Java面向对象编程特点与用法

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了Java面向对象编程特点与用法，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含11274字，纯文字阅读大概需要17分钟。

内容图文

1.什么是面向对象（Object-Oriented Programming，OOP）

　　面向过程：按步骤去实现功能，适用于一些简单的问题。

　　面向对象：首先思考问题如何分类，然后对问题的子类再细分，最后对分类下的细节进行面向过程的思考。适合处理复杂以及需要多方协作的问题。

　　对于复杂的事物，为了从宏观上把握、从整体上合理分析，我们需要使用面向对象的思路来分析整个系统；然后对于微观操作，我们则需要采用面向过程的思路去处理解决。

　　面向对象编程的本质就是：以类的方式组织代码，以对象的方式组织（封装）数据。

　　抽象：对问题进行分析抽离出需要研究解决的特质。

　　三大特性的简单理解（后续会有更具体的学习）：

　　1）封装：将代码要用的数据封装起来，一同使用；

　　2）继承：子类父类的继承关系，子类会顺承父类的一系列特性；

　　3）多态：对于一个方法，不同对象可能会有不同的形态。

　　一般认识的角度来说，先有对象而后有类，对象是具体的事物，类是对对象的抽象。而从代码运行的角度来说，先有类才有对象，类是对象的模板（对象是以类为模板new出来的）。

　　方法的调用：

　　1）静态方法（static）：直接调用。

　　2）非静态方法：需要先将类实例化，再调用（new Student().method() 或者Student a = new Student(); a.method()）

　　要注意的是，static方法是随类产生同时生成的，而非静态方法需要先声明才可调用。所以在方法之间的调用时，要注意先后顺序，若在静态方法内调用非静态方法，可能会因为非静态方法还未实例化导致调用失败。

2.类和对象的创建

　　类是一种抽象的数据结构，是对某一类事物整体描述/定义，但是并不能代表一个具体的事物，只属于这类事物的共有模板，比如，人都可以通过年龄、身高和体重等数据来描述。

　　对象是类的具体实例，比如张三，以上面的类为模板，年龄是18，身高是170cm，体重是55kg等，能体现出这个人的具体属性或特点。

　　创建和初始化对象：我们使用new关键字来创建对象。使用new关键字创建的时候，JVM除了分配内存空间之外，还会给创建好的对象进行默认的初始化以及对类中构造器的调用。

　　   结果：

 　　this.name：this指当前类，this.name即为当前类下的name属性。

5.构造器详解

 　　项目中新建一个类，直接查看项目的class文件，可以看到项目中默认生成了一个无形参无返回值的方法，名字与类名相同，这个方法即为一个构造器，也称构造方法。

 　　构造方法：当对某一个类创建对象时，必须调用对应的构造方法用来实例化对象（赋初始值），这个构造方法即为构造器，它必须和类的名字相同，并且没有返回类型，无void关键字。

　　  结果：

　　除了程序自动生成的默认无参构造器，我们也可手动写一些无参或有参的构造器，比如调整属性的初始值等。下面是两个例子：

　　无参构造：

　　  结果：

　　有参构造：

　　  结果：

　　（要注意的是，当已经定义了有参构造后，如果在main方法中还需使用无参构造，则必须自己显式定义一个无参构造，否则会报错）

　　构造器：

　　1）和类名相同；

　　2）没有返回值。

　　作用：

　　1）使用new实例化一个对象时，实际上是在调用构造方法（构造器）；

　　2）构造器主要是用于初始化对象的值。

　　——alt+ins 可默认生成一个有参构造器（select none选项为无参）

6.创建对象内存分析 

　　初始化类时，在堆中的方法区加载Test类及相关主方法和常量，栈中压入main方法。同时加载静态方法区的所有方法（static）：

 　　实例化第一个Student类xiaoming，在方法区加载Student类对应的属性和方法，将引用变量名压入栈中，在堆中申请对应的内存空间0x0001，属性均为初始化默认值：

