[Java入門筆記] 面向對象編程基礎（一）：類和對象

什麼是面向對象編程？

　　咱們先來看看幾個概念：

面向過程程序設計

面向過程，是根據事情發展的步驟，按進行的順序過程劃分，面向過程實際上是最爲實際的一種思考方式，能夠說面向過程是一種基礎的方法，它考慮的是實際地實現，通常的面向過程是從上往下步步求精。

例如：若是你要吃飯，那須要：「買菜-洗菜-作飯-吃飯」等等，一步一步的來設計，就是面向過程

結構化程序設計

結構化程序設計是主張經過按功能來分析系統需求的一種設計思想。其主要原則能夠歸納爲：

自頂向下：程序設計時，應先考慮整體，後考慮細節；先考慮全局目標，後考慮局部目標。不要一開始就過多追求衆多的細節，先從最上層總目標開始設計，逐步使問題具體化。

逐步細化：對複雜問題，應設計一些子目標做爲過渡，逐步細化。

模塊化設計：一個複雜問題，確定是由若干稍簡單的問題構成。模塊化是把程序要解決的總目標分解爲子目標，再進一步分解爲具體的小目標，把每個小目標稱爲一個模塊。

結構化程序設計首先採用結構化的程序分析方法進行功能需求分析，而後使用結構化設計方法對系統進行設計，最後採用結構化編程方式進行系統實現。
這種採用結構化程序設計主張按功能把軟件逐步細化，所以這種方法也被稱爲面向功能的程序設計方法。

結構化程序設計裏最小的程序單元是函數，每一個函數都負責完成一個功能，做爲程序入口的函數被稱做主函數，由主函數調用其餘函數，其餘函數再調用其餘一些函數，從而完成整個程序的功能。

圖中能夠看出，結構化程序設計自頂而下的設計方式，將一些功能定義成函數模塊，再一步步細化功能。結構化程序設計具備兩個不足之處：

一、設計不夠直觀，須要將客觀世界的模型分解成一個一個的功能，每一個功能處理必定的數據。

二、可擴展性不強，當其中某一個函數須要修改其功能是，須要自上而下地修改模塊結構。

 面向對象程序設計

面向對象就是針對一個功能，而進行模塊的劃分，這部分和結構化程序很類似，可是有不一樣點，就是對象有繼承，多態等形式，使得你不必在大致相同地方要從新寫程序。它從現實世界中客觀存在的事物出發來構造軟件系統，強調以現實世界中的事物（既對象）來思考問題。

使用面向對象方式開發，其最小的程序單元是類，這些類能夠生成系統中的多個對象，而這些對象則直接反應爲客觀世界中的各類事物，如：

有「人」這樣一個類，他有什麼特徵（年齡、體重等），有什麼功能（吃飯、行走等），若是咱們要完成上面面向過程當中的功能，咱們只需調用某個「人」對象的「食」方法便可。

程序的三種基本結構

不管是上面的哪一種設計思想設計和實現程序，程序的設計都有可能會涉及都下面三種程序的結構：

順序結構

順序結構表示程序中的各操做是按照它們出現的前後順序執行的。

選擇結構

選擇結構表示程序的處理步驟出現了分支，它須要根據某一特定的條件選擇其中的一個分支執行。選擇結構有單選擇、雙選擇和多選擇三種形式。

循環結構

循環結構表示程序反覆執行某個或某些操做，直到某條件爲假（或爲真）時纔可終止循環。在循環結構中最主要的是：什麼狀況下執行循環？哪些操做須要循環執行？循環結構的基本形式有兩種：當型循環和直到型循環。

當型循環：表示先判斷條件，當知足給定的條件時執行循環體，而且在循環終端處流程自動返回到循環入口；若是條件不知足，則退出循環體直接到達流程出口處。由於是"當條件知足時執行循環"，即先判斷後執行，因此稱爲當型循環。

直到型循環：表示從結構入口處直接執行循環體，在循環終端處判斷條件，若是條件不知足，返回入口處繼續執行循環體，直到條件爲真時再退出循環到達流程出口處，是先執行後判斷。由於是"直到條件爲真時爲止"，因此稱爲直到型循環。

類和對象

面向對象的程序設計過程當中有兩個重要的概念：類(class)和對象(Object)。

什麼是類？

類是對現實生活中一類具備共同特徵的事物的抽象，它是一個抽象的概念。

好比小轎車、摩托、卡車、公交車，他們都有共同的特徵，可以機動化的行走以及運載人或物品。因此咱們能夠把他們抽象爲一個類：車。

什麼是對象？

 對象是類這個抽象概念的一個具體體現，好比有一個類叫「人」，而這個叫張三的人、那一個叫李四的人，都是「人」這個類的具體的體現，因此他們是對象。須要注意的是：對象必定具體到某個個體，張三不必定是一個對象，由於能夠有不少個叫張三的，必定是「這一個張三」纔是一個對象。

