java基础--类与对象概念

1，类的定义

描述实体的抽象概念，属性及行为相似的对象可以归成一个类。

在软件中，类就是一个模板，它定义了通用于一个特定种类的所有对象的状态（变量）和行为（方法）。类是创建对象的模板，对象是类的实例。

声明形式

[public] [abstract | final] class 类名称

[extends 父类名称]

[implements 接口名称列表]

{

数据成员声明及初始化;

方法成员声明及方法体;

}

关键字

◦class：表明其后声明的是一个类。

◦extends：如果所声明的类是从某一父类派生而来，那么，父类的名字应写在extends之后

◦implements：如果所声明的类要实现某些接口，那么，接口的名字应写在implements之后

类修饰符

可以有多个，用来限定类的使用方式

◦public：表明此类为公有类

◦abstract：指明此类为抽象类

◦final：指明此类为终结类

类声明体

◦数据成员声明及初始化

–可以有多个

◦方法成员声明及方法体

–可以有多个

数据成员

◦表示Java类的状态

◦声明数据成员必须给出变量名及其所属的类型，同时还可以指定其他特性

◦在一个类中成员变量名是唯一的

◦数据成员的类型可以是Java中任意的数据类型(基本类型，类，接口，数组)

方法成员

◦定义类的行为

–一个对象能够做的事情

–我们能够从一个对象取得的信息

◦可以没有，也可以有多个；

◦分为实例方法和类方法(静态方法)

类成员的访问控制

public

◦这些成员能被所有的类访问

protected

◦这些成员只能被类本身，派生类或者同一个包下的类访问。

private

◦这些成员除了类本身外任何类不允许访问。

default

◦不加任何访问控制保留字，这些成员只能被类本身或同一个包下的类访问。

2，类的特殊成员

构造方法

◦构造方法的名字和类名相同，并且没有返回值（连void都不允许）。

◦构造方法主要用于为类的对象定义初始化状态。

◦我们不能直接调用构造方法，必须通过new关键字来自动调用，从而创建类的实例。

◦Java的类都要求有构造方法，如果没有定义构造方法，Java编译器会为我们提供一个缺省的构造方法，也就是不带参数的构造方法。

静态数据成员

◦静态成员以static关键字修饰，如：

◦Class Person{

staticint name；

public static void getName(){……}；

}

静态方法和静态变量是属于某一个类，而不属于类的对象，不管对象有多少，静态成员在内存中只存在一份拷贝，所有对象共享同一份静态成员。

静态方法和静态变量的引用可以直接通过类名引用，而不需要经过类的实例化。如：Person.name; Person.getName();

在静态方法中不能调用非静态的方法和引用非静态的成员变量。反之，则可以。

final数据成员

◦final数据成员类似于C++中的const数据，以及C中宏定义。

◦final数据成员一旦被初始化便不可改变，这里不可改变的意思对基本类型来说是其值不可变，而对于对象变量来说其引用不可再变，但引用变量所指向的对象中的内容还是可以改变的。

final方法成员

◦派生类只能从父类继承final方法，但是不能覆盖该final方法。

◦当一个方法提供的功能已经满足要求，不需要再进行扩展，或者不想被子类覆盖时，可以将方法声明为final。

抽象方法和抽象类

在类中没有方法体的方法，就是抽象方法。

含有抽象方法的类，即为抽象类。

如果一个子类没有实现抽象基类中所有的抽象方法，则子类也成为一个抽象类。

我们可以将一个没有任何抽象方法的类声明为abstract，避免由这个类产生任何的对象。

构造方法、静态方法、私有方法、final方法不能被声明为抽象的方法

3，面向对象的概念

设计一个窗口

◦面向过程：

在一个结构体中定义窗口的大小，位置，颜色，背景等属性，对窗口操作的函数与窗口本身的定义没有任何关系，如HideWindow,MoveWindow这些函数都需要接受一个代表被操作的窗口参数，这可以理解为，谓语与宾语的关系。

◦面向对象：

定义窗口时，除了要指定在窗口的属性，如大小，位置，颜色等等之外，还要指定该窗口可能具有的动作，如隐藏，移动等。这些函数被调用时，都是以某个窗口要隐藏，某个窗口要移动的格式来使用，可以理解为主语与谓语的关系。

面向对象的三大特征

封装

◦封装是把过程和数据组织起来，对数据的访问只能通过已定义的方法。

◦封装的目的在于将对象的使用者和设计者分开，使用者不必知道行为实现的细节，只需使用设计者提供的消息来访问对象

继承

◦新的类可以获得已有类（称为超类、基类或父类）的属性和行为，称新类为已有类的派生类（也称为子类）。

继承可以增加代码的重用性，在拥有父类的功能基础上增加自己的功能。

多态

◦发送消息给某个对象，让该对象自行决定响应何种行为。可以理解为横向上的重载，纵向上的覆盖。

◦使语言具有灵活、抽象、行为共享、代码共享的优势，很好地解决了应用程序方法同名问题

重载(Overload)

BaseClass base = newBaseClass();

int temp = 1;

base.fun(); //不带参数

base.fun(temp); //带int型参数

覆盖(Override)

DerivedC derived=newDerivedC(); //Derived继承于BaseClass.

