面向对象编程（基础）类与对象 ●使用现有技术解决 张老太养了两只猫猫:一只名字叫小白,今年3岁，白色。还有一只叫小花,今年100岁,花色。请编写一个程序，当用户输入小猫的名字时
●使用现有技术解决
张老太养了两只猫猫:一只名字叫小白,今年3岁，白色。还有一只叫小花,今年100岁,花色。请编写一个程序，当用户输入小猫的名字时,就显示该猫的名字，年龄，颜色。如果用户输入的小猫名错误，则显示张老太没有这只猫猫。
1)单独的定义变量解决
2)使用数组解决
//单独变量来解决=>平利于数据的管理
//第1只猫信息
String cat1Name = "小白";
int cat1Age = 3;
String cat1Color ="白色";
//第2只猫信息
String cat2Name = "小花";int cat2Age = 100;
String cat2Color ="花色";
//数组===>(1)数据类型体现不出来(2）只能通过[下标]获取信息，造成变量名字和内容
// 的对应关系不明确(3）不能体现猫的行为
//第1只猫信息
String[] cat1 = {"小白","3","白色"};
String[] cat2 ={"小花","100","花色"};
●现有技术解决的缺点分析
不利于数据的管理
效率低
===》 引出我们的新知识点类与对象哲学，道家思想
java设计者引入类与对象(OOP)，根本原因就是现有的技术,不能完美的解决新的新的需求.
●类与对象的关系示意图
●上图说明
注意:从猫类到对象，目前有几种说法:1.创建一个对象⒉.实例化一个对象3.把类实例化...
当然:上面的猫也可是鱼、狗、人... java最大的特点就是面向对象。
public class HelloWorld{
public static void main(String []args){
//1. new Cat()创建一只猫
//2.Cat cat1 = new Cat();把创建的猫赋给cat1
//3. cat1就是一个对象
Cat cat1 = new Cat();
cat1.name ="小白";
cat1.age = 3;
cat1.color ="白色";
//创建了第二只猫，并赋给cat2
// cat2 也是一个对象(猫对象)
Cat cat2 = new Cat();
cat2.name ="小花";
cat2.age = 100;
cat2.color ="花色";
//怎么访问对象的属性呢
System.out.println("第1只猫信息" + cat1.name +" " +cat1.age + " "+ cat1.color);
System. out.println("第2只猫信息"+ cat2.name +" " + cat2.age + " " + cat2.color);
}
}
//使用面向对象的方式来解决养猫问题
//
//定义一个猫类Cat ->自定义的数据类型
class Cat {
//属性
String name;//名字
int age;//年龄
String color;//颜色
//行为
}
●类和对象的区别和联系
通过上面的案例和讲解我们可以看出:
- 类是抽象的，概念的，代表一类事物,比如人类,猫类.…,即它是数据类型.
- 对象是具体的，实际的，代表一个具体事物,即是实例.
- 类是对象的模板，对象是类的一个个体，对应一个实例.
属性/成员变量
基本介绍
- 从概念或叫法上看:成员变量=属性= field(字段)(即成员变量是用来表示属性的,授课中，统一叫属性)。例如: Car(name,price,color)
- 属性是类的一个组成部分，一般是基本数据类型,也可是引用类型(对象,数组)。比如我们前面定义猫类的int age就是属性。
●注意事项和细节说明
-
属性的定义语法同变量，示例:访问修饰符属性类型属性名;
-
属性的定义类型可以为任意类型，包含基本类型或引用类型
-
属性如果不赋值，有默认值，规则和数组一致。
- 先声明再创建
Cat cat ;
cat = new Cat(); - 直接创建
Cat cat = new Cat();
●基本语法
对象名.属性名;
案例演示赋值和输出
cat.name ;
cat.age;
cat.color;
●看一个思考题
我们定义一个人类(Person)(包括名字,年龄)。
//我们看看下面一段代码:
Person p1=new Person();
p1.age=10;
p1.name="小明";
Person p2=p1;//把p1赋给了p2， 让p2指向p1
System.out.println(p2.age);
//请问:p2.age究竟是多少?并画出内存图:
//10
●Java内存的结构分析
1.栈:一般存放基本数据类型(局部变量)
2.堆:存放对象(Cat cat，数组等)
3.方法区:常量池(常量，比如字符串)，类加载信息
4.示意图[Cat (name, age, price)
●Java创建对象的流程简单分析
Person p = new Person();
p.name = "jack” ;
p.age = 10
1.先加载Person类信息(属性和方法信息，只会加载一次)
2在堆中分配空间，进行默认初始化(看规则)
3.把地址赋给p,p就指向对象
4.进行指定初始化，比如p.name =" jack" p.age = 10
●看一个练习题,并分析画出内存布局图，进行分析
//我们看看下面一段代码,会输出什么信息:
Person a=new Person();
a.age=10;
a.name="小明";
Person b;
b=a;
System.out.println(b.name);
b.age=200;
b = null;
System.out.println(a.age);
System.out.println(b.age);
/*
小明
200
b.age会出现异常.
