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大数据JAVA基础第七天

1.面向对象编程思想:“类”的引入

前面我们学习过数组,当需要多次遍历数组时,我们可以将遍历的代码封装到方法中,需要遍历时,就调用相应的方法即可,提高代码的复用性。

 

在对数组遍历的基础上继续增加需求,比如获取最值,数组逆转等,同样需要将这些功能封装到相应的方法中。这样继续封装会发现方法越来越多,于是就想能不能将这些方法继续进行封装呢?

 

在前面的学习过程中,我们知道“类”是可以存放方法的(虽然目前还不清楚如何去设计一个完整的类,但最起码知道,类中是可以存放多个方法的),比如:main方法,自定义的add方法,show方法,sop打印方法等。所以,我们就考虑使用“类”来封装多个方法,将来有需要再对数组做相关的操作时,不是直接去找自定义的方法,而是先找到封装了这个方法的类,然后使用这个类中的方法。这就是面向对象思想的编程方式。

 

从面相对象编程的角度考虑,类就是对多个方法的封装,当然,在类中除了方法,还有方法需要用到的一些变量等

 

  • 功能的封装==>方法
  • 多个方法和相关变量的封装==>类

 

当你在编程过程中,想实现一个功能,不是直接在main方法外边去定义方法,而是想到先去定义一个“类”的时候,你已经具备了面向对象的编程思想。

 

2.面向过程思想概述

之前如果想要完成一个需求,一般的步骤是:首先是搞清楚要做什么,然后再分析怎么做,最后我们再写代码实现

 

那么什么是面向过程开发呢?所谓的面向过程开发,其实就是面向着具体的每一个步骤和过程,把每一个步骤和过程完成,然后由这些功能方法相互调用,完成需求。

面向过程的代表语言:C语言

3.面向对象思想概述

当需求单一,或者简单时,我们一步一步去操作没问题,并且效率也挺高。可随着需求的更改,功能的增多,发现需要面对每一个步骤很麻烦了,这时就开始改进,能不能把这些步骤和功能再进行封装,封装时根据不同的功能,进行不同的封装,功能类似的,或者有关联关系的封装在一起,这样结构就清晰了很多。用的时候,找到对应的类就可以了。这就是面向对象的思想。接下来我们看看面向对象到底是什么?

 

假设有一个任务:写一个功能完整的Java程序,然后把这个程序部署到测试环境中

仔细分析这个任务,发现需要完成这个任务的话,应该有两个动作:

  • 写程序
  • 部署到测试环境

 

如果按照面向过程的编程思想的话,应该编写两个函数,分别用来实现上面提到的两个功能,然后依次调用这些函数,当这两个函数执行完了之后,整个任务就完成了。

 

如果使用面向对象的思想编程的话,就把功能分解,交给不同的“对象”去完成。

对象:可以暂时理解成具有某些功能的一个综合体

 

例如,上面的任务中,涉及到了两个任务,写代码和部署程序,那么就去找哪个对象具有这样的功能,直接调用它们相应的方法就可以了

 

整个过程如下:

首先考虑谁会写代码,谁会部署程序,然后分别去找他们

找到对象1 --> 写代码 --> 完成

找到对象2 --> 部署程序 --> 完成

--> 整个任务完成

 

比如,有如下三个人,每个人都有自己的功能:使用伪码体现

张三{

   Public void  部署程序(){

        System.out.println("部署java程序");

   }

}

 

李四{

   Public  void 写代码(){

        System.out.println("写java代码")

   }

}

 

小明{

   Public void 玩游戏(){

        System.out.println("玩游戏")

   }

}

第三个人不具有想要使用的功能,所以不会用到

另外还有一个人,负责总指挥,调度每个人执行的先后顺序等

老板{

    Public static void main(String[] args){

        李四.写代码();

       张三.部署程序 ();

       ...