BaseClassbase= derived;

base.play(); //执行的是DerivedC中定义的play().

类的申明

public class Window{

int size;

private int position[2];

protected int color;

public void setSize(intnewSize){

size = newSize;

}

protected void setPosition(int x,int y){

position[0] = x;

position[1] = y;

}

private void setColor(intnewcolor){

color = newColor;

}

……

}

类的实例

类并不会执行任何功能，而是由类创建的对象实例去完成某些功能。

对象的创建

◦ Person per = new Person( );

◦ Person per; per = new Person();

◦每个对象都必须经过关键字new分配内存空间后方能使用。

数据成员的调用

◦per.name=“Li”;

◦per.tell();

4，所有对象都是引用

C++有两种方式操纵对象

◦1.以标识符直接标识对象;

Person per = Person();

per.say();

◦2.通过指针以标识符间接标识对象。

Person *per = new Person();

per->say();

Java只有一种方式操纵对象

◦所有对象标识均是对象引用。

引用VS指针

引用类似于指针，但是引用没有指针的语义。

指针支持算术运算，允许前后随意移动。也正因为这样，导致指针存在诸多不安全性。

引用只能通过赋值指称新的对象，不允许算术运算。可以将引用理解为更安全的指针。

所谓引用数据类型，实际上传递的就是堆内存的使用权，可以同时为一个堆内存空间定义多个栈内存的引用操作。

public class Person{

◦String name;

◦int age;

◦public void tell(){

–System.out.println(“姓名:”+name+“年龄:”+age);

◦}

public class Example{

public static void main(String args[]){

Person per1=null;

Person per2=null;

per1=new Person();

per2=new Person();

per1.name=“张三”;

per1.age=30;

per2.name=“李四”;

per2.age=33;

per2=per1;

per2.age=25;

per1.tell(); //输出什么？ 姓名：张三 年龄：25

}

}

对象的内存分配

对象保存在栈内存中，数据成员保存在堆内存中。每个对象在内存里都有自己的一份数据拷贝。

方法成员保存在代码区，在内存中只有一份拷贝，同一个类的所有对象共享同一段程序代码。

思考：对象共享同一段程序代码，如何区分不同对象的数据？

this变量代表对象本身。每一个方法成员内部都有一个this引用变量，指向当前的对象。每当调用一个实例方法时，this变量将被设置成引用该实例方法的特定的类对象，Java编译器会将该变量传递到实例方法。方法的代码接着可以与this所代表的对象的特定数据建立关联。

5，对象复制：深复制与浅复制

1，什么时候需要用到对象复制？

状态复制

◦显示的赋值

– 直接将一个对象的状态复制到另一个对象

◦对象初始化

–用一个现有对象的状态确定一个新建对象的状态

制作副本

◦对象作为方法的参数

–对象按值调用。

◦对象作为返回值

–将方法中的局部对象复制一份并返回

JAVA的对象传递

在Java中，对象作为参数的传递效果总是按引用传递。只有对象引用的复制，不会发生对象实例的复制。

◦优点：高效（无需制作副本）

◦缺点：不安全（方法调用有副作用）

用final修改对象参数，仍无法改正以上缺点，因为这样仅仅保证了对象引用没有副作用，对象实例仍可能被改变。

解决方法：在方法里复制对象，达到按值传递对象的效果。

◦优点：安全

◦缺点：低效（需要制作副本，更多的手工编程）

2，深复制与浅复制的区别

复合对象：对象中还包含了其他对象的引用。

深浅复制只对复合对象才有意义，对普通对象来说效果一样。

对复合对象，深浅复制的区别：

◦浅复制：仅复制复合对象的根对象——只复制了对象引用，不复制对象实例

◦深复制：复制复合对象的整个结构——深复制递归复制复合对象中的每个子对象

深浅复制实例——实现Cloneable接口

Object类是所有类的基类，所有的类都继承自Object类。

Object类里定义的clone()方法采用的是浅复制策略。