23_面向對象思想

第二十三章 面向對象思想

作者：張子默

一、面向對象思想概述

1、概述

Java語言是一種面向對象的程序設計語言，而面向對象思想是一種程序設計思想，我們在面向對象思想的指引下，使用Java語言去設計、開發計算機程序。這裏的對象泛指現實中一切事物，每種事物都具備自己的屬性和行爲。面向對象思想就是在計算機程序設計過程中，參照現實中事物，將事物的屬性特徵、行爲特徵抽象出來，描述成計算機事件的設計思想。它區別於面向過程思想，強調的是通過調用對象的行爲來實現功能，而不是自己一步步的去操作實現。

2、舉例

洗衣服

• 面向過程：把衣服脫下來→找一個盆→放點洗衣粉→加點水→浸泡十分鐘→揉一揉→清洗衣服→擰乾→晾起來

• 面向對象：把衣服脫下來→打開全自動洗衣機→扔衣服→按鈕→晾起來

區別

• 面向過程：強調步驟

• 面向對象：強調對象，這裏的對象就是洗衣機

3、特點

面向對象思想是一種更符合我們思考習慣的思想，它可以將複雜的事情簡單化，並將我們從執行者變成了指揮者。面向對象的語言中，包含了三大基本特徵，即封裝、繼承和多態。

二、類和對象

1、什麼是類

• 類是一組相關屬性和行爲的集合。可以看成是一類事物的模板，使用事物的屬性特徵和行爲特徵來描述該類事物。

現實中，描述一類事物：

• **屬性：**事物的狀態信息

• **行爲：**事物能夠做什麼

舉例：小貓

屬性：名字、體重、年齡、顏色。行爲：走、跑、叫。

2、什麼是對象

• 對象是一類事物的具體體現。對象是類的一個實例(對象並不是找個女朋友)，必然具備該類事物的屬性和行爲。

現實中，一類事物的一個實例：一隻小貓

舉例：一隻小貓

屬性：Tom、5KG、2years、yellow。行爲：溜牆根走、蹦躂的跑、喵喵叫。

3、類與對象的關係

• 類是對一類事物的描述，是抽象的。

• 對象是一類事物的實例，是具體的。

• 類是對象的模板，對象是類的實體。

三、類的定義

1、事物與類的對比

現實世界的一類事物：

**屬性：**事物的狀態信息。**行爲：**事物能否做什麼。

Java中用class描述事物也是如此：

成員變量：對應事物的屬性 成員方法：對應事物的行爲

2、類的定義格式

public class ClassName {
	//成員變量
	//成員方法
}

• 定義類就是定義類的成員，包括成員變量和成員方法。

• 成員變量和以前定義變量幾乎是一樣的。只不過位置發生了改變。在類中，方法外。

• 成員方法和以前定義方法幾乎是一樣的。只不過**把static去掉，**static的作用在面向對象後面章節中再做詳細講解。

類的定義格式舉例

	/*
	定義一個類，用來模擬"學生"事物，其中就有兩個組成部分
		屬性(是什麼)
			姓名
			年齡
		
		行爲(能做什麼)
			喫飯
			睡覺
			學習
			
	對應到Java類當中
		成員變量(屬性)
			String name; //姓名
			int age; //年齡
		
		成員方法(行爲)
			public void eat() {} //喫飯
			public void sleep() {} //睡覺
			public void study() {} //學習
	*/
	public class Student {
		
		//成員變量
		String name; //姓名
		int age; //年齡
		
		//成員方法
		public void eat() {
			System.out.println("喫飯飯！");
		}
		
		public void sleep() {
			System.out.println("睡覺覺！");
		}
		
		public void study() {
			System.out.println("學習！");
		}
	
	}

四、對象的使用

1、對象的使用格式

創建對象

	類名 對象名 = new 類名();

使用對象訪問類中的成員

	對象名.成員變量;
	對象名.成員方法();