如何定義類

定義語法：

[修飾符] class 類名{
    //類的內容
}

 

 如：

public class Person{
    
}

 

 咱們定義了叫「Person」的一個類。

由於Java語言是區分大小寫的，因此須要注意關鍵字的大小寫的問題，類名能夠本身任意定義，建議起名要具備實際意義以及每一個單詞首字母大寫。

對於一個類而言，它包含三種最多見的成員：構造器、Field和方法。三個成員均可以定義0個或多個。

構造器

構造器是一個類建立對象的根本途徑，若是一個類沒有構造器，一般沒法建立對象，因此係統會爲每個類默認定義一個構造器，在不明肯定義的狀況下，它是隱藏的，若是明肯定義了，則不會默認定義。

 定義構造器的語法：

[修飾符] 類名([形參 參數名]){
　　功能代碼
}

 

 修飾符能夠是public private protected 或者不寫。

例：

public class Person{
    public Person(){}
}

 

 Field（屬性）

Field用於定義該類或該類實例所包含的狀態數據、描述對象的特徵等，定義語法以下：

[修飾符] 數據類型 屬性名 = 值;

 

 例：

public class Person{
    public String name;
    public int age;
}

 

 

 Person（人）這個類有兩個Filed，分別用來描述姓名、年齡。上面這個例子中沒有爲其定義一個構造器，因此係統會爲其默認一個構造器：public Person(){}

方法

方法用來定義該類或該類實例的行爲特徵或功能實現。

語法以下：

[修飾符] 返回值 方法名([形參 參數名]){
    //功能代碼
}

 

例：

public class Person{  //定義一個Person類
    public String name;  //具備Field 姓名(name)、年齡(age)
    public int age;

    public Person(){}  //第一個構造方法

    public Person(String n, int a){  //第二個構造方法，有兩個參數n和a，在建立對象是若是調用了該構造方法就會將name屬性設置爲傳進來的n，age爲a。
        name = n;
        age = a;
    }

    public void eat(String s){  //方法，模擬吃東西的功能
        System.out.println(name + "在吃" + s);
    }

    public void sleep(int hour){  //方法，模擬睡覺功能
        System.out.println(name + "睡了" + hour + "個小時");
    }
}

 

 

對象的建立和使用

前面已經說明過，建立對象的根本途徑是構造器，經過new關鍵字調用該類的構造器來建立一個對象，如：

上面咱們已經定義了一個「人」類，咱們經過它建立一個對象。

Person p;  //定義一個Person類型的變量
p = new Person();  //經過new關鍵字Person類的第一個構造器，返回一個Person實例，也就是該對象。

 

也能夠這樣：

Person p = new Person("張三", 20);  //咱們將上面的兩步簡化爲一步，而且調用第二個構造方法，傳遞兩個參數，爲這個對象設置了姓名和年齡。

 

 

有了對象，咱們就可使用它了：

使用對象：使用「.」進行如下操做

　　給類的屬性賦值：對象名.屬性

　　調用類的方法：對象名.方法名()

System.out.println(p.name);  //將這個對象的名稱打印出來
p.sleep(5);  //調用睡覺的方法

 

建立和使用對象在內存中的示例

上面咱們有這樣一行代碼：Person p = new Person("張三", 20);

這行代碼建立了一個Person對象，這個對象被賦值給p變量。

這行代碼中實際產生了四個東西，p變量和Person對象、"張三"對象、數字20

當有等號時會先執行等號右邊的代碼new Person("張三", 20)，這句代碼中調用的是public Person(String n, int a)構造方法，而咱們發現，在這個方法中也有兩個變量String類型的n和int類型的a，因此執行這句話時內存中是這樣的：

產生兩個變量s和a，s是一個引用類型的變量，它在棧內存中存儲的是一個堆內存中的內存地址，該地址指向堆內存中String類型的一個對象，啊變量是一個int類型數據，因此它的數值直接存儲在棧內存中。

調用構造方法首先會建立一個Person類型的對象，對象中有name和age兩個屬性：

構造方法中有兩句代碼

name = n; age = a;

此時會將兩個值賦給給對象

name = n:指向同一個對象

age = a:將值複製給age

繼續執行，構造方法結束，清除a變量和s變量，執行語句等號右邊代碼，建立一個Person類型變量p，該變量指向經過構造方法返回的Person對象

                          

對象建立完成。