2.面向对象基础-01Java类和对象

写在前面：

（1）编程语言的发展（人越来越容易理解）：

　　机器语言

　　汇编语言

　　高级语言-面向过程

　　高级语言-面向对象

（2）面向对象的特点：

　　封装性

　　继承性

　　多态性

01Java类和对象

　　对象：属性（静态特征、数据）和行为（动态特征、方法）

　　类：具有相同属性的行为的对象的抽象

　　java中，万物皆可对象

一、Java类

　　组成：数据成员和方法成员

　　　　-数据成员（成员数据、变量、属性、字段）：类/对象的属性-静态

　　　　-方法成员（成员方法、过程、函数）：类/对象的操作-动态

　　例子：product类

public class Product
{
    //数据成员
    public String name;
    public double price;
    public int storage ;
    public double cost;//成本
    public double discount = 1;
    public double capital = 1000000;//总资金
    public double profit = 0;//利润
    //构造函数
    public Product(String name, double price, int storage,double cost) {
        this.name = name;
        this.price = price;
        this.storage = storage;
        this.cost = cost;
    }
    //方法成员
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public double getPrice() {
        return price;
    }
    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }
    public int getStorage() {
        return storage;
    }
    public void setStorage(int storage) {
        this.storage = storage;
    }
    public double getDiscount() {
        return discount;
    }
    public void setDiscount(double discount) {
        this.discount = discount;
    }
    public double getCost() {
        return cost;
    }
    public void setCost(double cost) {
        this.cost = cost;
    }
    public double getCapital() {
        return capital;
    }
    public void setCapital(double capital) {
        this.capital = capital;
    }
    public double getProfit() {
        return profit;
    }
    public void setProfit(double profit) {
        this.profit = profit;
    }

    public void purchase(int num)
    {
        this.storage -= num;
        double profit1 = num*(price-cost);
        profit += profit1;
        capital += profit1;
    }
    public void addStorage(int num)
    {
        capital -= num*cost;
        if(capital < 0)
        {
            System.out.println("破产了！！！！！！！！");
        }
        this.storage += num;
    }
    public void applyDiscount(double discount)
    {
        if(discount >= 1)
        {
            discount = 1;
        }
        this.price = price*discount;
    }
    public void printInfo()
    {
        System.out.println("name : "+name);
        System.out.println("price : "+price);
        System.out.println("storage : "+storage);
        System.out.println("capital : "+capital);
        System.out.println("profit : "+profit);

    }

}

Main函数

import java.util.Scanner;
public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入产品名：");
        String name = s.next();
        System.out.println("请输入价格：");
        double price = s.nextDouble();
        System.out.println("请输入库存：");
        int storage = s.nextInt();
        System.out.println("请输入成本价：");
        double cost = s.nextDouble();
        Product p = new Product(name,price,storage,cost);
        System.out.println("请输入折扣：");
        p.applyDiscount(s.nextDouble());
        p.printInfo();
        System.out.println("请输入购买量：");
        p.purchase(s.nextInt());
        p.printInfo();
        System.out.println("请输入进货量：");
        p.addStorage(s.nextInt());
        p.printInfo();
        s.close();
    }
}

二、对象

　　类和对象的关系：类是对象的类型，对象是类的实例

　　　　创建对象

　　　　适用对象

（一）对象创建和使用

　　1.使用new创建新的对象：类名 对象变量名 = new 类名([参数]);

　　2.对象变量.成员变量：访问对象的成员变量

　　3.对象变量.方法（实参列表）：调用对象的方法

　　4.类占用内存：基加成员的占用，Object成员只记引用

（二）访问权限控制

　　1.对不同类之间进行类、类的属性（数据）、类的方法（函数）的访问进行权限控制

　　一般情况下，方法为public，数据为private。方法提供了访问一个对象的数据的对外接口，体现了对数据的保护。

　　2.类与对象

　　　　（1）类（商品）

　　　　　　定义了所有商品的属性和行为

　　　　　　是一种类型，用来定义变量

　　　　　　表示一种静态概念，不占用内存

　　　　（2）对象（这件商品）

　　　　　　表达具体的实体

　　　　　　运行时占用内存（属性），进行信息交互（操作）

　　　　（3）把数据和对数据的操作放在一起，形成类->封装

　　　　　　封装性 是面向对象程序的三大特征之一

　　3.Java引用变量

　　　　引用类型：java中除了基本类型以外的变量类型都是引用类型

　　　　作用：通过引用操作对象，对象的管理者

　　　　　　Product p = new Product();

　　　　　p:对象变量（引用）

　　　　　

