java--面向對象基礎

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類的定義 面向過程 ：是一種以過程為中心的編程思想，實現功能的每一步，都是自己實現的 面向對象 ：是一種以對象為中心的編程思想，通過指揮對象實現具體的功能 類的理解 類是對現實生活中一類具有共同屬性和行為的事物的抽象 類是對象的數據類型，類是具有相同屬性和行為的一組對象的集合 簡單理解：類就是對現實 ...


類的定義

  面向過程 ：是一種以過程為中心的編程思想，實現功能的每一步，都是自己實現的
  面向對象 ：是一種以對象為中心的編程思想，通過指揮對象實現具體的功能

  • 類的理解

    • 類是對現實生活中一類具有共同屬性和行為的事物的抽象
    • 類是對象的數據類型，類是具有相同屬性和行為的一組對象的集合
    • 簡單理解：類就是對現實事物的一種描述

  • 類的組成

    • 屬性：指事物的特征，例如：手機事物（品牌，價格，尺寸）
    • 行為：指事物能執行的操作，例如：手機事物（打電話，發簡訊）

  • 類和對象的關係

    • 類：類是對現實生活中一類具有共同屬性和行為的事物的抽象
    • 對象：是能夠看得到摸的著的真實存在的實體
    • 簡單理解：類是對事物的一種描述，對象則為具體存在的事物
類的定義 
 public class Student {  //定義一個公共類，都可以訪問調用該類
// 屬性 : 姓名, 年齡
// 成員變數: 跟之前定義變數的格式一樣, 只不過位置發生了改變, 類中方法外
String name;
int age;
// 行為 : 學習
// 成員方法: 跟之前定義方法的格式一樣, 只不過去掉了static關鍵字.
public void study(){
System.out.println("學習");
}
}

  對於一個類來說，有三種成員：屬性 field、方法 method、構造器 constructor。 

屬性（field 成員變數）

  屬性用於定義該類或該類對象包含的數據或者說靜態特征。屬性作用範圍是整個類體。
  在定義成員變數時可以對其初始化，如果不對其初始化，Java 使用預設的值對其初始化。 

數據類型  預設值
整型  0
浮點型  0.0
字元型 '\u0000'
布爾型 false
所有引用類型 null

屬性定義格式：

  [修飾符] 屬性類型 屬性名 = [預設值] ; 

方法

  方法用於定義該類或該類實例的行為特征和功能實現。方法是類和對象行為特征的抽象。面向對象中，整個程式的基本單位是類，方法是從屬於類和對象的。

  [修飾符] 方法返回值類型 方法名(形參列表) {
    // n 條語句
  }

構造方法(構造器 constructor) 

  構造器用於對象的初始化

  

  聲明格式： 

    [修飾符] 類名(形參列表){
        //n 條語句
        } 

  構造器 4 個要點：

  • 構造器通過 new 關鍵字調用！！
  • 構造器雖然有返回值，但是不能定義返回值類型(返回值的類型肯定是本類)，不能在構造器里使用 return 返回某個值。
  • 如果我們沒有定義構造器，則編譯器會自動定義一個無參的構造方法。如果已定義則編譯器不會自動添加！
  •  構造器的方法名必須和類名一致
/*
   定義一個“點”（Point）類用來表示二維空間中的點（有兩個坐標）。要求如下：
 可以生成具有特定坐標的點對象。
 提供可以計算該“點”距另外一點距離的方法。
*/
class Point {  // 定義一個類
    double x, y;  // 屬性

    public Point(double _x, double _y) { // 有參構造方法
        x = _x;
        y = _y;
    }

    public double getDistance(Point p) {  //一個成員方法，返回類型為double
        return Math.sqrt((x - p.x) * (x - p.x) + (y - p.y) * (y - p.y));
    }

    public static void main(String[] args) {  // 入口
        Point p1 = new Point(3.0, 4.0);
        Point origin = new Point(0.0, 0.0);
        System.out.println(p1.getDistance(origin));
    }
}

構造方法的重載

   構造方法重載(創建不同用戶對象)

構造方法重載(創建不同用戶對象) 
 public class User {
    int id; // id
    String name; // 賬戶名
    String pwd; // 密碼

    public User() {
    }

    public User(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    public User(int id, String name, String pwd) { // 構造方法重載
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.pwd = pwd;
    }

    public static void main(String[] args) {
        User u1 = new User();
        User u2 = new User(101, "小七");  // 使用的是有兩個參數的構造方法
        User u3 = new User(100, "張三", "123456"); // 使用的是三個參數的構造方法
    }
}