    }

}

 

从以上的概述可以得出这样的结论:

面向过程:强调的是过程,每个过程及实施都要自己一步一步去实施,考虑的事情比较多

面向对象:强调的是对象,需要某些功能的时候,去找具有这样功能的对象,然后由对象去调用功能

4.面向对象思想的特点

  • 是一种更符合我们思想习惯的思想
  • 可以将复杂的事情简单化,不必考虑执行的每一个细节,只从宏观上把握
  • 将我们从执行者变成了指挥者

5.类和对象的含义

  • 对象:就是一个具体的事物,它有自己的属性和行为

    比如:一只狗,它有属性:颜色,体重,品种,它有行为:跑,叫,看家等等

    比如:一个手机,它有属性:颜色,价格,品牌等,它有行为:打电话,发短信等

    比如:笔记本电脑,它有属性:品牌,价格,内存大小,它有行为:开机,关机,播放音乐,可以打字等等

  • 类:同一种事物的抽象,将它们共同的属性和行为抽象出来,就是类

比如前面说的狗,可以抽象出来一个犬类,手机,可以抽象出一个手机类,在代码中就是用关键字class定义类

 

6.类与对象关系

类:是一组相关的变量和方法的集合,是一个抽象的概念。

对象:是类实例化创建出来的,是“类”这个概念的具体表现形式

 

7.类的定义

//学生类,现实世界中“学生”也是一个抽象概念,它是:所有的学生都有的共同点

//在Java中定义类,就是将这些共同点用class类模拟出来

class Student {

    //姓名

    String name;

    //年龄

    int age;

    //地址

    String address;

   

    //所有学生都有“学习”这样的行为,在类中就是定义学习这样的方法

    public void study() {

       System.out.println("学习");

    }

   

    //吃饭的方法

    public void eat() {

       System.out.println("吃饭");

    }

   

    //睡觉的方法

    public void sleep() {

       System.out.println("睡觉");

    }

}

 

类定义举例:

//手机类

//现实世界中,“手机”是一个抽象概念,

//在Java中模拟手机这个事物的话,就可以定义一个类,这个类拥有手机的属性和行为

class Phone {

    //品牌

    String brand;

    //价格

    int price;

    //颜色

    String color;

   

    //打电话的方法

    public void call(String name) {

       System.out.println("给"+name+"打电话");

    }

    //发短信的方法

    public void sendMessage() {

       System.out.println("发短信");

    }

    //玩游戏的方法

    public void playGame() {

       System.out.println("玩游戏");

    }

}

 

8.实例:自定义手机类,并在测试类中测试其中的变量和方法

 

class Phone {

    //品牌

    String brand;

    //价格

    int price;

    //颜色

    String color;

    //打电话的方法

    public void call(String name) {

       System.out.println("给"+name+"打电话");

    }

   

    //发短信的方法

    public void sendMessage() {

       System.out.println("发短信");

    }

    //玩游戏的方法

    public void playGame() {

       System.out.println("玩游戏");

    }

}

 

class PhoneDemo {

    public static void main(String[] args) {

       //创建手机对象

       //类名 对象名 = new 类名();

       Phone p = new Phone();

       //直接输出成员变量值

       System.out.println(p.brand+"---"+p.price+"---"+p.color);

       //给成员变量赋值

       p.brand = "华为";

       p.price = 100;

       p.color = "灰色";

       //再次输出

       System.out.println(p.brand+"---"+p.price+"---"+p.color);

       //调用方法

       p.call("佟湘玉");

       p.sendMessage();

       p.playGame();

    }

}

 

9.实例变量和局部变量

 

定义:

实例变量:属于类的实例对象,没有static修饰的,目前接触到的成员变量都是实例变量

局部变量:属于方法的变量,只在方法内有效

 

区别:

在类中的位置不同

实例变量 在类中,并且在方法外定义

局部变量 方法内或者方法声明上(形参)定义

在内存中的位置不同

实例变量 堆内存(属于对象)

局部变量 栈内(属于方法)

生命周期不同

实例变量 随着对象的存在而存在,随着对象的消失而消失

局部变量 随着方法的调用而存在,随着方法的调用完毕而消失

初始化值不同

实例变量 有默认的初始化值(0/false/null)

局部变量 没有默认的初始化值,必须先定义,赋值,才能使用。

 

举例:验证局部变量的作用范围和必须初始化才能使用

 

10.