 　　提取Test类中的常量为实例的属性赋值：

 　　同理实例化第二个Student类，将引用变量名压入栈中，在堆中申请对应的内存空间0x0002，并为属性赋值：

 6.类和对象小结

 　　1）类和对象：

　　　　类是一个抽象模板，对象是一个具体的实例；

　　2）类的构成：

　　　　a.静态的属性：属性

　　　　b.动态的功能：方法

　　3）对应的引用：

　　　　基础数据类型（8种）和引用类型（除8种基本数据类型均为引用类型），对象是通过引用类型来进行操作的，即前面内存分析中从栈到堆的引用关系。

　　4）属性：类中的字段（field），也称成员变量

　　　　a. 默认初始化：

　　　　　　数字：0或者0.0

　　　　　　char类型：/u0000

　　　　　　boolean类型：false

　　　　　　引用类型：null

　　　　b. 命名语法：修饰符 属性类型 属性名 = 属性值

　　5）对象的创建和使用：

 　　　　——必须使用new关键字创建对象，创建对象后会生成默认的构造方法（构造器），对象中还包含对应的属性和方法

 7.封装

 　　程序设计追求“高内聚，低耦合”，“高内聚”指类内部的数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；“低耦合”指仅提供少量的方法供外部使用。数据封装就是相似的概念，一般的类会禁止直接访问内部数据的实际表示，而是提供对应的接口供外部访问，这也被称为信息隐藏。

　　封装一般是对应类中的属性，通过private关键字将属性变成私有的，此时其他类不能通过“类.属性名”调用（报错如下），需要用到类提供的方法去调用或设置，比如getAge()、setAge()等。

　　  结果：

　　对于类中的private属性，我们可以通过alt+ins的快捷键去快速设置对应的get/set方法。

　　封装的意义：

　　1）提高程序的安全性，保护数据；

　　2）隐藏代码的具体实现细节；

　　3）统一接口；

　　4）提高系统的可维护性。

8.继承

　　继承是类和类之间的关系，本质上是对一批类的抽象。除了继承之外，类与类之间的关系还有依赖、组合、聚合等。

　　继承关系的两个类，一个为子类（派生类），一个为父类（基类）。子类继承父类，用关键字extends来表示。

　　一般继承的是公有属性和方法（一般只有属性会被设置为私有），若需要用到父类的私有属性，也可以通过封装中的get/set方法去调取：如

　　结果：

　　修饰符的优先级顺序

　　1）public

　　2）protected

　　3）default（一般未标明修饰符即为default属性）

　　4）private（不可被继承）

　　另外有final修饰符的类也不可被继承。

　　通过ctrl+h可以查看当前类的继承树：

　　可以看到，所有类中都继承了一个Object父类，包括新增的全空的NewPerson类，我们实例化这个NewPerson类，然后可以发现其中仍然有很多方法可以使用。