*/
基本介绍
在某些情况下，我们要需要定义成员方法(简称方法)。比如人类:除了有一些属性外(年龄，姓名..),我们人类还有一些行为比如:可以说话、跑步..,通过学习，还可以做算术题。这时就要用成员方法才能完成。现在要求对Person类完善。
●成员方法快速入门-
添加speak成员方法,输出我是一只好人
-
添加cal01成员方法,可以计算从1+...+1000的结果
-
添加cal02成员方法,该方法可以接收一个数n，计算从1+...+n 的结果
-
添加getSum成员方法,可以计算两个数的和
public class HelloWorld{ public static void main(String []args){ //方法使用 //1方法写好后，如果不去调用(使用)，不会输出 //2．先创建对象,然后调用方法即可 Person p1 = new Person(); p1.speak();//调用方法 p1.cal01();//调用cal01方法 p1.cal02(5);//调用cal02方法 //调用getSum方法，同时num1=10, num2=20 //把方法 getsum返回的值，赋给变量 returnRes int returnRes = p1.getSum(10,20); System.out.println("getsum方法返回的值=" + returnRes); } } class Person { String name; int age; //方法(成员方法) //添加speak成员方法,输出“我是一个好人” //解读 //1.public 表示方法是公开 //2.void :表示方法没有返回值 //3.speak() : speak是方法名，（)形参列表 //4.方法体，可以写我们要执行的代码 //5.System.out.println("我是一个好人");表示我们的方法就是输出一句话 public void speak(){ System.out.println("我是一个好人"); } //添加cal01 成员方法,可以计算从1+..+1000的结果 public void cal01(){ //循环完成 int res = 0; for(int i = 1; i <= 1000; i++) { res += i; } System.out.println("计算结果=" + res); } //添加cal02成员方法,该方法可以接收一个数n，计算从1+...+n的结果 //解读 //1. (int n)形参列表,表示当前有一个形参n，可以接收用户输入 public void cal02(int n){ //循环完成 int res = 0; for(int i = 1; i <= n; i++){ res += i; } System.out.println("cal02计算结果="+ res); } //添加getsum成员方法,可以计算两个数的和//老韩解读 //1. public 表示方法是公开的 //2. int :表示方法执行后，返回一个int 值 // 3. getsum方法名 //4. (int num1, intTum2）形参列表，2个形参，可以接收用户传入的两个数 public int getSum(int num1, int num2) { int res = num1 +num2; return res; } }
提示:画出程序执行过程[getSum]+说明
- 当程序执行到方法时，就会开辟一个独立的空间(栈空间)
- 当方法执行完毕，或者执行到return语句时，就会返回
- 返回到调用方法的地方
- 返回后，继续执行方法后面的代码
●看一个需求:
请遍历一个数组，输出数组的各个元素值。
✔解决思路1，传统的方法，就是使用单个for循环，将数组输出，大家看看问题是什么?
✔解决思路2:定√义一个类 MyTools ，然后写一个成员方法，调用方法实现,看看效果又如何。
成员方法的好处
✔提高代码的复用性
✔可以将实现的细节封装起来,然后供其他用户来调用即可.
访问修饰符 返回数据类型 方法名 (形参列表..){//方法体
语句;
return 返回值;
}
- 形参列表:表示成员方法输入 cal(int n),getSum(int num1, int num2)
- 返回数据类型:表示成员方法输出;void表示没有返回值
- 方法主体:表示为了实现某一功能代码块
- return 语句不是必须的。
- 提示：结合前面的题示意图,来理解
●访问修饰符(作用是控制方法使用的范围)
可选,[有四种:?],具体在后面说
●返回类型
- 一个方法最多有一个返回值[思考，如何返回多个结果?]
