学习笔记:Java SE(2)

2023-08-25 08:37:58

Java SE 面向对象（上）

面向对象的概念
- 对象
- 类
构造方法
- this 关键字
- 垃圾回收
创建对象
Static关键字
成员内部类和访问权限
实例运用：超市购物

面向对象的概念

Java作为一种面向对象语言，暂且不谈其特性封装，继承和多态，我们先来了解什么是类和对象，这样有助于我们接下来进一步的学习。

对象

现在让我们深入了解什么是对象。在我们真实的世界里，会发现身边有很多对象(当然不是指的男女朋友)。动物，人，汽车，房子都是我们所说的对象，而这些对象具有自己的行为和状态。

我们可以拿一只猫举个例子，猫猫就作为我们的对象，而其拥有的行为有睡觉，跑动，叫；状态就例如品种，颜色，名字，年龄等等。

那我们对比现实对象和软件对象，它们之间十分相似。软件对象也有状态和行为。软件对象的状态就是属性，行为通过方法体现。在软件开发中，方法操作对象内部状态的改变，对象的相互调用也是通过方法来完成的。

类

类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态。而对象是类的一个实例。我们不如创建一个猫的类来理解一下：

public class Cat {
    String breed;
    String colour;
    String name;
    int age; 
    
    void sleep(){
    }
     void run() {
    }
    void meow(){
    }
}

一个类可以包含以下类型变量：

局部变量：在方法、构造方法或者语句块中定义的变量被称为局部变量。变量声明和初始化都是在方法中，方法结束后，变量就会自动销毁。

成员变量：成员变量是定义在类中，方法体之外的变量。这种变量在创建对象的时候实例化。成员变量可以被类中方法、构造方法和特定类的语句块访问。

类变量：类变量也声明在类中，方法体之外，但必须声明为 static 类型。

一个类可以拥有多个方法，在上面的例子中:sleep() run() meow() 都是 Cat 这个类的方法。

构造方法

每个类都有构造方法(其实就是构造了一个函数)。如果没有显式地为类定义构造方法，Java 编译器将会为该类提供一个默认构造方法。在创建一个对象的时候，至少要调用一个构造方法。构造方法的名称必须与类同名，一个类可以有多个构造方法。
值得注意的是，构造方法没有返回值,也不能用void修饰. 如果不小心给构造方法前面添加了返回值类型，那么这将使这个构造方法变成一个普通的方法，在运行时将产生找不到构造方法的错误。

this 关键字

this 是自身的一个对象，代表对象本身，可以理解为：指向对象本身的一个指针。

this 的用法在 Java 中大体可以分为3种：

普通的直接引用:this 相当于是指向当前对象本身
形参与成员名字重名,用 this 来区分
引用构造函数:结合()使用代表构造方法

垃圾回收

垃圾回收：用于清除垃圾对象，有JAVA虚拟机自动完成，其实本质上是在释放内存空间
可以通过System.gc()来建议进行垃圾回收
对象对回收时finalize会被调用

创建对象

对象是根据类创建的。在Java中，使用关键字 new 来创建一个新的对象。创建对象需要以下三步：

声明：声明一个对象，包括对象名称和对象类型
实例化：使用关键字 new 来创建一个对象
初始化：使用 new 创建对象时，会调用构造方法初始化对象
下面是一个创建对象的例子：

public class Cat{
   public Cat(String name){
      //这个构造器仅有一个参数：name
      System.out.println("The cat name : " + name ); 
   }
   public static void main(String[] args){
      // 下面的语句将创建一个Cat对象
      Cat myCat = new Cat( "Bella" );
   }
}

Static关键字

在java中，static是一个修饰符，用于修饰类的成员方法、类的成员变量，另外可以编写static代码块来优化程序性能；被static关键字修饰的方法或者变量不需要依赖于对象来进行访问，只要类被加载了，就可以通过类名去进行访问

静态变量：
static 关键字用来声明独立于对象的静态变量，无论一个类实例化多少对象，它的静态变量只有一份拷贝。静态变量也被称为类变量。局部变量不能被声明为 static 变量。

静态方法：
static 关键字用来声明独立于对象的静态方法。静态方法不能使用类的非静态变量。静态方法从参数列表得到数据，然后计算这些数据。

static方法就是没有this的方法。在static方法内部不能调用非静态方法，反过来是可以的。而且可以在没有创建任何对象的前提下，仅仅通过类本身来调用static方法。这实际上正是static方法的主要用途----《Java编程思想》P86.

