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JavaSE-3-面向对象-1

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JavaSE-学习笔记，主要内容为Java方法（函数）相关概念、面向对象三大特性（封装、继承、多态）-封装相关知识。

1. Java方法（函数）

1.1 概念

概念：也叫函数，其实就是具有一定特殊功能的一段代码，将需要在多个位置重复使用的一组代码，
定义在方法内部。
意义：1.避免了重复的代码。2.增强了程序的扩展性。


1.2 定义方法

语法格式

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[修饰符1,修饰符2...] 返回值/void 方法名(参数列表) {
    ...
    return
}

示例

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public static void main(String[] args) {}

修饰符：public，static
返回值：一个方法执行之后，返回给调用处的结果。可能有，也可能没有。
有：在方法定义的时候，写清楚方法要返回的数据的类型。
没有：void，表示这个方法执行结束之后，没有返回值给调用处。
方法名：也是一种标识符。首字母小写，驼峰式命名。
()：方法的标志。括号里：参数列表
{}：方法体
参数列表：方法在运算过程中的未知数据，调用者调用方法时传递
return ：将方法执行后的结果带给调用者，方法执行到 return ，整体方法运行结束


1.3 调用方法

如果一个方法只有定义，那么方法中代码并没有被执行，只有被调用了才会执行方法中的代码。

通过方法的名字进行调用。

  • 对于静态static方法，调用方法如下
    • 类名.方法名()
    • 调用当前类中的静态方法时，类名可以省略
  • 对于非静态的方法
    • 需要创建该类的对象，通过对象调用方法
    • ClassName objectName = new ClassName();
    • objectName.method();

1.4 方法返回值

如果一个方法调用之后，需要返回给调用处结果，那么表示这个方法有返回值，在方法中需要使用
return语句把结果返回给调用处。

注意

  • 如果一个方法声明了有返回值(非void)，那么方法中一定要使用return语句返回结果。
  • 定义方法的时候，声明的返回值类型，一定要和return后实际上返回的数值类型一致。
  • 如果一个方法声明了有返回值，如果方法中有分支语句或者循环语句，那么要保证无论执行哪个分
    支，都要有return可以被执行到。
  • 如果一个方法声明没有返回值(void)，那么方法中也可以使用return语句，用于强制结束方法的执
    行。

1.5 方法参数

一个方法中，有些数据的数值不确定，我们定义为参数，由调用处调用方法的时候，传入具体的数
据。

  • 形式参数
    • 定义方式，声明的参数，用于接收调用处传来的数据。
  • 实际参数
    • 调用方法的时候，实际赋值给形参的数据。

1.6 方法重载

概念：一个方法的多种形式。

  • 同一个类中
  • 方法名相同
  • 参数列表必须不同（顺序，个数，类型）
    • 与static，返回值，其他的修饰符……无关

1.7 递归

方法中调用方法本身，就叫做递归方法。

递归方法一定有出口，并逐层的向出口靠近。

  • 递归需要满足的三个条件
    1. 一个问题的解可以分解为几个子问题的解
    2. 这个问题与分解之后的子问题，除了数据规模不同，求解思路完全一样
    3. 存在递归终止条件
  • 如何编写递归代码
    • 最关键的是写出递推公式，找到终止条件
      1. 找到如何将大问题分解为小问题的规律
      2. 并且基于此写出递推公式
      3. 然后再推敲终止条件
      4. 最后将递推公式和终止条件翻译成代码

举例

题目：假如这里有 n 个台阶，每次你可以跨 1 个台阶或者 2 个台阶，请问走这 n 个台阶有多少种走法？如果有 7 个台阶，你可以 2，2，2，1 这样子上去，也可以 1，2，1，1，2 这样子上去，总之走法有很多，那如何用编程求得总共有多少种走法呢？

用公式表示：f(n) = f(n-1)+f(n-2)

递归终止条件就是 f(1)=1，f(2)=2

代码实现：

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int f(int n) {
  if (n == 1) return 1;
  if (n == 2) return 2;
  return f(n-1) + f(n-2);
}



2. 封装

2.1 面向对象思想概述

面向对象编程（OOP - Object Oriented Programing）

面向对象不是一门编程语言，也不是一种语法，而是一种编程思想。

Java语言是一种面向对象的程序设计语言，而面向对象思想是一种程序设计思想，我们在面向对象思想的指引下，使用Java语言去设计、开发计算机程序。 这里的对象泛指现实中一切事物，每种事物都具备自己的属性和行为。