- 返回类型可以为任意类型,包含基本类型或引用类型(数组，对象)
- 如果方法要求有返回数据类型，则方法体中最后的执行语句必须为return值;而且要求返回值类型必须和return的值类型一致或兼容（返回数据支持自动类型转换）
- 如果方法是void，则方法体中可以没有return语句,或者只写 return;
●方法名
遵循驼峰命名法，最好见名知义，表达出该功能的意思即可,比如得到两个数的和getSum,开发中按照规范
●形参列表
- 一个方法可以有0个参数，也可以有多个参数，中间用逗号隔开,比如getSum(int n1,int n2)
- 参数类型可以为任意类型，包含基本类型或引用类型，比如printArr(int[][] map)
- 调用带参数的方法时，一定对应着参数列表传入相同类型或兼容类型的参数! 【getSum】（传入数据支持自动类型转换）
- 方法定义时的参数称为形式参数，简称形参;方法调用时的参数称为实际参数，简称实参,实参和形参的类型要一致或兼容、个数、顺序必须一致![演示]
●方法体
里面写完成功能的具体的语句,可以为输入、输出、变量、运算、分支、循环、方法调用，但里面不能再定义方法!即:方法不能嵌套定义。[演示]
●方法调用细节说明
- 同一个类中的方法调用:直接调用即可。比如print(参数);案例演示:A类 sayOk调用print()
- 跨类中的方法A类调用B类方法:需要通过对象名调用。比如对象名.方法名(参数);案例演示:B类 sayHello 调用print()
- 特别说明一下:跨类的方法调用和方法的访问修饰符相关，先暂时这么提一下,后面我们讲到访问修饰符时,还要再细说。
方法的传参机制对我们今后的编程非常重要，一定要搞的清清楚楚明明白白。我们通过案例来学习。
●基本数据类型的传参机制
public class HelloWorld{
public static void main(String []args){
int a = 10;int b = 20;
//创建AA对象名字 obj
AA obj = new AA();
obj.swap(a,b);//调用swap
System.out.println( "main方法a=" +a+ " b=" + b); //a=10 b=20
}
}
class AA {
//同一个类中的方法调用:直接调用即可/ /
public void swap(int a,int b) {
System.out. println("\na和b交换前的值\na=" + a + "\tb=" + b);//a=10 b=20
//完成了a 和b的交换
int tmp = a;
a = b;
b = tmp;
System.out.println("\na和b交换后的值\na=" + a + "\tb=" + b);//a=20 b=10
}
}
//swap方法会创建不同的栈。其中的变量a,b所对应的地址也不同，因此不会改变。
●引用数据类型的传参机制
- 看一个案例
B类中编写一个方法test100，可以接收一个数组，在方法中修改该数组，看看原来的数组是否变化?
public class HelloWorld{
public static void main(String []args){
//测试
B b = new B();
int[ ] arr = {1,2,3};
b.test100(arr);//调用方法
System.out. println( " main的arr数组");//逼历数组
for(int i = 0; i < arr. length; i++) {
System.out.print(arr[i] +"\t");
}
System.out.println();
}
}
class B {
//B类中编写一个方法test100,
//可以接收一个数组，在方法中修改该数组，看看原来的数组是否变化
public void test100(int[] arr) {
arr[0] = 200;//修改元素
//遍历数组
System.out.println( "test100的arr数组");
for(int i = 0; i <arr. length; i++){
System.out.print(arr[i] +"\t");
}
}
}
//数组为应用类型，调用test100产生新栈时传入的是arr在堆中的地址而不是拷贝数组，因此修改arr时是对同一空间进行操作。所以会改变
- B类中编写一个方法test200，可以接收一个Person(age,sal)对象，在方法中修改该对象属性，看看原来的对象是否变化? //会变化
// import java.util.Scanner;
public class HelloWorld{
public static void main(String []args){
B b = new B();
Person p = new Person();
p.name = "jack" ;
p.age = 10;
b.test200(p);
System.out.println( "main的p.age=" + p.age);
}
}
class Person {
String name;
int age;
}
class B {
public void test200 (Person p) {
p.age = 10000;//修改对象属性
}
}
- 再看一个案例,下面的方法会对原来的对象有影响吗?
