继承部分详细介绍
2. default权限指：什么都不写时的默认权限
3. 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~~~");}
}
//实例化T
public class TestComputer {public static void main(String[] args) {Computer p = new Computer("Redmi", "k70", "1T", "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

3.封装扩展之包（ * * ）

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，称为软件包。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。

在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。

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 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 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.*（util下的所有类都可以适配）

import java.util.*;	
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

 import java.util.*;import java.sql.*;

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());}

在这种情况下需要使用完整的类名

import java.util.*;
import java.sql.*;

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 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 和 C++ 的 #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++ 的 namespace 和 using

自定义包：

基本规则：

1. 在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中.
2. 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
3. 包名要和代码路径相匹配. 例如创建 com.houhu.date 的包, 那么会存在一个对应的路径 com/houhu/demo来存储代码.
4. 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. 在 IDEA 中先新建一个包: 右键 src -> 新建 -> 包
   

2. 在弹出的对话框中输入包名, 例如 com.houhu.date
   

3. 在包中创建类, 右键包名 -> 新建 -> 类, 然后输入类名即可。
   

4. 此时可以看到磁盘上的目录结构已经被 IDEA 自动创建出来了

5. 同时也可以看到了, 在新创建的 Test.java 文件的最上方, 就出现了一个 package 语句
   

5.包的访问权限控制举例

Computer类位于com.houhu.demo1包中，TestComputer位置com.houhu.demo2包中

package com.houhu.demo1;
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~~~");}
}

进行访问时

package com.houhu.demo2;
import com.bite.demo1.Computer;
public class TestComputer {public static void main(String[] args) {Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14");System.out.println(p.screen);// System.out.println(p.cpu); // 报错：cup是私有的，不允许被其他类访问// System.out.println(p.brand); // 报错：brand是default，不允许被其他包中的类访问}
}// 注意：如果去掉Computer类之前的public修饰符，代码也会编译失败

6.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:是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。

二、static成员

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 String name;public String gender;public short age;public double score;public void DoClass(){}public void DoHomework(){}public void Exam(){}}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。
之前在Student类中定义的成员变量，每个对象中都会包含一份(称之为实例变量)，因为需要使用这些信息来描述具体的学生。而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。在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.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 static class Student {public String name;public String gender;public int age;public double score;public static String classRoom = "10";// ...public static void main(String[] args) {System.out.println(Student.classRoom);// 静态成员变量可以直接通过类名访问Student s1 = new Student("张三", "男", 18, 3.8);Student s2 = new Student("李四", "女", 19, 4.0);; Student s3 = new Student("王五", "男", 18, 2.6);System.out.println(s1.classRoom);System.out.println(s2.classRoom);System.out.println(s3.classRoom);
// 也可以通过对象访问：但是classRoom是三个对象共享的}}

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。

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？

 public class Student{private String name;private String gender;private int age;private double score;private static String classRoom = "Bit306";
// ...}public class TestStudent {public static void main(String[] args) {System.out.println(Student.classRoom);}}

那static属性应该如何访问呢？
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 static class Student{private static String classRoom = "123";public static String getClassRoom(){return classRoom;}}public static class TestStudent {public static void main(String[] args) {System.out.println(Student.getClassRoom());}}

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(不包含this)
   案例一：

public static class Student {public String name;public String gender;public int age;public double score;public static String classRoom = "10";public static String getClassRoom() {System.out.println(this);return classRoom;}

案例二：

 public static class Student {public String name;public String gender;public int age;public double score;public static String classRoom = "10";public static String getClassRoom() {age += 1;return classRoom;}

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。

public static class Student {public String name;public String gender;public int age;public double score;public static String classRoom = "10";public void DoClass(){}public void DoHomework(){}public void Exam(){}public static String getClassRoom() {DoClass();return classRoom;}}

4.static成员变量初始化（ * * ）

注意：静态成员变量一般不会放在构造方法中来初始化，构造方法中初始化的是与对象相关的实例属性
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

就地初始化

就地初始化指的是：在定义时直接给出初始值

public static class Student{public static String name = "张三";public static String gender = "男";public static int age  = 18;public static double score = 3.2;public static void printclass(){System.out.println(name + "-" + gender + "-" + age + "-" + score);}public static void main(String[] args) {Student.printclass();}}

那什么是代码块呢？继续往后看

三、代码块

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：

1. 普通代码块
2. 构造块
3. 静态块
4. 同步代码块（后续讲解多线程部分再谈）

普通代码块

普通代码块：定义在方法中的代码块
这种用法较少见

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);}

构造代码块

构造块：定义在类中的代码块(不加修饰符,在类的里面方法的外面)。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。

  public static 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 = "张三";this.age = 18;this.gender = "男";System.out.println("I am instance init()!");}public void show(){System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" sex: "+ gender);}}public static class Main {public static void main(String[] args) {Student stu = new Student();stu.show();}}

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 static 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 = "张三";this.age = 18;this.gender = "男";System.out.println("I am classRoom init()!");}public void printclass(){System.out.println(name + "-" + gender + "-" + age + "-" + score);}// 静态代码块static {classRoom = "123";System.out.println("I am static init()!");}public static void main(String[] args) {Student s1 = new Student();//s1.printclass();System.out.println(Student.classRoom);}}

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. 静态和改造代码块都有的时候，静态代码先执行，然后再指向构造代码块并执行对应的构造方法（静态的只执行一次）。
5. 实例代码块只有在创建对象时才会执行。

