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30天学习Java第四天——面向对象

news 来源：原创 2025/4/29 22:37:21

面向对象

概述

面向过程与面向对象
- 面向过程就是分析出解决问题所需要的步骤，然后用函数把这些步骤一步步实现，使用的时候一个个依次调用就行了。
  
  面向过程关注于首先功能的步骤上，适合简单的流程，速度快
- 面向对象就是分析出解决这个问题都需要哪些对象的参加，然后让对象与对象之间协作起来形成一个系统。
  
  面向对象关注于实现功能需要哪些对象的参与，耦合度低，扩展力强
面向对象三大特征
1. 封装
2. 继承
3. 多态

类与对象

类 = 属性 + 方法

定义一个类

public class Student {
	
    //类中的实例变量
    String name;
    int age;
    boolean gender;
    
    //实例方法
    //实例方法不加static
    public void learning(){
        System.out.println("正在学习···")
    }

}

public class StudentTest {
    public static void main(String[] args) {
		//局部变量
        int i = 10;
        
        //实例化学生类对象
        //s1也是局部变量
        //s1中存的是堆内存中Student对象的内存地址，是对Student对象的一个引用
        Student s1 = new Student();
        String name = s1.name;
        int age = s1.age;
        boolean gender = s1.gender;

        name = "张三";
        System.out.println(name);
    }
}

为什么要定义一个类？

要通过类实例化对象，让对象与对象之间协作形成系统解决问题。
实例变量属于成员变量，成员变量没有赋值，系统会自动赋默认值
内存图
- 元空间：存储类的元信息，字节码等。元空间是JVM中方法区的实现。（Java8之前叫’永久代’）。使用的是本地内存，不是JVM内存
- 所有new出来的对象，都存在堆内存中
- 虚拟机栈中存的栈帧。当方法被调用时，会给该方法分配空间，在虚拟机栈中压栈，压入一个栈帧。这个栈帧就是该方法的活动空间。每个栈帧中包含：局部变量表，操作数栈等
- 局部变量存在栈中，实例变量存在堆内存的对象中，s1只是接收实例对象的一个引用，也是一个局部变量，存在虚拟机栈的栈帧中
实例对象与实例方法的访问

访问实例变量与实例方法，必须先new对象，通过对象访问
=空指针异常NullPointerException=

引用一旦为null,表示引用不再指向对象了。这时候通过引用访问类中的属性方法，编译不报错，执行时就行报空指针异常错误
空引用调用实例变量\方法，一定会空指针异常
=值传递与引用传递=（其实就是一个保存的是字面量值，一个保存的是内存地址）
- 可以通过画JVM内存图清晰的看出来
- 值传递不改变原来的值，只是复制了一份
- 引用传递复制的是变量保存的地址，因此改变值，改变的是这个地址内的数据，原来的数据也就被改变了
this关键字
- 调用实例变量需要引用.属性，如果想在实例方法中使用实例变量，也需要引用.属性，但是此时还没有new对象，因此使用this作为引用。
- this也是一个引用，保存的是当前对象的地址
- this大部分可以省略，除了用来区分实例变量与局部变量的时候
- this不能在静态方法中使用（静态方法是通过类.方法的方式调用的）
- 在一个构造方法中调用本类的其他构造方法，可以使用this(构造参数)
```
public class Student {
    
   String name;
    
   public void study(){
       //this作为引用，引用name属性
       this.name = "张三"
   }  
}

public class StudentTest {
    public static void main(String[] args){
        Student u1 = new Student();
        u1.fun();	//u1调用fun()方法时，fun()方法中的this指的就是u1
    }
}
```
实例方法的栈帧中第一个槽位中存储的就是this，this的地址是调用该方法对象的地址。所以this的值也是会变的，谁调用它，它就保存谁的地址

面向对象三大特性之——封装

为什么封装
为了保护属性安全，不然谁都可以读取修改类中的属性。将实例变量封装起来，在getter与setter方法中可以定义一些安全性措施。
如何封装
- 属性私有化（使用 private 修饰）
- 对外提供访问入口（提供public修饰的get和set方法用于读写）

构造方法

构造方法的作用
- 创建对象
- 初始化对象
如何定义构造方法
[修饰符列表] 构造方法名 (形参列表){
构造方法体；
}
注意：构造方法名与类名一致，不需要提供返回值类型
如何调用构造方法
使用new调用
知识点：
- 构造方法执行结束后，会返回创建的对象的内存地址
- new一个对象实际就是调用类的构造方法，创建的对象
- 如果一个类没有显式定义构造方法，系统会默认提供一个无参的构造方法（称为缺省构造器）
- 我们可以显式的定义构造方法，可以在构造方法中同时完成实例变量的初始化操作。显式定义了构造方法，系统就不会提供缺省构造器了。
- 在Java中可以定义多个构造方法，这些构造方法自动构成了方法的重载
- 构造方法执行原理
  构造方法的执行有两个阶段
  1. 对象创建阶段
    new的时候在堆中开辟空间，然后赋默认值，在构造方法的方法体执行之前就完成了。
  2. 初始化阶段
    执行构造方法体，开始进行初始化
    先后顺序不可颠倒，一定是先创建了对象，后执行了初始化操作
构造代码块

语法：就是一对大括号 { }

public class A {
	{
		构造代码块;
	}
	
	// 构造方法
	public A(){
		
	}
}

构造代码块什么时候执行？
每一次new的时候都会执行一次构造代码块
构造代码块是在构造方法体执行之前执行的
也就是在对象创建之后，初始化之前
创建对象–》执行构造代码块–》执行构造方法体进行初始化
构造方法块的使用场景
执行一些通用的初始化操作

static关键字

static修饰的变量：静态变量
static修饰的方法：静态方法
所有static修饰的，访问时，直接用类名.，不需要new对象
当一个属性是对象级别的，要将其定义为实例变量
当一个属性对于所有对象的值都是一样的，可以将其定义为static，能够省一些内存空间。在调用static属性时，尽量使用类名.的方式
静态变量存在堆内存中，在类加载时初始化
静态代码块
- 在类加载时执行，只执行一次
- 可以定义多个，自上而下依次执行
- 如果有些需求需要在类加载时执行，可以将其写入静态代码块中，这是一个类加载时刻代码