在test200方法中设置p=null 和p = new Person();
//结果不变，main中p. age为10。因为此处只是修改test200开辟的栈中的p的指向，并未改变main中p的指向。
●基本介绍
简单的说:递归就是方法自己调用自己,每次调用时传入不同的变量.递归有助于编程者解决复杂问题,同时可以让代码变得简洁
递归能解决什么问题?
- 各种数学问题如:8皇后问题，汉诺塔，阶乘问题,迷宫问题,球和篮子的问题(google编程大赛)[经典问题，网上答案很多]
- 各种算法中也会使用到递归，比如快排，归并排序,二分查找,分治算法等.3.将用栈解决的问颗-->详归代码比较简洁
●八皇后问题说明
八皇后问题,是一个古老而著名的问题,，是回溯算法的典型案例。该问题是国际西洋棋棋手马克斯·贝瑟尔于1848年提出:在8×8格的国际象棋上摆放八个皇后,使其不能互相攻击,即:任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上，问有多少种摆法。
/*
●八皇后思路分析，老韩说下
1)第一个皇后先放第一行第一列
2)第二个皇后放在第二行第一列、然后判断是否OK，如果不OK，继、续放在第二列、第三列、依次把所有列都放完，找到一个合适
3)继续第三个皇后，还是第一列、第二列.…..直到第8个皇后也能放在一个不冲突的位置,算是找到了一个正确解
4)当得到一个正确解时，在栈回退到上一个栈时，就会开始回溯，即将第一个皇后，放到第一列的所有正确解,全部得到.
5)然后回头继续第一个皇后放第二列，后面继续循环执行1,2.3.4的步骤
说明:理论上应该创建一个二维数组来表示棋盘,但是实际上可以通过算法，用一个一维数组即可解决问题. arr[8] ={0，4, 7,5.2,6,1,3}//对应arr下标表示第几行，即第几个皇后，arri] = val , val表示第i+1个皇后，放在第i+1行的第val+1列
*/
public class HelloWorld{
public static void main(String []args){
B b = new B();
int huang[]=new int[8];
System.out.println(b.test200(huang,0));
}
}
class B {
public int test200 (int[] huang,int i) {
if(i>7){
return 1;
}else{
int m=0;
for(int j=1;j<=8;j++){
if(aa(huang,j,i)){//不冲突
huang[i]=j;
m+=test200(huang, i+1);
}
}
return m;
}
}
public boolean aa(int[] huang,int a,int b){//是否已经存在
for(int i=0;i<b;i++){
if(a==huang[i] || (a-huang[i]==b-i) || (a-huang[i]==i-b)){
return false;
}
}
return true;
}
}
●基本介绍
java中允许同一个类中，多个同名方法的存在,但要求形参列表不一致!比如:System.out.println); out是PrintStream类型
●重载的好处
- 减轻了起名的麻烦
- 减轻了记名的麻烦
●快速入门案例
public class HelloWorld{
public static void main(String []args){
MyCalculator mc = new MyCalculator();
System.out.println(mc.calculate(1,2));
System.out.println(mc.calculate(1,2.1));
}
}
class MyCalculator {
//下面的四个calculate方法构成了重载
//两个整数的和
public int calculate(int n1, int n2){
return n1 +n2;
}
//一个整数,一个double的和
public double calculate(int n1,double n2) {
return n1 + n2;
}
//一个double ,一个工t和
public double calculate(double n1,int n2) {
return n1 + n2;
}
//三个int的和
public int calculate(int n1,int n2,int n3) {
return n1 + n2 + n2;
}
}
●注意事项和使用细节
- 方法名:必须相同
- 参数列表:必须不同(参数类型或个数或顺序，至少有一样不同，参数名无要求)
- 返回类型:无要求
●基本概念
java允许将同一个类中多个同名同功能但参数个数不同的方法，到装成一个方法。就可以通过可变参数实现
●基本语法
访问修饰符 返回类型 方法名(数据类型... 形参名){
}
●快速入门案例
public class HelloWorld{
public static void main(String []args){
HspMethod m = new HspMethod();
int sum=m.sum(1,5,100);
System.out.println(sum);
}
}
class HspMethod {
//1. int...表示接受的是可变参数，类型是int ,即可以接收多个1nt(0-多)
//2。使用可变参数时，可以当做数组来使用即nums可以当做数组
public int sum( int... nums){
System.out.println("接收的参数个数="+ nums. length);
int res = 0;
for(int i = 0; i < nums. length;i++){
res += nums[i];
}
return res;
}
}
●注意事项和使用细节
- 可变参数的实参可以为0个或任意多个。
- 可变参数的实参可以为数组。
- 可变参数的本质就是数组.
