Java-17

面向对象编程

Java提供的属性

Math.PI：接近于pi的double型的值，是圆的周长与圆的直径的比值。

面向过程(Procedure Oriented Programming)与面向对象(Object Oriented Programming)编程思想

它们都是一种编程思想，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，是将功能封装进对象，强调的是具备功能的对象，以类/对象为最小单位，考虑谁来做。

编程思想，是在将解决问题的方案用代码实现时的统一思路。换句话说，是编写代码时的一种统一思想。
当然，编程不一定是编写解决方案的代码，因此这里的解决方案只是用来方便理解，实际上并不局限于解决方案，总之只要是用代码来实现就是编程。

• 面向过程的编程思想是指，在将一个解决方案转换为代码实现时，思想是将解决方案中的每个解决步骤分为一个个过程，通过对一个个过程的编码来完成对这个解决方案的实现。
• 面向对象的编程思想是指，在将一个解决方案转换为代码实现时，思想是将解决方案中的每个解决步骤及做这个步骤的对象抽离出来，通过对一个个具备解决某些解决步骤的对象的实现，来完成对这个解决方案的代码实现。

因此，面向可以理解为在编程时的以...为基础，面向过程就是编程时以过程为基础，面向对象就是编程时以对象为基础。

面向对象实际上包含着面向过程的思想，但面向过程并不包含面向对象的思想。
可以这样类比：比如一堆人在做各种行为，面向对象就会将人类抽离出来，让人类具备所有这些行为，而人类实现具体这些行为时会存在面向过程的思想，就是一步步的完成这些行为，最后不同具体的人都通过人类来生成，实现一堆人在做各种行为。

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

类和对象

类，是对一种类型的定义。
比如，可以将同时具备有五官、会说话等这些特点定义为一个类型，人类类型。

对象，也称为实例，是一个具体的存在。
比如，llluna是一个具体的人，是属于人类这个类的，因此具有这个类的所定义的所有内容，但这些内容的具体，五官是什么样的、会说哪种语言，是随具体的人不同而不同的。

类的实例化，就是创建属于该类的对象。

因此，类可以理解为一种模板，对象就是用具体内容填充了模板的具体的存在。

面向对象程序设计的重点是类的设计，因为具备功能的对象是依赖于类的，先有了具备某类功能的类，才能有属于该类的对象，才能有具备某个具体功能的对象。

类

设计类，就是设计类的成员。

这里主要说明两个成员（其他的成员后续学习后再补充）：

• 属性：理解为这个类具备的变量，比如人这个类有年龄、姓名等。
  属性也称成员变量或field或域或字段。
• 方法：理解为一个类具备的功能，比如人这个类能说话等。
  方法也称成员方法或函数或method。

创建类的格式为：[权限修饰符] 类名{成员}。

类的创建当前只包括两部分，类的属性创建和类的方法的创建。
1 属性的创建
属性是类中所定义的变量，也称为成员变量。
可以理解为，由一系列成员构成一种类型，通过对一个类型的成员设计来设计出一个类，一个类中的成员中的变量就是成员变量。

局部变量是指定义在方法中的变量，通常所说的变量是指局部变量，通常是说main方法中的变量。

变量有其作用域。

• 对于局部变量，即属于方法中的变量，其作用域就是该方法范围内。

• 对于属性，其作用域可以从两方面讨论：

  • 类：类本身在定义其他成员时，可以适用其属性。
  • 对象：该类的实例有自己的一套该类的成员，该对象可以使用其属性。
    但属性的使用会受到权限修饰符的限定，也就是有的属性只能类中的成员用，有的属性不能用，有的属性对象和成员都能用。后续补充。

实际上方法、类的成员包括类本身都有权限修饰符，即会受到权限修饰符的限定，主要是限定作用域，也就是说java中所有都有作用域。

常用的权限修饰符包括：private, public, default，protected。后续补充。

2 方法的创建
方法本质上就是一段能够实现某种功能的代码。利用方法能够提高代码的可重用性。

定义方法的格式为：权限修饰符 [关键字] 返回值类型 方法名([参数1][,参数2][,...]){方法体}，其中[]表示可选部分。

• Java中规定了4种权限修饰符：private, public, default, protecred，权限修饰符的作用是限定作用域，这里先都使用public，之后学习了再补充。
• Java种规定了修饰方法的关键字：static, final, abstract，这里先不考虑，之后学习了再补充。

• 返回值类型就是指该方法返回的数据的数据类型。

  • 若该方法不返回数据，则表示返回空数据，这种数据类型定义为void。
  • 若方法返回数据，则在方法体中通过return关键字实现返回数据，格式为return 数据。

• return关键字，是用于方法体中结束方法的，其有两种形式：

  • return;：这种关键字后面没有接任何数据的形式，表示直接结束方法。
  • return 数据;：这种关键字后面接了数据的形式，表示通过返回一个数据结束方法。
• 方法名即为标识符，满足标识符命名规则和规范即可。
• 参数对于任何一个方法都是可选的，有多个参数时用逗号分隔，每个参数的格式为：数据类型 参数名。

• 方法体，实现功能的一段代码。

  • 方法体中可以使用成员变量。
  • 方法体中不能定义方法。

对象

类的实例化就是创建对象。

对象实质上也是数据，类实质上也是类型，因此类可以理解为一种数据类型，创建对象或者说类的实例化，实际上等同于创建一个被赋值为一个类型的对象数据的变量。

创建对象也包含声明和初始化两部分：

• 声明：格式为类 变量名;
• 初始化：格式为new 类()。
  但对于对象，通常都是声明和初始化同时进行，即类 变量名 = new 类();。

创建对象后，该对象就具备了其类定义的所有内容，即该对象具有类中的属性和方法，当要对该对象所具有的某些属性赋值或者调用某些方法时，其格式为：对象.属性或对象.方法。

可以直接把类和其对应的对象和数组等同起来理解，类和对象等同于引用数据类型和对应的数据变量。
类中定义的属性同样具有默认值，即类的实例，或者说属于该类的对象没有对所属的类的某个属性赋值，该对象的这个属性值为该属性的默认值。

同属于一个类的两个对象，进行=赋值操作，结果就是指针指向同一块空间，即共享一个对象数据。

对象的内存解析也等同于数组的内存解析，这里仅仅涉及变量问题，并没有说明方法。

• 对象对应的变量属于局部变量，在栈中的一个空间中。对象是new出来的，因此如果对象完成初始化，那么该空间存储一个内存地址，而真正的对象数据在堆中，属于该对象的所有变量即属性，都在堆空间中。
  

匿名对象

• 匿名对象本质上就是没有赋给变量的对象数据，即new 类()。
• 匿名对象是没有标识符的对象，因此对匿名对象的使用是一次性的。

总结

Java的代码是由类构成的，本质是由变量和方法构成，任何变量和方法都有其作用域，要么由权限修饰符限定，要么直接限定在一个方法中。

类是一个模板，因此其中的成员变量要么是类设置的默认值，要么是由对象赋值，无法通过自己调用方法动态计算出一个值。

类中的方法可以被其对象所使用，因此在main方法中出现非static方法不能调用时，先创建对象，通过对象使用方法。

练习

普通版代码：

改进版代码：