[Java知识库] day07_面向对象(基本概念丶属性）

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[Java知识库]day07_面向对象(基本概念丶属性）

面向过程和面向对象的区别? ?

“面向过程”(Procedure Oriented)是一种以过程为中心的编程思想，简称 OP。“面向过程” 也可称之为“面向记录”编程思想，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一步实现，使用的时候一个一个依次调用就可以了。所以面向过程的编程方式关注点不在“事物”上，而是做这件事分几步，先做什么，后做什么。例如：早晨起来：起床、穿衣、洗漱、上班，只要按照这个步骤来，就能实现“一天”的功能，整个这个过程中关注的是一步一步怎么做，并没有关注“人”这个事物。再例如：开门、调整座椅、系好安全带、踩离合、启动、挂档、给油，只要按照这个步骤来，车就走了，显然关注点还是在步骤上，只要实现每一步就行，整个过程并没有关注“汽车”这个事物。

“面向对象”(Object Oriented)是一种以对象为中心的编程思想，简称 OO。随着计算机技术的不断提高，计算机被用于解决越来越复杂的问题。一切事物皆对象，通过面向对象的方式，将现实世界的事物抽象成对象。通过面向对象的方法，更利于用人理解的方式对复杂系统进行分析、设计与编程。同时，面向对象能有效提高编程的效率，通过封装技术，可以像搭积木的一样快速开发出一个全新的系统。面向对象将对象作为程序的基本单元，将程序和数据封装其中，以提高软件的重用性、灵活性和扩展性。Java语言是一种面向对象的程序设计语言，而面向对象思想（OOP）是一种程序设计思想，我们在面向对象思想的指引下，使用Java语言去设计、开发计算机程序。使用面向对象编程思想开发系统，在现代开发中会将面向对象贯穿整个过程，一般包括： OOA/OOD/OOP：

OOA：面向对象分析（Object-Oriented Analysis）
OOD：面向对象设计（Object-Oriented Design）
OOP：面向对象编程（Object-Oriented Programming）

面向过程和面向对象有什么关系呢？面向过程其实是最为实际的一种思考方式，就算是面向对象的方法也是含有面向过程的思想。可以说面向过程是一种基础的方法。它考虑的是实际地实现。一般的面向过程是从上往下步步求精。面向对象主要是把事物给对象化，对象包括属性与行为。当程序规模不是很大时，面向过程的方法还会体现出一种优势。因为程序的流程很清楚，按着模块与函数的方法可以很好的组织。但对于复杂而庞大的系统来说，面向过程显得就很无力了。

面向过程(OOP)?与面向对象(OOP)

二者都是一种思想，面向对象是相对于面向过程而言的。面向过程，强调的是功能行为，以函数为最小单位，考虑怎么做。面向对象，将功能封装进对象，强调具备了功能的对象，以类/对象为最小单位，考虑谁来做。面向对象思想是一种更符合我们思考习惯的思想，它可以将复杂的事情简单化，并将我们从执行者变成了指挥者。

面向对象的三大特征

封装 (Encapsulation)
继承 (Inheritance)
多态 (Polymorphism)

面向对象的思想概述：程序员从面向过程的执行者转化成了面向对象的指挥者。面向对象分析方法分析问题的思路和步骤：

根据问题需要，选择问题所针对的现实世界中的实体。
从实体中寻找解决问题相关的属性和功能，这些属性和功能就形成了概念世界中的类。
把抽象的实体用计算机语言进行描述，形成计算机世界中类的定义。即借助某种程序
语言，把类构造成计算机能够识别和处理的数据结构。
将类实例化成计算机世界中的对象。对象是计算机世界中解决问题的最终工具。

类和对象的概念

软件存在的意义就是为了解决现实世界当中的问题，它必然模拟现实世界，也就是说现实世界中有什么，软件中就对应有什么。面向对象编程思想中关注点是“对象”或者“事物”，那么在编程语言当中要想创建对象则必须先有类，那么类和对象分别是什么，它们的区别和联系是什么呢？

什么是类？

类：是一类具有相同特性的事物的抽象描述，是一组相关属性和行为的集合。可以看成是一类事物的模板，使用事物的属性特征和行为特征来描述该类事物。??可以理解为：类 = 抽象概念的人，比如黄种人；对象 = 实实在在的某个人，比如诸葛亮。

面向对象程序设计的重点是类的设计
类的设计，其实就是类的成员的设计
- 现实中的属性（就是该事物的状态信息），比如说人的姓名，年龄，国籍，对应了类中的成员变量
- 现实中的行为（就是该事物能够做什么），比如说吃饭丶睡觉对应了类中的成员方法

什么是对象

对象：是一类事物的具体体现。对象是类的一个实例（对象并不是找个女朋友），必然具备该类事物的属性和行为。类：我们叫做class。对象：我们叫做Object,instance(实例)。以后我们说某个类的对象，某个类的实例。是一样的意思。通过类可以创建对象，对象又被称为实例（instance），这个过程也可以称为实例化。对象具有共同特征，进行抽象形成了类，所以从对象到类称为抽象。

通过以上的描述，我们得知常见的类的成员有?属性和方法，而属性描述的是状态，方法描述的是行为动作。

类与对象的关系?

