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Java类与对象详解（3）

社会演员多 • • Python • 阅读 49

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封装

封装的概念

我们知道，面向对象程序的三大特性为：封装，继承，多态。而类和对象阶段，主要研究的是封装特性，何为封装呢？简单来说就是套壳屏蔽细节。在java语法中，就是指被private修饰的成员变量和成员方法。（private一会会详细介绍）。

那么为什么用private修饰了，我们就说实现了封装了呢？来看下面一个代码：

class Peo{
    private int age;
    private String name;
    public Peo(){

    }
    public Peo(int age, String name){
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    public void sleep(String name){
        System.out.println(this.name + "正在睡觉");
    }
}


public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Peo p = new Peo();
        //直接调用？
        p.name = "马牛逼";
    }
}

这里出现了一个错误：

原因是这里Peo类中name被private 修饰了（等同于name被屏蔽了，用户不知道这个p对象中的属性），所以不能直接调用name。通俗的来说：就是p这个对象具有隐私权，根据宪法（private），我们无法侵犯它的隐私(name这个属性)。 

访问限定符

Java中主要通过类和访问权限进行封装：类可以将数据以及封装数据的方法结合到一起，更符合人类对事物的认知，而访问权限用来控制方法或者字段能否直接在类外使用。Java中提供了四种访问限定符：

 比如：

public:可以理解为一个人的外貌特征，谁都可以看得到。

default:对于自己家族中（同一个包中）不是什么秘密，对于其他人就是隐私了（默认权限）

private:只有自己知道，其他人都不知道。

说明：

protected主要用在继承中，继承部分会详细介绍

default权限指：前面不写访问限定符的默认权限

访问权限除了可以限定类中成员的可见性，也可以限制类的可见性

注意：一般情况下成员变量设置为private,成员方法设置为public.

封装扩展之包

包的概念

在面向对象体系中，提出了软件包的概念，即：为了更好地管理类，把多个类放在一起成为一组，称为软件包。有点类似于目录。比如管理电脑中歌曲的方式如下：

 在Java中也引入了包，包是对类，接口等封装机制的体现，是一种对类或者接口等很好的组织方式，比如：一个包中的类不想被其他包中的类使用。包还有一个重要的作用：在一个工程中允许出现相同名称的类，只要在不同包中即可。

导入包中的类

Java中已经提供了很多现成的类供我们使用，例如Date类：可以使用java.util.Date导入java.util这个包中的Date类。

public class test2 {
    public static void main(String[] args) {
        java.util.Date date = new java.util.Date();
        //得到一个毫秒级别的时间戳
        System.out.println(date.getTime());
    }
}

 但这种写法比较麻烦，可以使用import 语句导入包。

import java.util.Date;

public class test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
        //得到一个毫秒级别的时间戳
        System.out.println(date.getTime());
    }
}

如果要使用java.util中的其它类，可以使用import java.util.*;

但是还是更建议显式地指定导入java.util的其它类。否则可能会出现冲突的情况，举个栗子：

import java.util.*;
import java.sql.*;

public class test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
        //得到一个毫秒级别的时间戳
        System.out.println(date.getTime());
    }
}

这里有这样的问题：

因此这种情况应该使用完整的类名。

可以用import static 导入包中的静态方法和字段。eg:

import static java.lang.Math.*;

public class test3 {
    public static void main(String[] args) {
        double x = 30;
        double y = 40;
        //静态的方法导入更加方便
        //double result = Math.sqrt(Math.pow(x,2) + Math.pow(y,2));
        double result = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));
        System.out.println(result);
    }
}

自定义包

基本规则

1.在文件的最右上方加上一个package语句指定该代码在哪个包中。

2.包名需要尽量指定生成唯一的名字，通常会用公司域名的颠倒形式（eg：com.air.demo）

3.包名要和代码路径相匹配，例如创建com.air.demo的包，那么就会存在一个对应路径com/air/demo来存储代码

4.如果没有package的语句，则该类被放在一个默认包中。 

包的访问权限控制举例

Computer位于Demo1中，TestComputer位于Demo2中

package Demo1;

public class Computer {
    private String cpu;//cpu
    private String memory;//内存
    public String screen;//屏幕
    String brand;//品牌

    public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {
        this.brand = brand;
        this.cpu = cpu;
        this.memory = memory;
        this.screen = screen;
    }

    public void Boot() {
        System.out.println("开机---");
    }

    public void PowerOff() {
        System.out.println("关机---");
    }

    public void SurfInternet() {
        System.out.println("上网---");
    }
}


package Demo2;

import Demo1.Computer;
public class TestComputer {
    public static void main(String[] args) {
        Computer p = new Computer("MAC","M1", "8G", "13*14");

        System.out.println(p.screen);
        //System.out.println(p.cpu);//报错：cpu是私有的，不允许被其它类访问
        //System.out.println(p.brand);//报错：brand是default,不允许被其他的包访问
    }
}