對象的使用格式舉例

	public class Test01_Student {
		public static void main(String[] args) {
			//創建對象格式：類名 對象名 = new 類名();
			Student s = new Student();
			System.out.println("s:"+s); //cn.itcast.Student@100363
			//直接輸出成員變量值
			System.out.println("姓名："+s.name); //null
			System.out.println("年齡："+s.age); //0
			System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
			//給成員變量賦值
			s.name = "趙麗穎";
			s.age = 18;
			//再次輸出成員變量的值
			System.out.println("姓名："+s.name); //趙麗穎
			System.out.println("年齡："+s.age); //18
			System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
			//調用成員方法
			s.study(); // "好好學習，天天向上"
			s.eat(); // "學習餓了要喫飯"
		}
	}

2、成員變量的默認值

五、類與對象的練習

1、定義手機類

	/*
	定義一個類，用來模擬"手機"事物
		屬性：品牌、價格、顏色
		行爲：打電話、發短信
		
	對應到類當中
		成員變量(屬性)
			String brand; //品牌
			double price; //價格
			String color; //顏色
		成員方法(行爲)
			public void call() {} //打電話
			public void sendMessage() {} //羣發短信
	*/
	public class Phone {
		//成員變量
		String brand; //品牌
		double price; //價格
		String color; //顏色
		
		//成員方法
		public void call(String who) {
			System.out.println("給" + who +"打電話！");
		}
		
		public void sendMessage() {
			System.out.println("羣發短信！");
		}
	
	}

2、定義測試類

	public class Demo03PhoneOne {
		public static void main(String[] args) {
			//根據Phone類創建一個名爲phone的對象
			//格式：類名稱 對象名 = new 類名稱();
			Phone one = new Phone();
			System.out.println(one.brand); // null
			System.out.println(one.price); // 0.0
			System.out.println(one.color); // null
			System.out.println("==========");
			
			one.brand = "蘋果";
			one.price = 8388.0;
			one.color = "黑色";
			System.out.println(one.brand); //蘋果
			System.out.println(one.price); // 8388.0
			System.out.println(one.color); //黑色
			System.out.println("==========");
			
			one.call("喬布斯");
			one.sendMessage();
			
		}
	
	}

六、對象內存圖

1、一個對象調用一個方法內存圖

通過上圖我們可以理解，在棧內存中運行的方法，遵循"先進後出，後進先出"的原則。變量p指向堆內存中的空間，尋找方法信息，去執行該方法。

但是，這裏依然有問題存在。創建多個對象時，如果每個對象內部都保存一份方法信息，這就是非常浪費內存了，因爲所有對象的方法信息都是一樣的。那麼如何解決這個問題呢？請看如下圖解。

2、兩個對象調用同一方法內存圖

對象調用方法時，根據對象中方法標記(地址值)，去類中尋找方法信息。這樣哪怕是多個對象，方法信息只保存一份，節約內存空間。

實例

	public class Demo04PhoneTwo {
		public static void main(String[] args) {
			//根據Phone類創建一個名爲phone的對象
			//格式：類名稱 對象名 = new 類名稱();
			Phone one = new Phone();
			System.out.println(one.brand); // null
			System.out.println(one.price); // 0.0
			System.out.println(one.color); // null
			System.out.println("==========");
			
			one.brand = "蘋果";
			one.price = 8388.0;
			one.color = "黑色";
			System.out.println(one.brand); //蘋果
			System.out.println(one.price); // 8388.0
			System.out.println(one.color); //黑色
			System.out.println("==========");
			
			one.call("喬布斯"); //給喬布斯打電話
			one.sendMessage(); //羣發短信
			System.out.println("==========");
			