/*

局部变量名称可以和成员变量名称一样,在方法中使用的时候,采用的是就近原则。

*/

class Variable {

    //成员变量

    //int num = 10;

    int num; //成员变量有默认值0/false/null

    public void show() {

       //int num2 = 20; //局部变量

       //可能尚未初始化变量num2

       //int num2; //没有默认值,只能先赋值,之后才能使用

       int num2 = 20;

       System.out.println(num2);

       //方法内使用的变量采用就近原则:方法内没有,就去找成员变量

       System.out.println(num);

    }

}

 

class VariableDemo {

    public static void main(String[] args) {

       Varialbe v = new Varialbe();

       System.out.println(v.num); //访问成员变量

       v.show();

    }

}

11.形式参数问题

  • 基本类型作为形式参数:传值,实际上就是把实参的值拷贝一份给形参,形参不论怎么改动,都不会影响到实参的值
  • 引用类型作为形式参数:传递的是实参所指向的实例对象或者数组,即:传递的是实参的引用(地址值),形参和实参具有相同的引用,所以,形参对引用的改动能立即从实参上看到

/*

    形式参数的问题:

       基本类型:形式参数的改变不影响实际参数

       引用类型:形式参数的改变直接影响实际参数

*/

//形式参数是基本类型

class Demo {

    public int sum(int a,int b) {

       return a + b;

    }

}

 

//形式参数是引用类型

//先自定义一个类,有一个实例方法show

class Student {

    public void show() {

       System.out.println("学习");

    }

}

 

class StudentDemo {

    //如果你看到了一个方法的形式参数是一个类类型(引用类型),这里需要的是该类的对象。

    public void method(Student s) {

//调用的时候,把main方法中的s的地址传递到了这里 Student s = new Student();

       s.show();

    }

}

 

class ArgsTest {

    public static void main(String[] args) {

       //形式参数是基本类型的调用

       Demo d = new Demo();

       int result = d.sum(10,20);

       System.out.println("result:"+result);

       System.out.println("--------------");

      

       //形式参数是引用类型的调用

       //需求:我要调用StudentDemo类中的method()方法

       StudentDemo sd = new StudentDemo();

       //创建学生对象

       Student s = new Student();

       sd.method(s); //把s的地址给到了这里

    }

}

12.匿名对象

匿名对象:就是没有名字的对象,是对象的一种简化表示形式

 

匿名对象的两种使用情况

  • 对象调用方法仅仅一次的时候,多次调用的时候,不适合用匿名对象
  • 作为实际参数传递可以使用匿名对象

 

/*

    匿名对象:就是没有名字的对象。

    匿名对象的应用场景:

       A:调用方法,仅仅只调用一次的时候。

           注意:调用多次的时候,不适合。

           这种匿名调用有什么好处吗?

           有,匿名对象调用完毕就是垃圾。可以被垃圾回收器回收。

       B:匿名对象可以作为实际参数传递

*/

class Student {

    public void show() {

       System.out.println("我爱学习");

    }

}

 

class StudentDemo {

    public void method(Student s) {

       s.show();

    }

}

 

class NoNameDemo {

    public static void main(String[] args) {

       //带名字的调用

       Student s = new Student();

       s.show();

       s.show();

       System.out.println("--------------");

       //匿名对象

       //new Student();

       //匿名对象调用方法

       new Student().show();

       new Student().show(); //这里其实是重新创建了一个新的对象

       System.out.println("--------------");

       //匿名对象作为实际参数传递

       StudentDemo sd = new StudentDemo();

       //Student ss = new Student();

       //sd.method(ss); //这里的s是一个实际参数

       //匿名对象

       sd.method(new Student());

       //再来一个,两个都是匿名对象

       new StudentDemo().method(new Student());

    }

}

 

13.封装概述

封装概述

封装是面向对象编程的三个重要特征之一,其余两个是多态和继承。

封装指的是隐藏对象的属性和实现细节,不允许外部直接访问对象的内部信息,而是通过该类提供的方法来实现对内部信息的访问。

封装是对现实世界的模拟,在现实世界中,对象的状态信息都被隐藏在对象的内部,外界无法直接操作和访问,例如一个人的年龄,是逐年增长的,假如暴露给外界的话,有可能会被外界修改。

对一个类或者对象的良好封装,可以达到以下的效果:

好处:

  • 隐藏实现细节,
  • 让使用者只能通过事先预定的方法来访问数据,从而可以在这个方法内加入逻辑控制,限制对成员变量的不合理访问
  • 可以进行数据检查,从而有利于保证对象信息的完整性
  • 便于修改,提高代码的可维护性

 

为了实现良好的封装,需要从以下两个方面来考虑

  • 把对象的实例变量和实现细节隐藏起来,不允许外界直接访问
  • 把方法暴露出来,让方法来控制对这些成员变量进行安全的访问和操作

14.