回顧方法重載：

  •    指同一個類中定義的多個方法之間的關係，滿足下列條件的多個方法相互構成重載
  •   多個方法在同一個類中
  •   多個方法具有相同的方法名
  •   多個方法的參數不相同，類型不同或者數量不同

特點：

  1.   類型不同或者數量不同重載僅對應方法的定義，與方法的調用無關，調用方式參照標準格式
  2.   重載僅針對同一個類中方法的名稱與參數進行識別，與返回值無關，換句話說不能通過返回值來判定兩個方法是否相互構成重載 

對象的創建和使用

  創建對象的格式：

    類名   對象名 = new 類名();

  調用成員的格式：

    對象名.成員變數

    對象名.成員方法();

示例代碼 : 

類的使用 
 public class TestStudent {
    /*
    創建對象的格式:
    類名 對象名 = new 類名();
    調用成員變數的格式:
    對象名.變數名
    調用成員方法的格式:
    對象名.方法名();
    */
    public static void main(String[] args) {
    // 類名 對象名 = new 類名();
    Student stu = new Student();
    // 對象名.變數名
    // 預設初始化值
    System.out.println(stu.name); // null
    System.out.println(stu.age); // 0
    stu.name = "張三";
    stu.age = 23;
    System.out.println(stu.name); // 張三
    System.out.println(stu.age); // 23
    // 對象名.方法名();
    stu.study();
    // com.itheima.object1.Student@b4c966a
    // 全類名(包名 + 類名)
    System.out.println(stu);
        }
}

對象記憶體圖

單個對象記憶體圖

多個對象記憶體圖

  總結：
  多個對象在堆記憶體中，都有不同的記憶體劃分，成員變數存儲在各自的記憶體區域中，成員方法多個對象共用的一份

JAVA 虛擬機記憶體模型概念

虛擬機棧（簡稱：棧）的特點如下：

  1. 棧描述的是方法執行的記憶體模型。每個方法被調用都會創建一個棧幀（存儲局部變數、操作數、方法出口等）

  2. JVM 為每個線程創建一個棧，用於存放該線程執行方法的信息（實際參數、局部變數等）

  3. 棧屬於線程私有，不能實現線程間的共用！

  4. 棧的存儲特性是“先進後出，後進先出”

  5. 棧是由系統自動分配，速度快！棧是一個連續的記憶體空間！

堆的特點如下：

  1. 堆用於存儲創建好的對象和數組(數組也是對象)

  2. JVM 只有一個堆，被所有線程共用

  3. 堆是一個不連續的記憶體空間，分配靈活，速度慢！

  4. 堆被所有的線程所共用，在堆上的區域，會被垃圾回收器做進一步劃分，例如新生代、老年代的劃分。 

方法區（也是堆）特點如下：

  1. 方法區是 JAVA 虛擬機規範，可以有不同的實現。

    i. JDK7 以前是“永久代”

    ii. JDK7 部分去除“永久代”，靜態變數、字元串常量池都挪到了堆記憶體中

    iii. JDK8 是“元數據空間”和堆結合起來。

  2. JVM 只有一個方法區，被所有線程共用！

  3. 方法區實際也是堆，只是用於存儲類、常量相關的信息！

  4. 用來存放程式中永遠是不變或唯一的內容。（類信息【Class 對象，反射機制中會重點講授】、靜態變數、字元串常量等）

  5. 常量池主要存放常量：如文本字元串、final 常量值。

多個對象指向相同記憶體圖

  總結 :
    當多個對象的引用指向同一個記憶體空間（變數所記錄的地址值是一樣的）
    只要有任何一個對象修改了記憶體中的數據，隨後，無論使用哪一個對象進行數據獲取，都是修改後的數據。

成員變數和局部變數

成員變數和局部變數的區別

  1. 類中位置不同：成員變數（類中方法外）局部變數（方法內部或方法聲明上）
  2. 記憶體中位置不同：成員變數（堆記憶體）局部變數（棧記憶體）
  3. 生命周期不同：成員變數（隨著對象的存在而存在，隨著對象的消失而消失）局部變數（隨著方法的調用而存在，醉著方法的調用完畢而消失）
  4. 初始化值不同：成員變數（有預設初始化值）局部變數（沒有預設初始化值，必須先定義，賦值才能使用） 