类是对一类事物的描述，是抽象的。
对象是一类事物的实例，是具体的。
类是对象的模板，对象是类的实体。

类的语法格式

Java自定义Person类，步骤如下：

定义类（考虑修饰符、类名）
编写类的属性（考虑修饰符、属性类型、属性名、初始化值）
编写类的方法（考虑修饰符、返回值类型、方法名、形参等）

代码示例

public class Person {
    //属性name,age,isMale
    // 成员变量
    String name;
    int age = 1;
    boolean isMale;

    //成员方法
    public void eat() {
        System.out.println("人可以吃饭");
    }

    public void sleep() {
        System.out.println("人可以睡觉");
    }

    public void talk(String language) {
        System.out.println("人可以说话,使用的是：" + language);
    }

}

?对象的创建和使用

类定义之后，就可以使用类这个“模板”来创造“对象”了，一个类是可以创建多个对象的哦！怎么创建呢，语法是什么？其实语法格式很简单：new 类名()，这样就可以完成对象的创建了。俗话说，你想要什么 java 都可以给你，想要啥你就 new啥

对象的创建语法

那么，对象名中存储的是什么呢？答：对象地址。直接打印对象名和数组名都是显示“类型@对象的hashCode值"，所以说类、数组都是引用数据类型，引用数据类型的变量中存储的是对象的地址，或者说指向堆中对象的首地址。

创建自定义Person类的对象

public class PersonTest {
    public static void main(String[] args) {
        //2. 创建Person类的对象
        Person p1 = new Person();
        //Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        //调用对象的结构：属性、方法
        //调用属性：“对象.属性”
        p1.name = "Tom";
        p1.isMale = true;
        System.out.println(p1.name);

        //调用方法：“对象.方法”
        p1.eat();
        p1.sleep();
        p1.talk("Chinese");

        //*******************************
        Person p2 = new Person();
        System.out.println(p2.name);//null
        System.out.println(p2.isMale);
        //*******************************
        //将p1变量保存的对象地址值赋给p3,导致p1和p3指向了堆空间中的同一个对象实体。
        Person p3 = p1;
        System.out.println(p3.name);//Tom
        //给age属性赋值
        p3.age = 10;
        System.out.println(p1.age);//10

    }
}

注意事项：

类、数组都是引用数据类型，引用数据类型的变量中存储的是对象的地址，或者说指向堆中对象的首地址。
匿名对象：我们也可以不定义对象的句柄，而直接调用这个对象的方法。这样的对象叫做匿名对象。匿名对象只能使用一次。
使用“对象名.对象成员”的方式访问对象成员（包括属性和方法）
如果创建了一个类的多个对象，则每个对象都独立的拥有一套类的（非static）属性。意味着：如果我们修改一个对象的属性a，则不影响另外一个对象属性a的值。成员方法多个对象共用的一份。
属性的类型可以是Java的任意类型，包括基本数据类型、引用数据类型（类、接口、数组等）。如果属性是引用类型，则给其赋值的是其对应的内存地址值。?
当多个对象的引用指向同一个内存空间（变量所记录的地址值是一样的）只要有任何一个对象修改了内存中的数据，随后，无论使用哪一个对象进行数据获取，都是修改后的数据。
只要调用方法,就会在栈区开辟一块空间,用来执行该方法 ??
对象和对象之间的关系是相互独立的

类的访问机制：

在一个类中的访问机制：类中的方法可以直接访问类中的成员变量。（例外：static方法访问非static，编译不通过。）
在不同类中的访问机制：先创建要访问类的对象，再用对象访问类中定义的成员。

对象的创建和使用：内存解析?