使用一个关键字private来修饰成员变量,外界就不能对它直接访问了,想要使用它的话,就必须提供公开的方法来对它进行访问,在这个方法中,就可以加入一些逻辑判断了,例如:

/*

    定义一个学生类:

       成员变量:name,age

       成员方法:show()方法

    我们在使用这个案例的过程中,发现了一个问题:

       通过对象去给成员变量赋值,可以赋值一些非法的数据。

       这是不合理的。

       应该是这个样子的:在赋值之前,先对数据进行判断。

       判断到底在哪里做比较合适呢?

       StudentDemo类是一个测试类,测试类一般只创建对象,调用方法。

       所以,这个判断应该定义在Student类中。

       而我们在成员变量的位置可不可以进行数据判断呢?

       是不可以的,因为做数据校验,必须要依靠一些逻辑语句。

       逻辑语句是应该定义在方法中的,所以,我们最终决定在Student类中提供一个方法来对数据进行校验。

    按照我们前面的分析,我们给出了一个方法进行校验。

    但是呢,它偏偏不调用方法来赋值,还是直接赋值了,

    这样我们的方法就没有起到作用。

    我就应该要求你必须使用我的方法,而不能直接调用成员变量赋值。

    怎么去强制要求不能直接使用成员变量呢?

    针对这种情况,Java就提供了一个关键字 private

    private:私有的。可以修饰成员变量和成员方法。

    注意:被private修饰的成员只能在本类中访问。

    其实我讲到现在讲解的是一个封装的思想。

    封装:是指隐藏对象的属性和实现细节,仅对外提供公共访问方式。

*/

class Student {

    //姓名

    String name;

    //年龄

    private int age;

    //写一个方法对数据进行校验

    /*

       返回值类型:void

       参数列表:int a

    */

//age变量是私有的变量,在外界不能直接访问,但是类内部的方法却可以访问

//在外界通过访问这个公共方法,间接的访问到了私有的成员变量

//并且在方法内部还可以加入逻辑判断

    public void setAge(int a) {

       if(a < 0 || age > 150) {

           System.out.println("年龄值非法");

       }else {

           age = a;

       }

    }

    //show()方法,显示所有成员变量值,show()方法是公有的,所以能被外界直接访问

    //由于show()方法是在类中定义的,所以本类中的所有变量都是可以被它访问的

    //这样达到了间接访问的效果

    public void show() {

       System.out.println("姓名:"+name);

       System.out.println("年龄:"+age);

    }

}

class StudentDemo {

    public static void main(String[] args) {

       //创建学生对象

       Student s = new Student();

       s.show();//默认值

       System.out.println("--------------");

       //给成员变量赋值

       s.name = "林青霞";

       //s.age = 27;

       s.setAge(27);

       s.show();

       System.out.println("--------------");

       //给age赋值

       //s.age = -27; //这个数据是不合理的

       //通过方法给值

       s.setAge(-27);

       s.show();

       System.out.println("--------------");

    }

}

 

一旦将成员变量定义成private的,就不能直接访问了,比如:

Student s = new Student();

System.out.println(s.age);//error

 

15.private关键字

private关键字:

  • 是一个权限修饰符。
  • 可以修饰成员(成员变量和成员方法)
  • 被private修饰的成员只能本类中才能访问。

 

private最常见的应用:

  • 把成员变量用private修饰
  • 提供对应的getXxx()/setXxx()方法,这样在类的外部就可以通过公有的方法对这些私有变量进行访问了

一个标准的使用案例

class Demo {

    //int num = 10;

    //用private修饰,只能在类中进行访问

    private int num = 10;

    public void show() {

       System.out.println(num);

    }

//私有方法,只能在类中进行调用

    private void method() {

       System.out.println("method");

    }

    public void function() {

       method();

    }

}

 

class PrivateDemo {

    public static void main(String[] args) {

       Demo d = new Demo();

       //不能访问私有的成员变量

       //System.out.println(d.num);

       d.show();

       //不能访问私有的成员方法

       //d.method();

       d.function();

    }

}

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