四、 内部类

当一个事物的内部，还有一个部分需要一个完整的结构进行描述，而这个内部的完整的结构又只为外部事物提供服
务，那么这个内部的完整结构最好使用内部类。在 Java 中，可以将一个类定义在另一个类或者一个方法的内部，前者称为内部类，后者称为外部类。内部类也是封装的一种体现

public class OutClass {
class InnerClass{
}
} /
/ OutClass是外部类
// InnerClass是内部类

【注意事项】

1. 定义在class 类名{}花括号外部的，即使是在一个文件里，都不能称为内部类

public class A{
}
class B{
} /
/ A 和 B是两个独立的类，彼此之前没有关系

2. 内部类和外部类共用同一个java源文件，但是经过编译之后，内部类会形成单独的字节码文件

1.内部类的分类

先来看下，内部类都可以在一个类的那些位置进行定义

public class OutClass {
// 成员位置定义：未被static修饰 --->实例内部类
public class InnerClass1{} 
// 成员位置定义：被static修饰 ---> 静态内部类
static class InnerClass2{}
public void method(){
// 方法中也可以定义内部类 ---> 局部内部类：几乎不用class InnerClass5{}}
}

根据内部类定义的位置不同，一般可以分为以下几种形式：

1. 成员内部类(普通内部类：未被static修饰的成员内部类 和 静态内部类：被static修饰的成员内部类)
2. 局部内部类(不谈修饰符)、匿名内部类
   注意：内部类其实日常开发中使用并不是非常多，大家在看一些库中的代码时候可能会遇到的比较多，日常开始中
   使用最多的是匿名内部类

在外部类中，内部类定义位置与外部类成员所处的位置相同，因此称为成员内部类

2.实例内部类

即未被static修饰的成员内部类。

public class OutClass {private int a;static int b;int c;public void methodA() {a = 10;System.out.println(a);}public static void methodB() {System.out.println(b);} //实例内部类：未被static修饰class InnerClass {int c;public void methodInner() {
// 在实例内部类中可以直接访问外部类中：任意访问限定符修饰的成员a = 100;b = 200;methodA();methodB();
// 如果外部类和实例内部类中具有相同名称成员时，优先访问的是内部类自己的c = 300;System.out.println(c);
// 如果要访问外部类同名成员时候，必须：外部类名称.this.同名成员名字OutClass.this.c = 400;System.out.println(OutClass.this.c);}}public static void main(String[] args) {
// 外部类：对象创建 以及 成员访问OutClass outClass = new OutClass();System.out.println(outClass.a);System.out.println(OutClass.b);System.out.println(outClass.c);outClass.methodA();outClass.methodB();System.out.println("=============实例内部类的访问=============");
// 要访问实例内部类中成员，必须要创建实例内部类的对象
// 而普通内部类定义与外部类成员定义位置相同，因此创建实例内部类对象时必须借助外部类
// 创建实例内部类对象OutClass.InnerClass innerClass1 = new OutClass().new InnerClass();
// 上述语法比较怪异，也可以先将外部类对象先创建出来，然后再创建实例内部类对象OutClass.InnerClass innerClass2 = outClass.new InnerClass();innerClass2.methodInner();}}

【注意事项】

1. 外部类中的任何成员都可以在实例内部类方法中直接访问
2. 实例内部类所处的位置与外部类成员位置相同，因此也受public、private等访问限定符的约束
3. 在实例内部类方法中访问同名的成员时，优先访问自己的，如果要访问外部类同名的成员，必须：外部类名
   称.this.同名成员 来访问
4. 实例内部类对象必须在先有外部类对象前提下才能创建
5. 实例内部类的非静态方法中包含了一个指向外部类对象的引用
6. 外部类中，不能直接访问实例内部类中的成员，如果要访问必须先要创建内部类的对象。

3.静态内部类

被static修饰的内部成员类称为静态内部类。

    public class OutClass {private int a;static int b;public void methodA(){a = 10;System.out.println(a);}public static void methodB(){System.out.println(b);} // 静态内部类：被static修饰的成员内部类static class InnerClass{public void methodInner(){
// 在内部类中只能访问外部类的静态成员
// a = 100; // 编译失败，因为a不是类成员变量b =200;
// methodA(); // 编译失败，因为methodB()不是类成员方法methodB();}}public static void main(String[] args) {
// 静态内部类对象创建 & 成员访问OutClass.InnerClass innerClass = new OutClass.InnerClass();innerClass.methodInner();}}

【注意事项】

1. 在静态内部类中只能访问外部类中的静态成员
   如果确实想访问，我们该如何做？
2. 创建静态内部类对象时，不需要先创建外部类对象

4.局部内部类

定义在外部类的方法体或者{}中，该种内部类只能在其定义的位置使用，一般使用的非常少，此处简单了解下语法格式

 public class OutClass {int a = 10;public void method(){int b = 10;
// 局部内部类：定义在方法体内部
// 不能被public、static等访问限定符修饰class InnerClass{public void methodInnerClass(){System.out.println(a);System.out.println(b);}} // 只能在该方法体内部使用，其他位置都不能用InnerClass innerClass = new InnerClass();innerClass.methodInnerClass();}public static void main(String[] args) {
// OutClass.InnerClass innerClass = null; 编译失败}}

【注意事项】

1. 局部内部类只能在所定义的方法体内部使用
2. 不能被public、static等修饰符修饰
3. 编译器也有自己独立的字节码文件，命名格式：外部类名字$数字内部类名字.class
4. 几乎不会使用

5.匿名内部类

后面学习抽象类和接口时介绍

五、对象的打印

  public static 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);}}

如果想要默认打印对象中的属性该如何处理呢？
重写toString方法即可。