　　　　对象变量为空：null

　　4.Java内存空间分配

　　　　

　　（1）方法执行有其内存栈，所有本地变量（包括形参）按顺序压入栈中（先进后出）

　　　　-方法执行结束时其内存栈也将自然摧毁

　　　（2）创建对象时，该对象被保存在堆（运行时数据区）中，以便反复利用（创建对象成本较大）

　　　　①堆内存中的对象不会随方法的结束而摧毁（即使方法结束后，该对象还可能被引用）

　　　　②当对象还没有被引用时，系统会在合适的时候收回它

5.时间类

public class MyTime
{
    public int hour;
    public int minute;
    public int second;
    public MyTime(int hour, int minute, int second)
    {
        this.hour = hour;
        this.minute = minute;
        this.second = second;
    }
    public int getHour() {
        return hour;
    }
    public void setHour(int hour) {
        this.hour = hour;
    }
    public int getMinute() {
        return minute;
    }
    public void setMinute(int minute) {
        this.minute = minute;
    }
    public int getSecond() {
        return second;
    }
    public void setSecond(int second) {
        this.second = second;
    }

    public void before(MyTime t)
    {
        this.hour -= t.hour;
        this.minute -= t.minute;
        this.second -= t.second;
    }
    public void after(MyTime t)
    {
        this.hour += t.hour;
        this.minute += t.minute;
        this.second += t.second;
    }

    public void print()
    {
        System.out.printf("%02d:",this.hour);
        System.out.printf("%02d:",this.minute);
        System.out.printf("%02d",this.second);
    }

}

Main函数

import java.util.*;
public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        int hour = s.nextInt();
        int munite = s.nextInt();
        int second = s.nextInt();
        MyTime mt = new MyTime(hour,munite,second);
        mt.print();
        int hour1 = s.nextInt();
        int munite1 = s.nextInt();
        int second1 = s.nextInt();
        MyTime mt1 = new MyTime(hour1,munite1,second1);
        mt.before(mt1);
        mt.print();
        int hour2 = s.nextInt();
        int munite2 = s.nextInt();
        int second2 = s.nextInt();
        MyTime mt2 = new MyTime(hour2,munite2,second2);
        mt.after(mt2);
        mt.print();
        s.close();
    }
}

6.思考总结

思考

（1）Java中的值传递方式：JAVA中没有引用传递, 全部是按值调用

　　①函数为什么能修改真实的对象呢?这不是引用传递的特征吗?

