【Java】面向对象 OOP

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面向对象OOP概述

OOP由类为组成单位，
类的内部由成员构成,
成员包括：成员变量（Field） 与 成员方法（Method）

• 类：相当于一个模板/蓝图
  • 相同特征事物的抽象描述（抽象上的人）
• 对象：通过这个蓝图 创建（new）出来的 “实例（instance）” 。
  • 可以new很多实例，每个实例都是独立的。
  • 对象是类的一个实例，必然具备该类事物的属性和行为（即方法）。
  • （具体的人）
• OOP设计 -> 类的设计 -> 类的成员设计

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一、对象内存相关

1. 堆 Heap：
   new 出来 对象的数据 都放这， 存储对象的数据

2. 栈 Stack：
   存放 引用类型 地址（指向堆空间数据）
   以及 值类型 的具体值

3. 方法区 Method Area：
   常量、静态变量、class字节码…

二、类的成员之一：成员变量（Field）

2.1 如何声明成员变量

1. 位置要求：必须在类中，方法外
2. 修饰符 ： private、缺省、protected、public 还有 static final
3. 初始化值：可以显式赋值，也可以不赋值，使用默认值
   4.当一个对象被创建时，会对其中各种类型的成员变量自动进行初始化赋值。

2.2 成员变量 与 局部变量

与类 有关 成员变量
根据类的创建而创建 ， 类or 对象 消失而消失
在类内，方法外

与方法 有关 局部变量
方法执行到存在 ， 方法执行完毕跟随方法一起消失
在类内的方法内

static可以将成员变量分为两大类，静态变量和非静态变量。
其中静态变量又称为类变量，非静态变量又称为实例变量或者属性。

相同点:

1. 变量声明的格式相同： 数据类型 变量名 = 初始化值
2. 变量必须先声明、后初始化、再使用。
3. 变量都有其对应的作用域。只在其作用域内是有效的

不同点：

• 声明位置和方式
  • 实例变量：在类中方法外
  • 局部变量：在方法体{}中或方法的形参列表、代码块中
• 在内存中存储的位置不同
  • 实例变量：堆
  • 局部变量：栈
• 生命周期
  • 实例变量：和对象的生命周期一样，随着对象的创建而存在，随着对象被GC回收而消亡， 而且每一个对象的实例变量是独立的。
  • 局部变量：和方法调用的生命周期一样，每一次方法被调用而在存在，随着方法执行的结束而消亡， 而且每一次方法调用都是独立。
• 作用域
  • 实例变量：通过对象就可以使用，本类中直接调用，其他类中“对象.实例变量”
  • 局部变量：出了作用域就不能使用
• 修饰符
  • 实例变量：public,protected,private,final等
  • 局部变量：final
• 默认值
• 实例变量：有默认值
• 局部变量：没有，必须手动初始化。其中的形参比较特殊，靠实参给它初始化。
  

三、类的成员之一：成员方法（Method）

1. 方法是类或对象行为特征的抽象，用来完成某个功能操作。在某些语言中也称为函数或过程。
2. 将功能封装为方法的目的是，可以实现代码重用，减少冗余，简化代码
3. Java里的方法不能独立存在，所有的方法必须定义在类里。

3.1 方法调用内存分析

• 方法没有被调用的时候，都在方法区中的字节码文件(.class)中存储。
• 方法被调用的时候，需要进入到栈内存中运行。
  • 方法每调用一次就会在栈中有一个入栈动作，即
  • 给当前方法开辟一块独立的内存区域，用于存储当前方法的局部变量的值。
  • 当方法执行结束后，会释放该内存，称为出栈，如果方法有返回值，就会把结果返回调用处，如果没有返回值，就直接结束，回到调用处继续执行下一条指令。
• 栈结构：先进后出，后进先出。

3.2 方法的重载

方法名相同，参数列表不同（个数、类型），与修饰符、返回值类型无关

重载方法调用：
JVM通过方法的参数列表，调用匹配的方法。
先找个数、类型最匹配的
再找个数和类型可以兼容的，如果同时多个方法可以兼容将会报错

3.3 可变个数的形参

在JDK 5.0 中提供了Varargs(variable number of arguments)机制。
即当定义一个方法时，形参的类型可以确定，但是形参的个数不确定，那么可以考虑使用可变个数的形参。
格式：

//JDK5.0：采用可变个数形参来定义方法，传入多个同一类型变量
public static void test(int a ,String...books);

举例：

需求：n个字符串进行拼接，每一个字符串之间使用某字符进行分割，如果没有传入字符串，那么返回空字符串""

public class StringTools {
    String concat(char seperator, String... args){
        String str = "";
        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
            if(i == 0){
                str += args[i];
            }else{
                str += seperator + args[i];
            }
        }
        return str;
    }
}

//测试：
		StringTools tools = new StringTools();
        System.out.println(tools.concat('-'));
        System.out.println(tools.concat('-',"hello"));
        System.out.println(tools.concat('-',"hello","world"));
        System.out.println(tools.concat('-',"hello","world","java"));

3.4 形参与实参：参数传递机制->值传递

Java里方法的参数传递方式只有一种：值传递。
即将实际参数值的副本（复制品）传入方法内，而参数本身不受影响。

• 形参是基本数据类型：将实参基本数据类型变量的“数据值”传递给形参
• 形参是引用数据类型：将实参引用数据类型变量的“地址值”传递给形参

四、 类的成员之一：构造（Constructor）

new完对象时，所有成员变量都是默认值，用构造器可以为当前对象的某个或所有成员变量直接赋值。
没写构造，java 会提供一个默认的无参构造

构造器的修饰符只能是权限修饰符，不能被其他任何修饰。
比如，不能被static、final、synchronized、abstract、native修饰，不能有return语句返回值。

五、OOP三大特性之一：封装

如何实现封装

实现封装性 即 控制类或成员的可见性

具体修饰的结构：
外部类：public、缺省
成员变量、成员方法、构造器、成员内部类：public、protected、缺省、private

一般成员实例变量都习惯使用private修饰，再提供相应的public权限的get/set方法访问。
对于final的实例变量，不提供set()方法。
对于static final的成员变量，习惯上使用public修饰。

六、OOP三大特性之一：继承

is-a 的关系 ， 父类与子类 ， JAVA是单继承，多实现

七、OOP三大特性之一：多态

多态(Polymorphism) 在继承的前提条件下，实现多态。 即 “ 父类引用指向子类对象 ”
编译时，看左边；运行时，看右边。

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总结

1、在类的属性中，可以有哪些位置给属性赋值？
① 默认初始化
② 显式初始化
③ 构造器中初始化
④ 通过"对象.属性"或"对象.方法"的方式，给属性赋值

2. JavaBean

   • 类是公共的
   • 有一个无参的公共的构造器
   • 有属性，且有对应的get、set方法

3. UML类图
   UML（Unified Modeling Language，统一建模语言），用来描述软件模型和架构的图形化语言。
   UML类图可以更加直观地描述类内部结构（类的属性和操作）以及类之间的关系（如关联、依赖、聚合等）。
   

• +表示 public 类型， - 表示 private 类型，#表示protected类型
• 方法的写法: 方法的类型(+、-) 方法名(参数名： 参数类型)：返回值类型
• 斜体表示抽象方法或类。