面向对象思想就是在计算机程序设计过程中，参照现实中事物，将事物的属性特征、行为特征抽象出来，描述成计算机事件的设计思想。 它区别于面向过程思想，强调的是通过调用对象的行为来实现功能，而不是自己一步一步的去操作实现。

  • 面向过程：关注的是过程。遇到一个问题时候，”我该怎么做”，一步一步实现最终的功能即可。
  • 面向对象：关注的是对象。遇到一个问题时候，”我该让谁来做”，这个谁就是我们要关注的对象。

2.2 类和对象

  • 类：是一组相关属性和行为的集合。可以看成是一类事物的模板，使用事物的属性特征和行为特征来描述该类事物。

现实中，描述一类事物：
属性 ：就是该事物的状态信息。
行为 ：就是该事物能够做什么。

举例：小猫。
属性：名字、体重、年龄、颜色。
行为：走、跑、叫。

  • 对象 ：是一类事物的具体体现。对象是类的一个实例，必然具备该类事物的属性和行为。

现实中，一类事物的一个实例：一只小猫。
举例：一只小猫。
属性：tom、5kg、2 years、yellow。
行为：溜墙根走、蹦跶的跑、喵喵叫。

  • 类与对象的关系
    • 类是对一类事物的描述，是抽象的
    • 对象是一类事物的实例，是具体的
    • 类是对象的模板，对象是类的实体

2.3 类的定义

格式

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[修饰符] class ClassName {
    属性字段：field
    ...
    成员方法：method()
    ...
    构造方法：Constructor()
        
}

创建对象

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ClassName objectName = new ClassName();

类中成员变量，和局部变量不同，有默认值。
基本类型：
int，byte，short，long，float，double,，默认值都是0；
char 的默认值”空字符”，也就是‘\u0000’，数值为0；
boolean默认值false；
引用类型：默认值都是null，空；


2.4 构造函数

构造方法是一种特殊的方法.

  1. 定义的语法结构不同
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[访问权限修饰符] 方法名(参数列表) {
    
}
  • 修饰符：访问权限修饰符
  • 没有返回值类型，也不写void
  • 方法名：必须和类名一致
  • 参数：
    • 没有参数：无参构造
    • 有参数列表：有参构造
  1. 调用方法不同
    • 通过new关键字调用
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new Constructor();
  1. 作用不同：专门用于创建对象

注意：如果一个类中，没有写构造方法，那么当创建对象的时候，编译器会自动添加一个无参的构造方法。但
是如果类中写了构造方法，那么编译器不再自动添加无参构造方法。


2.5 this 关键字

this代表所在类的当前对象的引用（地址值），即对象自己的引用。

方法被哪个对象调用，方法中的this就代表那个对象。即谁在调用，this就代表谁。

用途一：当局部变量和成员变量命名冲突的时候，通过this来区分。

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public Person(String name,int age,String sex){
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.sex = sex;
}

用途二：访问本类的属性和方法

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this.field;
this.method();

用途三：指代构造方法：this();

如果存在多个构造方法，那么this指代的构造方法要靠参数来区分：顺序，个数，类型。

注意：this指向构造函数的时候，只能放在第一句。

举例：

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import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;
import java.util.NoSuchElementException;

/**
 * @author AnthonyCJ
 * @version 1.0
 * @description 自己手动实现ArrayList
 * @date 2022/12/01 9:52
 */
public class MyArrayList<E> implements Iterable<E> {
    // 真正存储数据
    private E[] data;
    // 记录当前数组中元素的个数
    private int size;
    // 默认初始容量
    private static final int INIT_CAP = 1;

    public MyArrayList() { this(INIT_CAP); }

    public MyArrayList(int initCapacity) {
        data = (E[]) new Object[initCapacity];
        size = 0;
    }
    
    ...
}

2.6 面向对象三大特性之封装

面向有三大特性：封装，继承，多态。

封装性：尽可能隐藏对象的内部实现细节，控制对象的修改及访问的权限。

面向对象编程语言是对客观世界的模拟，客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的，外界无法直接操作和修改。

封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被其他类随意访问。要访问该类的数据，必须通过指定的方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护，也加强了代码的安全性。

  1. 隐藏了实现的细节
  2. 提高了代码的复用性
  3. 提高了安全性
  • 封装步骤
    1. 使用private修饰符来修饰属性。限于本类中访问
    2. 在类中提供getters和setters用于对属性进行赋值和取值
      • 注意它们的修饰符，如果都是public，那么实际上和没有封装是一样的，可以通过对象调用方法随意地修改属性

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