对于static所修饰的内容，我们分为下面三类

修饰变量:
存储空间只有一份
通过类名直接访问
修饰方法:
通过类名直接访问也可以通过实例进行访问;
不能访问实例变量和实例方法
修饰代码块:
类被加载的时候得到执行;应用场景对类变量进行初始化
没有static关键字进行修饰的代码块每创一个对象都会得到一个执行

成员内部类和访问权限

Java 一个类中可以嵌套另外一个类，语法格式如下

class OuterClass {   // 外部类
    // ...
    class NestedClass { // 嵌套类，或称为内部类
        // ...
    }
}

要访问内部类，可以通过创建外部类的对象，然后创建内部类的对象来实现。而嵌套类有两种类型：

非静态内部类

非静态内部类是一个类中嵌套着另外一个类。它有访问外部类成员的权限，通常被称为内部类。

由于内部类嵌套在外部类中，因此必须首先实例化外部类，然后创建内部类的对象来实现。

class OuterClass {
  int x = 10;

  class InnerClass {
    int y = 5;
  }
}

public class MyMainClass {
  public static void main(String[] args) {
    OuterClass myOuter = new OuterClass();
    OuterClass.InnerClass myInner = myOuter.new InnerClass();
    System.out.println(myInner.y + myOuter.x);
  }
}

静态内部类

静态内部类可以使用 static 关键字定义，静态内部类我们不需要创建外部类来访问，可以直接访问它

class OuterClass {
  int x = 10;

  static class InnerClass {
    int y = 5;
  }
}

public class MyMainClass {
  public static void main(String[] args) {
    OuterClass.InnerClass myInner = new OuterClass.InnerClass();
    System.out.println(myInner.y);
  }
}

注意：静态内部类无法访问外部类的成员

访问权限

所谓访问权限，指的是本类的成员变量、成员方法和内部类对其他类的可见性.
Java一共有四种访问权限，按照权限由大到小分别为public、protected、default和private，如果省略了访问修饰符，那访问权限就是defualt。访问权限的含义和权限控制如下表所示：

访问权限	含义	本类	本包的类	非本包子类	非本包非子类
public	公共的	是	是	是	是
protected	保护访问权限	是	是	是	否
default	包访问权限	是	是	否	否
private	私有的	是	否	否	否

default (即默认，什么也不写）: 在同一包内可见，不使用任何修饰符。使用对象：类、接口、变量、方法。

private : 在同一类内可见。使用对象：变量、方法。注意：不能修饰类（外部类）

public : 对所有类可见。使用对象：类、接口、变量、方法

protected : 对同一包内的类和所有子类可见。使用对象：变量、方法。注意：不能修饰类（外部类)

实例运用：超市购物

public class Shopping {
    public static void main(String[] args){
        Product apple=new Product();
        apple.setName("apple");
        Product orange=new Product();
        orange.setName("orange");
        Product juice=new Product();
        juice.setName("juice");


        Market market=new Market();
        market.setName("Hongqi supermarket");
        market.setProducts(new Product[]{apple,orange,juice});


        Person Tony=new Person();
        Tony.setName("Tony");
        String producename="apple";

        Person Charles=new Person();
        Charles.setName("Charles");
        String producename2="banana";

        Product product=Tony.buy(market,producename);
        Product product2=Charles.buy(market, producename2);

        if(product==null){
            System.out.println(Tony.getName() + " didn't buy:"+ producename);
        }else {
            System.out.println(Tony.getName() + " buy:"+ producename);
        
        if(product2==null){
            System.out.println(Charles.getName() + " didn't buy:"+ producename2);
        }else {
            System.out.println(Charles.getName() + " buy:"+ producename2);
        }    
        }
    }
}

class Market {
    private String name;
    private Product[] products;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public Product[] getProducts() {
        return products;
    }
    public void setProducts(Product[] products) {
        this.products = products;
    }
    public Product sell(String productName){
        for(Product product:products){
            if(productName.equals(product.getName())){
                return product;
            }
        }
        return null;
    }
}

class Person {
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public Product buy(Market market,String productName){
        return market.sell(productName);
    }
}

class Product {
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

利用上述实例来简单的理解Java的面向对象的思想，特别是对于类和对象，创建对象，构造方法的运用，以及this关键字的使用，垃圾回收来释放内存的操作。

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