 　　由此我们可以得知，在Java中，所有的类都默认直接或者间接继承Object类。

　　另外要注意的是，Java中只有单继承，没有多继承。即一个子类只能有一个父类，但一个父类可能有多个子类。

9.Super详解

　　相对于this修饰符，super有如下特点，主要用于指代父类的非private属性或一些方法：

　　1）代表的对象不同

　　　　this代表当前类对象的引用；

　　　　super代表父类对象的引用；

　　2）使用条件不同

　　　　this没有继承也可以使用；

　　　　super必须在继承了父类的子类中使用；

　　3）代表的构造方法不同

　　　　this(); 代表本类的构造方法；

　　　　super(); 代表父类的构造方法。

　　属性的实例：

　　结果：

　　方法的实例：

　　结果：

　　构造的实例：

　　结果：

　　在子类构造方法上直接加入父类的构造方法super();，可以看到结果一致。

　　 结果：

　　注意点：

　　1）super()调用父类的构造方法，必须位于构造方法中的第一位（最高优先级构造）；

　　2）super只能出现于子类的方法或构造方法中；

　　3）super和this不能同时调用构造方法；

　　 结果：

　　如果同时存在super()和this()，则会报错（因为二者都要求存在于构造方法中的第一行）：

　　4）私有的属性无法被继承；

 　　5）子类会默认调用父类无参构造，所有要求父类必须有无参构造方法。所以我们在给类编写有参构造方法时要注意补充无参构造，养成良好编程习惯。

　　报错：

 　　备注：多级继承时，super指向的是当前类的上一级父类，若在上一级父类中未找到对应的属性或方法则继续向上搜寻。

10.方法重写

　　 重写是方法的重写，与属性无关，主要用于体现JAVA的多态性，当我们现在已有的方法已经被系统中的多处引用到了，突然我们的需求发生了很大的改变时（子类不一定需要父类的所有功能，或满足父类的所有条件），我们只需要子类重写这个方法，然后用子类去实现就行了，不用对系统去进行过多的改变。

　　1）静态方法和非静态方法在方法重写中要注意区别：

　　父类和子类的方法都为static静态方法，方法在类加载时就已经确定，调用结果只和引用的数据类型有关，方法只取决于等式左边引用的数据类型。

　　结果：

　　父类和子类的方法均非静态方法时，在声明实例时才加载方法，若父类的引用指向子类，此时子类会重写父类的方法，父类的原方法会通过子类的重写方法进行操作。

　　结果：

　　2）通过alt+ins快捷键快速重写方法：

　　初始会默认调用父类方法：

　　 （平常可以通过左边这个图标确认当前方法是否属于重写方法）

　　我们再根据需要去重写：

　　方法重写的条件：

　　1）需要存在继承关系，子类重写父类的方法；

　　2）方法名和参数列表必须相同

　　3）必须为非静态方法；

　　4）方法的修饰词范围可以扩大，不能缩小。原本为default，可以重写成public或protected，但不能重写成private（public>protected>default>private）；

　　5）抛出的异常范围可以被缩写，但不能扩大（这里写了解，后面会详细学习）。

　　简单来说，子类和父类的方法必须一致，但方法体不同。

11.多态

 　　同一方法可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式，这叫做多态。这体现了一种动态编译的思想，以提高程序的可拓展性。在多态中，一个对象的实际类型（new Student()）是确定的，但是可以指向对象的引用的类型有很多。

　　针对于引用类型及类方法的不同，有几点需要注意：

　　1）多态是方法的多态，属性没有多态；

　　2）类对象可以指向另一个类类型，但二者必须有所联系，如子类和父类有继承关系，父类对象才可指向子类，若没有联系会报异常：ClassCastException!；

　　3）若两个类型之间存在同名方法，则子类可以通过重写方法来让父类对象调用；

　　　　——不能重写的方法：

　　　　　　1）static方法，属于类，不属于实例；

　　　　　　2）final类型属于常量类型，不能重写；

　　　　　　3）private类型方法是私有的，不能重写。

　　4）父类引用如果需要调用子类方法，可以尝试将父类对象强制转换成子类后再调用：((student) B). method()