//注：如果去掉Computer类之前的public 修饰符，代码也会编译失败

常见的包

1.java.lang：系统常用的基础类（String, Object）,此包从JDK1.1后自动导入

2. java.lang.reflect:java 反射编程包
3. java.net:进行网络编程开发包
4. java.sql:进行数据库开发的支持包
5. java.util:是java提供的工具程序包，(集合类等) 非常重要
6. java.io:I/O编程开发包

static 成员

static 修饰成员变量

我们之前讲过：实例变量是指定义在类中的变量，每个类的实例（对象）都会有自己的一组实例变量，那么什么又是static 修饰的成员变量呢？

static修饰的成员变量，称为静态成员变量，静态成员变量最大的特性：不属于某个具体的对象，是所有对象所共享的。（比如创建几个学生对象，他们都是一班的，那么这个班级是共享的，是static 修饰的成员变量）。

静态成员变量的特性

1.不属于某个具体的对象，是类的属性，为所有对象共享的，不存储在某个对象的空间中

2.既可以通过对象访问，也可以通过类名访问，但一般更推荐类名访问

3.类变量存储在方法区中

4.生命周期伴随着类的一生（即：随类的加载而创建，随类的销毁而卸载）

举个栗子：

public class Student {
    public String name;
    public String gender;
    public int age;
    public double score;
    public static String classroom = "303";

    public static void main(String[] args) {
        //静态变量可以直接通过类名来访问
        System.out.println(Student.classroom);

        Student s1 = new Student();
        Student s2 = new Student();
        //也可通过类名来访问，不过classroom是两个对象共享的
        System.out.println(s1.classroom);
        System.out.println(s2.classroom);
    }
}

通过调试，在监视窗口可以看到，静态成员并没有存储到某个具体的对象中。

static修饰成员方法 

一般类中的数据成员都设置为private，而成员方法设置为public,那设置之后，Student类中classRoom属性如何在类外访问呢？

class Student {
    private String name;
    private String gender;
    private int age;
    private double score;
    private static String classRoom = "103";

}

public class TestStudent{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Student.classRoom);
    }
}

//java: classRoom 在 Demo2.Student 中是 private 访问控制

那static 属性应该如何访问呢？

Java中，被static修饰的成员方法称为静态成员方法，是类的方法，不是某个对象所特有的。（把静态变量叫做类变量/方法）静态成员一般是通过静态方法来访问的。

举个栗子：

public class Student {

    private static String classRoom = "103";

    public static String getClassRoom() {
        return classRoom;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Student.classRoom);
    }
}

显而易见静态方法可以轻松解决问题，下面我们来说一下静态方法的特性：

1.与静态成员变量相同，不属于某个具体的对象，属于类

2.可以通过对象调用，也可以通过类名.静态方法名的方式调用，更推荐后者

3.不能在静态方法中使用任何非静态变量

4.静态方法中不能调用任何非静态方法，因为非静态方法有this参数，在静态方法中不能传递this引用

static 成员变量的初始化

注意：静态变量一般不在构造方法中初始化，因为静态变量不属于任何对象，构造方法中初始化的是对象相关的实例属性。

静态成员变量的初始化分为两种：就地初始化和代码块初始化。

1.就地初始化：在定义时直接给出初始值。

2.静态代码块初始化：见下文：

代码块

代码块的概念及其分类

使用{}定义的一段代码成为代码块。根据代码块的定义位置以及关键字，又可分为以下四种：

1.普通代码块

2.构造块

3.静态块

4.同步代码块

普通代码块

定义：定义在方法内的代码块

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        {//直接用{}定义普通代码块
            int x = 10;
            System.out.println(x);
        }
        int x = 100;
        System.out.println(x);
    }
}

这种用法偏少

构造代码块

构造块：定义在类中的代码块（不加修饰符） 。也叫：实例代码块

构造代码块一般适用于初始化实例成员变量。

class Student1 {
    //实例成员变量
    private String name;
    private String gender;
    private int age;
    private double score;

    //构造方法
    public Student1() {
        System.out.println("I am Student init()!");
    }

    //实例代码块
    {
        this.name = "bit";
        this.age = 12;
        this.gender = "man";
        System.out.println("I am instance init()");
    }

    public void show(){
        System.out.println("name:" + name +",age:" + age + ",gender:" + gender);
    }

    public static void main(String[] args) {
        Student1 stu = new Student1();
        stu.show();
    }
}

 静态代码块

使用static 定义的代码块称为静态代码块。一般用于初始化静态成员变量。、

public class Student2 {
    private String name;
    private String gender;
    private int age;
    private double score;
    private static String classRoom;
    //实例代码块
    {
        this.name = "bit";
        this.age = 12;
        this.gender = "man";
        System.out.println("I am instance init()");
    }

    //静态代码块
    static {
        classRoom = "103";
        System.out.println("I am static init()");
    }

    //构造方法
    public Student2(){
        System.out.println("I am Student init()");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Student2 s1 = new Student2();
        Student2 s2 = new Student2();
    }
}

 

 通过上面的代码我们可以总结出如下规律：

1.静态代码块不管实例化出多少对象，都只执行一次

2.(以只创建一个对象为例)执行代码块的基本顺序为：静态代码块->实例代码块->构造方法

3.静态成员变量是类的属性，因此是在JVM加载类时开辟空间并初始化的

4.如果一个类中包含多个代码块/实例代码块，它们会合到一块

5.实例代码块只有创建了对象才会执行，而静态代码块不创建对象也可以

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