垃圾回收原理和演算法

記憶體管理

  Java 的記憶體管理很大程度就是：堆中對象的管理，其中包括對象空間的分配和釋放。

  對象空間的分配：使用 new 關鍵字創建對象即可

  對象空間的釋放：將對象賦值 null 即可

垃圾回收過程

  任何一種垃圾回收演算法一般要做兩件基本事情：

    1. 發現無用的對象

    2. 回收無用對象占用的記憶體空間。

  垃圾回收機制保證可以將“無用的對象”進行回收。

無用的對象指的就是沒有任何變數引用該對象。Java 的垃圾回收器通過相關演算法發現無用對象，併進行清除和整理。

垃圾回收相關演算法

引用計數法

  堆中的每個對象都對應一個引用計數器，當有引用指向這個對象時，引用計數器加1，而當指向該對象的引用失效時（引用變為 null），引用計數器減 1，最後如果該對象的引用計算器的值為 0 時，則 Java 垃圾回收器會認為該對象是

       無用對象並對其進行回收。優點是演算法簡單，缺點是“迴圈引用的無用對象”無法別識別。 

this 關鍵字

    普通方法中，this 總是指向調用該方法的對象。
    構造方法中，this 總是指向正要初始化的對象。

    this()調用重載的構造方法，避免相同的初始化代碼。但只能在構造方法中用，並且必須位於構造方法的第一句。
    this 不能用於 static 方法中。
    this 是作為普通方法的“隱式參數”，由系統傳入到方法中。 

this的用法詳解 
 public class TestThis {
    int a, b, c;

    TestThis() {
        System.out.println("正要初始化一個Hello對象");
    }

    TestThis(int a, int b) {
        // TestThis(); //這樣是無法調用構造方法的！
        this(); // 調用無參的構造方法，並且必須位於第一行！
        a = a;// 這裡都是指的局部變數而不是成員變數
        // 這樣就區分了成員變數和局部變數. 這種情況占了this使用情況大多數！
        this.a = a;
        this.b = b;
    }

    TestThis(int a, int b, int c) {
        this(a, b); // 調用帶參的構造方法，並且必須位於第一行！
        this.c = c;
    }

    void sing() {
    }

    void eat() {
        this.sing(); // 調用本類中的sing();
        System.out.println("你媽媽喊你回家吃飯！");
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThis hi = new TestThis(2, 3);
        hi.eat();
    }
}

this記憶體原理

註意 : this代表當前調用方法的引用，哪個對象調用的方法，this就代表哪一個對象

static 關鍵字 

靜態變數/靜態方法生命周期和類相同，在整個程式執行期間都有效。它有如下特點：

  為該類的公用變數，屬於類，被該類的所有實例共用，在類載入時被初始化。

  static 變數只有一份。

  一般用“類名.類變數/方法”來調用。

  在 static 方法中不可直接訪問非 static 的成員。

static 關鍵字的使用 
 public class TestStatic {
    int id; // id
    String name; // 賬戶名
    String pwd; // 密碼
    static String company = "北京xxx"; // 公司名稱

    public TestStatic(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    public void login() {
        System.out.println(name);
    }

    public static void printCompany() {
        // login();//調用非靜態成員，編譯就會報錯
        System.out.println(company);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestStatic u = new TestStatic(101, "高xx");
        TestStatic.printCompany();
        TestStatic.company = "北京阿裡";
        TestStatic.printCompany();
    }
}

靜態初始化塊 

  構造方法用於對象的普通屬性初始化。

  靜態初始化塊，用於類的初始化操作，初始化靜態屬性。

  在靜態初始化塊中不能直接訪問非 static 成員。 

static 靜態初始化塊 
 public class TestStatic2 {
    static String company; // 公司名稱
    static {
        System.out.println("執行類的初始化工作");
        company = "北京xxx";
        printCompany();
    }

    public static void printCompany() {
        System.out.println(company);
    }

    public static void main(String[] args) {
    }
}

包機制(package、import)

  包（package）相當於文件夾對於文件的作用。用於管理類、用於解決類的重名問題。

 package 的使用有兩個要點

  1. 通常是類的第一句非註釋性語句。

  2. 包名：功能變數名稱倒著寫即可，便於內部管理類。

com.oracle.test;
com.itbaizhan.gao.test;
com.itbaizhan.gao.view;

  JDK 中的主要包

  導入類 import

    如果要使用其他包的類，需使用 import，從而在本類中直接通過類名來調用，否則就需要書寫類的完整包名和類名。 

    Java 會預設導入 java.lang 包下所有的類，因此這些類我們可以直接使用。
     如果導入兩個同名的類，只能用包名+類名來顯示調用相關類：
     java.util.Date date = new java.util.Date()

  靜態導入

    靜態導入(static import): 其作用是用於導入指定類的靜態屬性和靜態方法，這樣我們可以直接使用靜態屬性和靜態方法。

    

靜態導入的使用 
 package com.itbaizhan;

import static java.lang.Math.*;//導入Math類的所有靜態屬性
import static java.lang.Math.PI;//導入Math類的PI屬性

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(PI);
        System.out.println(random());
    }
}

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