			//根據Phone類創建一個名爲phone的對象
			//格式：類名稱 對象名 = new 類名稱();
			Phone two = new Phone();
			System.out.println(two.brand); // null
			System.out.println(two.price); // 0.0
			System.out.println(two.color); // null
			System.out.println("==========");
			
			two.brand = "三星";
			two.price = 5999.0;
			two.color = "藍色";
			System.out.println(two.brand); //三星
			System.out.println(two.price); // 5999.0
			System.out.println(two.color); //藍色
			System.out.println("==========");
			
			two.call("歐巴"); //給歐巴打電話
			two.sendMessage(); //羣發短信
		}
	
	}

3、兩個引用指向同一個對象的內存圖

	public class Demo05PhoneTwo {
		public static void main(String[] args) {
			//根據Phone類創建一個名爲phone的對象
			//格式：類名稱 對象名 = new 類名稱();
			Phone one = new Phone();
			System.out.println(one.brand); // null
			System.out.println(one.price); // 0.0
			System.out.println(one.color); // null
			System.out.println("==========");
			
			one.brand = "蘋果";
			one.price = 8388.0;
			one.color = "黑色";
			System.out.println(one.brand); //蘋果
			System.out.println(one.price); // 8388.0
			System.out.println(one.color); //黑色
			System.out.println("==========");
			
			one.call("喬布斯"); //給喬布斯打電話
			one.sendMessage(); //羣發短信
			System.out.println("==========");
			
			Phone two = one;
			System.out.println(two.brand); // null
			System.out.println(two.price); // 0.0
			System.out.println(two.color); // null
			System.out.println("==========");
			
			two.brand = "三星";
			two.price = 5999.0;
			two.color = "藍色";
			System.out.println(two.brand); //三星
			System.out.println(two.price); // 5999.0
			System.out.println(two.color); //藍色
			System.out.println("==========");
			
			two.call("歐巴"); //給歐巴打電話
			two.sendMessage(); //羣發短信
		}
	
	}

4、使用對象類型作爲方法參數

	public class Demo06PhoneParam {
		public static void main(String[] args) {
			Phone one = new Phone();
			one.brand = "蘋果";
			one.price = 8388.0;
			one.color = "土豪金";
			
			method(one); //傳遞進去的參數其實就是地址值
		}
		
		public static void method(Phone param) {
			System.out.println(param.brand); //蘋果
			System.out.println(param.price); //8388.0
			System.out.println(param.color); //土豪金
			
		}
	
	}

5、使用對象類型作爲方法返回值

	public class Demo07PhoneReturn {
		public static void main(String[] args) {
			Phone two = getPhone();
			System.out.println(two.brand); //蘋果
			System.out.println(two.price); //8388.0
			System.out.println(two.color); //玫瑰金
		}
		
		public static Phone getPhone() {
			Phone one = new Phone();
			one.brand = "蘋果";
			one.price = 8388.0;
			one.color = "玫瑰金";
			return one;
		}
	
	}

七、成員變量和局部變量區別

變量根據定義位置的不同，我們給變量起了不同的名字。如下圖所示：

1、實例

	/*
	局部變量和成員變量
		1、定義位置不一樣【重點】
			局部變量：方法內部
			成員變量：方法外部，直接寫在類當中
			
		2、作用範圍不一樣【重點】
			局部變量：只有在方法當中纔可以使用，出了方法就不能再用
			成員變量：整個類全都可以用
			
		3、默認值不一樣【重點】
			局部變量：沒有默認值，如果想要使用，必須手動進行賦值
			成員變量：如果沒有賦值，會有默認值，規則和數組一樣
			
		4、內存的爲止不一樣(瞭解)
			局部變量：位於棧內存
			成員變量：位於堆內存
			
		5、生命週期不一樣(瞭解)
			局部變量：隨着方法進棧而誕生，隨着方法出棧而消失
			成員變量：隨着對象創建而誕生，隨着對象被垃圾回收而消失
	*/
	public class Demo08VariableDifference {
		String name; //成員變量
		
		public void methodA() {
			int num = 20; //局部變量
			System.out.println(num);
		}
		
		public void methodB(int param) { //方法的參數是局部變量
			//參數在方法調用的時候，必然會被賦值
			System.out.println(param);
			int age;
			//System.out.println(age); //錯誤寫法，沒賦值不能用
			//System.out.println(num); //錯誤寫法
			System.out.println(name); 
		}
	
	}