程序计数器：

概念：可以看做当前线程所执行的字节码的行号指示器。程序计数器是CPU中的寄存器，它包含每一个线程下一条要执行的指令的地址。
特点：线程私有的内存

java 虚拟机栈：

概念：描述的是 java 方法执行的内存模型。（每个方法在执行的时候会创建一个?栈帧，用于存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等信息。每个方法从调用直至完成的过程，就对应一个栈帧从入栈到出栈的过程。）虚拟机栈用于存储局部变量表等。局部变量表存放了编译期可知长度的各种基本数据类型（boolean、byte、char 、 short 、 int 、 float 、 long 、double）、对象引用（reference类型，它不等同于对象本身，是对象在堆内存的首地址）。?方法执行完，自动释放。
特点?：线程私有，生命周期和线程相同。?这个区域会出现两种异常： StackOverflowError 异常：若线程请求的深度大于虚拟机所允许的深度。 OutOfMemoryError 异常：若虚拟机可以动态扩展，如果扩展是无法申请到足够的内存。

本地方法栈：

概念：它与虚拟机栈所发挥的作用是相似的，区别是 java 虚拟机栈为执行 java 方法服务，而本地方法栈是为本地方法服务。当程序中调用了native的本地方法时，本地方法执行期间的内存区域。
特点：线程私有，也会抛出两类异常：StackOverflowError 和 OutOfMemoryError。

java 堆：

概念：是被所有线程共享的一块区域，在虚拟机启动时创建。
特点：线程共享，存放的是对象实例（所有的对象实例和数组），GC 管理的主要区域。可以处于物理上不连续的内存空间。

方法区：

概念：存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量，即时编译器编译后的代码等数据。
特点：线程共享的区域，抛出异常 OutOfMemory 异常：当方法区无法满足内存分配需求的时候。

针对于目前来说，大家必须要知道 java 虚拟机有三块主要的内存空间，分别是“虚拟机栈（后面简称栈）”、“方?区”、“堆区”，方法区存储类的信息，栈中存储方法执行时的栈帧以及局部变量，堆区中主要存储 new 出来的对象，以及对象内部的实例变量。其中垃圾回收器主要针对的是堆内存，方法区中最先有数据，因为程序执行之前会先进行类加载。栈内存活动最频繁，因为方法不断的执行并结束，不断的进行压栈弹栈操作。

类的成员之一：属性

属性的类型可以是Java的任意类型，包括基本数据类型、引用数据类型（类、接口、数组等）。如果是class类作为属性，赋值的时候是赋值其new出来的对象。

变量的分类?

成员变量（属性）和局部变量的区别???

?在 java 语言当中，当实例变量没有手动赋值，在创建对象的时候，也就是说在 new 的时候，系统会对实例变量默认赋值，它们的默认值请参考下表：

?代码示例

/*
 * 类中属性的使用
 * 
 * 属性（成员变量）   vs  局部变量
 * 1.相同点：
 *         1.1  定义变量的格式：数据类型  变量名 = 变量值
 *         1.2 先声明，后使用
 *         1.3 变量都有其对应的作用域 
 * 
 * 
 * 2.不同点：
 *         2.1 在类中声明的位置的不同
 *         属性：直接定义在类的一对{}内
 *         局部变量：声明在方法内、方法形参、代码块内、构造器形参、构造器内部的变量
 *         
 *         2.2 关于权限修饰符的不同
 *         属性：可以在声明属性时，指明其权限，使用权限修饰符。
 *             常用的权限修饰符：private、public、缺省、protected  --->封装性
 *             目前，大家声明属性时，都使用缺省就可以了。
 *         局部变量：不可以使用权限修饰符。
 * 
 *         2.3 默认初始化值的情况：
 *         属性：类的属性，根据其类型，都有默认初始化值。
 *             整型（byte、short、int、long）：0
 *             浮点型（float、double）：0.0
 *             字符型（char）：0  （或'\u0000'）
 *             布尔型（boolean）：false
 * 
 *             引用数据类型（类、数组、接口）：null
 * 
 *         局部变量：没有默认初始化值。
 *          意味着，我们在调用局部变量之前，一定要显式赋值。
 *             特别地：形参在调用时，我们赋值即可。
 * 
 *         2.4 在内存中加载的位置：
 *         属性：加载到堆空间中   （非static）
 *         局部变量：加载到栈空间
 * 
 */
public class UserTest {
    
    public static void main(String[] args) {
        User u1 = new User();
        System.out.println(u1.name);
        System.out.println(u1.age);
        System.out.println(u1.isMale);
        
        u1.talk("韩语");
        
        u1.eat();
        
    }
}

class User{
    //属性（或成员变量）
    String name;
    public int age;
    boolean isMale;
    
    
    public void talk(String language){//language:形参，也是局部变量
        System.out.println("我们使用" + language + "进行交流");
        
    }
    
    public void eat(){
        String food = "烙饼";//局部变量
        System.out.println("北方人喜欢吃：" + food);
    }
    
}

成员变量的分类