- 可变参数可以和普通类型的参数一起放在形参列表，但必须保证可变参数任最后
- 一个形参列表中只能出现一个可变参数
//细节:可变参数可以和普通类型的参数一起放在形参列表，但必须保证可变参数在最后
public void f2(String str,doubLe... nums) {
}
//细节:一个形参列表中只能出现一个可变参数//下面的写法是错的·
// public void f3(int. .. nums1,double. . . nums2) {}
●基本使用
面向对象中，变量作用域是非常重要知识点，相对来说不是特别好理解，要求深刻掌握变量作用域。
- 在java编程中，主要的变量就是属性(成员变量)和局部变量。
- 我们说的局部变量一般是指在成员方法中定义的变量。【举例Cat类:cry)
- Java中作用域的分类
全局变量:也就是属性，作用域为整个类体Cat类:cry eat等方法使用属性
局部变量:也就是除了属性之外的其他变量，作用域为定义它的代码块中! - 全局变量(属性)可以不赋值，直接使用，因为有默认值，局部变量必须赋值后，才能使用，因为没有默认值。
注意事项和细节使用
- 属性和局部变量可以重名,访问时遵循就近原则。
- 在同一个作用域中，比如在同一个成员方法中，两个局部变量，不能重名。
- 属性生命周期较长，伴随着对象的创建而创建，伴随着对象的销毁而销毁。局部变量,生命周期较短，伴随着它的代码块的执行而创建，伴随着代码块的结束而销毁。即在一次方法调用过程中。\
class Person {
String name = "jack";
public void say() {
//细节属性和局部变量可以重名,访问时遵循就近原则
String name= "king";
System.out. println( "say() name=" +name);
}
public void hi(){
String address ="北京";
// String address =“上海";//错误,重复定义变量
String name= "hsp";
}
}
- 作用域范围不同
全局变量/属性:可以被本类使用，或其他类使用(通过对象调用)
局部变量;只能在本类中对应的方法中使用 - 修饰符不同
全局变量/属性可以加修饰符
局部变量不可以加修饰符
●看一个需求
我们来看一个需求:前面我们在创建人类的对象时，是先把一个对象创建好后，再给他的年龄和姓名属性赋值，如果现在我要求，在创建人类的对象时，就直接指定这个对象的年龄和姓名,该怎么做?这时就可以使用构造器。
●基本语法
[修饰符] 方法名(形参列表){
方法体;
}
说明:
- 构造器的修饰符可以默认
- 构造器没有返回值
- 方法名和类名字必须一样
- 参数列表和成员方法一样的规则
- 构造器的调用系统完成
基本介绍
构造方法又叫构造器(constructor)，是类的一种特殊的方法,它的主要作用是完成对新对象的初始化。它有几个特点:
- 方法名和类名相同
- 没有返回值
- 在创建对象时,系统会自动的调用该类的构造器完成对象的初始化。
快速入门
现在我们就用构造方法来完成刚才提出的问题:在创建人类的对象时，就直接指定这个对象的年龄和姓名
public class HelloWorld{
public static void main(String []args){
//当我们new 一个对象时，直接通过构造器指定名字和年龄
Person p1 = new Person( "smith",80);
System.out.println( "p1的信息如下");
System.out.println( "p1对象name=" + p1.name); // smith
System.out.println( "p1对象age=" + p1.age);//80
}
}
//在创建人类的对象时，就直接指定这个对象的年龄和姓名
//
class Person {
String name;
int age;
//构造器//老韩解读
//1。构造器没有返回值,也不能写void
//2。构造器的名称和类Person—样
//3.(String pName, int pAge）是构造器形参列表，规则和成员方法―样
public Person(String pName, int pAge){
System.out.println("构造器被调用~~完成对象的属性初始化");
name = pName;
age = pAge;
}
public Person(String pName){
System.out.println("构造器重载---");
name = pName;
}
}
●注意事项和使用细节
- 一个类句以定义多个不同的构造器,即构造器重载
比如:我们可以再给Person类定义一个构造器,用来创建对象的时候,只指定人名,不需要指定年龄 - 构造器名和类名要相同3.构造器没有返回值
- 构造器是完成对象的初始化.并不是创建对象
- 在创建对象时，系统自动的调用该类的构造方法
- 如果程序员没有定义构造器，系统会自动给类生成一个默认无参构造器(也叫默认构造器)，比如Dog (){},使用javap指令反编译看看
- 一旦定义了自己的构造器,默认的构造器就覆盖了，就不能再使用默认的无参构造器,除非显式的定义一下,即: Person(){}