　　　　　　引用传递指针时, 连函数操作的指针都是原来的指针,比如C++传入对象时直接用传入的指针操作

　　　　　　而JAVA的引用传进函数时 , 会复制一个引用与实参指向同一对象的引用, 操作的不是同一个引用,

　　　　详见：https://blog.csdn.net/q5706503/article/details/82910428

（2）Java中对象的赋值是深拷贝还是浅拷贝

　　　　详见：https://blog.csdn.net/liutaiyi8/article/details/108980650

（3）Java中对象的比较，如”==“比较的是对象的内存地址

总结

（1）引用类型变量存放在栈内存中；对象通过new产生，位于堆内存

（2）同一个类的每个对象占用不同的成员变量存储空间，每个成员变量在不同的对象中可以有不同的值（静态变量除外）

（3）方法仅一份，存放在代码区，执行时再分配内存。同一类的每个对象共享该类的代码。

三、Java类的生命周期

（一）构造方法

　　1.也叫构造函数，用于初始化对象（使用new构造）

　　2.特点：不能指定返回值类型；名字必须与类名一样；

　　3.当不提供构造方法时，编译器提供默认构造方法；当提供了构造方法时，不再提供默认构造方法。

（二）显式初始化

　　定义：在定义成员属性的时候就给定初值

（三）构造和初始化对象顺序

　　new初始化对象的顺序

　　1.申请内存空间，微信对象分配空间并初始化，所有基本数据类型数据设置成了默认值（如整数类型是0，布尔类型为false），而引用类型为null；

　　2.执行显式初始化

　　3.执行构造方法

　　4.将对该对象的引用赋值给引用变量

（四）Java垃圾回收器

　　Java不需要程序员直接控制内存回收，程序的内存分配和回收是jre在后台自动进行，jre负责回收不再使用的内存，这种机制被称为垃圾回收。

　　程序员只需要申请空间构造对象（new），不需要释放空间销毁对象（delete in c++）

四、this引用

　　（一）在类的方法定义中，使用this关键字代表使用该方法对象的引用，其值是当前对象的引用。

　　（二）通过this来区分同一个类的不同对象对相同函数的调用：

　　　　1.this来区分成员变量和本地变量

 public Product(String name, double price, int storage,double cost) {
        this.name = name;
        this.price = price;
        this.storage = storage;
        this.cost = cost;
    }

　　　　2.用this在构造方法中调用其他构造方法

public Product()
{
    this("",0,0,0);
    //只出现一次，位于第一行，只在构造函数里
}

五、static变量

　　（一）类变量-static变量（静态变量）

　　　　1.不属于任何对象，属于类的变量

　　　　2.可通过类名.静态变量 访问

　　　　3.可通过变量名.静态变量 访问（实际也是通过变量得到它的类）

　　　　4.可被静态函数或者成员函数访问

　　（二）类函数-static函数

　　　　-不可访问成员函数，但可被成员函数访问

　　（三）实例：显示时间的时钟，模拟时钟运行

import java.util.*;
/*
 * 方法1：类似Mytime
        包含时、分、秒
        能够运行run，分别检测各个字段是否产生进位
    有什么缺点，有什么更好的设计方法？
        难以扩展
        时、分、秒的数据和行为类似
    方法2：构造类Field和Clock
        Field用来表示某个字段
        Clock用来协调三个字段

 */
public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
      Clock c = new Clock();
      c.run();
    }
}
class Field
{
      int value;
      int limit;
      public Field(int value, int limit){
        this.limit = limit;
        this.value = value;
      }
      public int getValue() {
        return value;
      }
      public boolean increase()
      {
          value++;
          if (value >= limit)
          {
              value = 0;
              return true;
          }
          else
          {
                return false;
          }
      }
    }
class Clock
{
      Field hour = new Field(0,24);
      Field minute = new Field(0,60);
      Field second = new Field(0,60);
      public void run()
      {
        while (true)
        {
            boolean s = second.increase();
            if (s)
            {
                boolean m = minute.increase();
                if (m)
                {
                    hour.increase();
                }
            }
            System.out.printf("%02d:%02d:%02d\n",
                                hour.getValue(),
                                minute.getValue(),
                                second.getValue());
        }
      }
}

修改Field，使得Field之间可以关联：

import java.util.*;
/*
 * 改进，使Field之间可以关联

 */
public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
      Clock c = new Clock();
      c.run();
    }
}
class Field
{
    private int value=0;
    private int limit;
    private Field higherField;

    public Field(int limit, Field higherField)
    {
        this.limit = limit;
        this.higherField = higherField;
    }
    public Field(int limit)
    {
        this.limit = limit;
    }
    public int getValue()
    {
        return value;
    }
    public void increase()
    {
        value ++;
        if (value==limit)
        {
            value = 0;
            if (higherField!=null)
            {
                higherField.increase();
            }
        }
    }
}

class Clock
{
    private Field hour;
    private Field minute;
    private Field second;

    public Clock()
    {
        hour = new Field(24);
        minute = new Field(60,hour);
        second = new Field(60,minute);
    }
    public void run()
    {
        while(true)
        {
            second.increase();
            System.out.printf("%02d:%02d:%02d\n",
                    hour.getValue(),
                    minute.getValue(),
                    second.getValue());
        }
    }
}

六、封装性怎么理解

　　1.封装对象的属性和方法，形成一个不可分割的独立单位

　　　　-类、类的成员属性和成员方法

　　2.信息隐蔽，即尽可能隐蔽对象的内部细节，对外形成一个边界，仅提供公共访问方式，保留有限的对外接口

　　　　-类的权限修饰

　　3.封装原则：

　　　　-将不需要对外提供的内容都隐藏起来

　　　　-把属性都隐藏，提供公共方法对其访问

　　4.可重用、可维护、安全性