　　细节如下图所示：

　　Main方法：

12.instanceof和类型转换

 　　instanceof一般用于判断一个对象是属于什么类型，返回Boolean值。

　　现有继承关系如下：

 　　下面我们分别将不同等级的父类引用对象指向Student()子类，然后用instanceof判断这些对象的类型：

 　　注释掉编译报错语句后执行，结果为：

　　结论：

　　1）对象指向的实际类型（new Student()）和要对比的类型若存在继承关系，则比较结果为真，否则为假；

　　2）比较的对象引用类型（如Object obj）和要对比的类型必须存在继承关系，才可以使用instanceof比较，否则会报编译错误。

　　类型转换

　　注释掉编译报错语句，执行结果如下：

　　1）子类转换为父类不用强制转换（向上转型），这里会损失子类的方法；

　　2）父类转换为子类要强制转换（向下转型），会继承父类方法，但若子类重写了父类方法，这一类方法会被丢失。

　　类型转换的作用：方便方法的调用，减少重复的代码，保证程序简洁。

13.static关键字详解

　　static静态关键字可以用于类中的变量和方法。标有static关键字的变量和方法会在类加载的时候同时加载，便于程序的调用。

　　1）静态变量

　　　　静态变量通过类名访问，非静态变量通过声明类实例后调用。

　　注释掉编译错误语句后，重新执行，结果：

　　2）静态方法

　　　　和静态变量一致，随类同时加载，可以直接通过类名调用。

　　注释掉编译错误语句后，重新执行，结果：

　　3）静态代码块、匿名代码和构造方法的优先级：

　　结果：

　　由结果可知：

　　　　1）静态代码块随类加载同时执行，每次类加载只执行一次，与实例化对象无关；

　　　　2）匿名代码块在每次实例化对象时都会第一个执行，一般用于配置默认值等操作；

　　　　3）构造方法在匿名方法块执行之后执行。

　　4）静态导入包

　　当我们需要常用一些java工具类时，可以直接通过静态导入包来简化代码量。

　　例如Math.random();这个生成随机数的方法，可以改为下面的方式：

　　 结果：

14.抽象类 　　

　　通过abstract关键字来编写抽象类，主要是为了起到约束的思想，抽象类的抽象方法没有具体的方法体，只能通过子类继承后重写调用，这样可以以更灵活的方式编写方法，减少重复代码量，提高开发效率。

　　结果：

　　由此我们可以总结出抽象类的几个特点：

　　1）抽象类本身不能通过new关键字声明实例，只能通过子类实现（约束思想）；

　　2）抽象类的abstract方法，继承了它的子类要么仍是抽象类，要么就必须重写对应的abstract方法去实现；

　　3）抽象方法必须在抽象类中，通过子类重写去调用；

　　4）抽象类可以有普通方法，通过继承的子类实例对象调用；

　　5）抽象类的静态方法可以通过类名直接调用；

　　6）抽象类中也存在默认构造方法，在非抽象子类声明实例时调用。

15.接口的定义与实现

　　和抽象类类似，接口主要针对的也是面向对象中约束的编程思想，接口相对而言实现的是更专业的约束。在企业中，很多工作都是面向接口编程，接口将约束和实现方法分离，以抽象的思想提供一个基本的方法框架，其他人再在各自的实现类中根据需求重写接口的方法。

　　接口声明关键字为interface，接口需要通过实现类来实现，实现类通过implements关键字实现对应接口，一个实现类可实现多个接口，以此来达到多继承的功能。实现类需要将接口中的所有方法重写，然后才能供对象调用。

　　接口中所有定义的方法都是抽象的 public abstract。如果在接口中定义属性，那么这些属性都是常量，默认带public static final属性，但一般接口中不会定义属性（不建议）

　　一般也可根据图标确认当前代码是类、抽象类或者是接口：

　　类：  抽象类：  接口：

　　另外，接口中也不含构造方法：

　　代码实例：

　　接口：

　　实现类：

　　主方法：

　　结果：

16.N种内部类（拓展）

　　下面一些比较特殊的代码，主要用于拓展，不推荐这些写法。

　　成员内部类：

　　实现方法：通过外部类来实例化内部类。内部类可以直接获得外部类的私有属性和私有方法。

 　　结果：

　　静态内部类：无法直接获取外部类的私有属性和方法

　　匿名内部类

　　类：

　　结果：

　　接口：可以直接new对应的接口，但需要重写接口中的所有方法，这里声明的接口也是没有名字的，也为匿名内部类、

　　局部内部类

　　一个java类中可以存在多个class类，但只能有一个public类

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的Java面向对象编程特点与用法全部内容，希望文章能够帮你解决Java面向对象编程特点与用法所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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