●先看一段代码,并分析问题
public class HelloWorld{
public static void main(String []args){
Dog dog1 = new Dog("大壮",3);
dog1.info();
}
}
class Dog{//类
String name;
int age;
// public Dog (String dName,int dAge){//构造器/ /name = dName;
//age = dAge;/ / }
//如果我们构造器的形参，能够直接写成属性名,就更好了
//但是出现了一个问题,根据变量的作用域原则
//构造器的name是局部变量,而不是属性
//构造器的age是局部变量,而不是属性
//==>引出this关键字来解决
public Dog (String name, int age){//构造器
name = name;
age = age;
}
public void info(){//成员方法,输出属性×信息
System.out.println(name + "\t" +age + "\t");
}
}
●什么是this
java虚拟机会给每个对象分配this,代表当前对象。
●使用this解决前面变量命名问题
public class HelloWorld{
public static void main(String []args){
Dog dog1 = new Dog("大壮",3);
dog1.info();
}
}
class Dog{//类
String name;
int age;
// public Dog (String dName,int dAge){//构造器/ /name = dName;
//age = dAge;/ / }
//如果我们构造器的形参，能够直接写成属性名,就更好了
//但是出现了一个问题,根据变量的作用域原则
//构造器的name是局部变量,而不是属性
//构造器的age是局部变量,而不是属性
//==>引出this关键字来解决
public Dog (String name, int age){//构造器
//this.name就是当前对象的属性name
this.name = name;
//this.age就是当前对象的属性age
this.age = age;
}
public void info(){//成员方法,输出属性×信息
System.out.println(name + "\t" +age + "\t");
}
}
this小结:简单的说,哪个对象调用，this就代表哪个对象
this的注意事项和使用细节
-
this关键字可以用来访问本类的属性、方法、构造器
-
this用于区分当前类的属性和局部变量
class Dog{//类
String name;
int age;
public Dog (String name, int age){//构造器
//this.name就是当前对象的属性name
this.name = name;
//this.age就是当前对象的属性age
this.age = age;
}
}
-
访问成员方法的语法:this.方法名(参数列表);注意:访问构造器语法:this(参数列表);必须放置第一条语句
/* 细节:访问构造器语法:this(参数列表); 注意只能在构造器中使用(即只能在构造器中访问另外一个构造器) 注意:访问构造器语法:this(参数列表);必须放置第一条语句 */ public T(){ this("jack",100);//这里去访问 T(String name,int age) System.out.print1n("T()构造器"); } public T(String name, int age) { System.out.println("T(String name,int age）构造器"); } -
访问构造器语法:this(参数列表);注意只能在构造器中使用5. this不能在类定义的外部使用，只能在类定义的方法中使用。
●this的课堂案例
定义Person类，里面有name、age属性，并提供compareTo比较方法，用于判断是否和另一个人相等，提供测试类TestPerson用于测试名字和年龄完全一样，就返回true,否则返回false
public class HelloWorld{
public static void main(String []args){
Person p1 =new Person( "mary" ,20);
Person p2 =new Person( "smith", 30);
System.out.println(p1.compareTo(p2));
}
}
class Person{//类
String name;
int age;
public Person(String name,int age){
this.name=name;
this.age=age;
}
public boolean compareTo(Person p){
return (this.name.equals(p.name)&& this.age==p.age);
}
}