6.類與對象（二）

總結

本章寫了封裝、static成員以及代碼塊。

一、封裝

1.封裝的概念

封裝簡單來說就是被密封起來（不讓我們看見的東西），即被隱藏。

對于用戶來說，并不需要關心的類，所實現的細節就會被封裝（隱藏）。

猶如密封的紙盒子

2.封裝的實現方式

1.隱藏內部狀態（屬性私有化）

將類的成員變量（屬性）用private修飾，使其只能在當前內部訪問，外部無法直接訪問修改或者讀取。

2.暴露公共接口（提供訪問方法）

通過public修飾的getter（讀取）和setter（修改）方法，對外提供屬性的訪問入口，并在方法中可以添加邏輯校驗，控制數據的合法性。

實例：

定義了一個People類中含有封裝

public class People {public String name;
//    1.屬性私有化（外部無法直接訪問）private int age;/*private只能在當前類被訪問，當前類的私有屬性*///    2.提供公共的getter方法（讀取屬性）public int getAge() {return age;}//    3.提供公共的setter方法(修改屬性可添加校驗邏輯 )public void setAge(int age) {
//        校驗年齡為合理范圍內if (age >= 0 && age <= 200) {this.age = age;}else {System.out.println("年齡無效");}}
}

再次定義了一個測試類運行它

public class Test {public static void main(String[] args) {People people = new People();people.name = "小華";
//        無法直接訪問private屬性people.setAge(23);System.out.println("請告訴我這個人叫什么？"+" "+people.name);System.out.println("多少歲?"+" "+people.getAge());}
}

getter方法也可以叫做取值方法，setter方法也可以叫做賦值方法。上一篇文章有詳細的介紹5.Java類與對象。

3.封裝的核心作用

1.數據的安全性

禁止外部直接修改屬性通過setter方法的校驗邏輯保證數據的合法。舉個例子：銀行里面存的錢，他人看不見我所存的具體金額，我也修改不了我的數據，這樣就保證了社會的穩定，也保證了我的錢的安全性。

2.隱藏實現的細節

外部只需要知道如何通過公共方法使用類，無需關心內部屬性的存儲方式或邏輯降低耦合度。

3.代碼的可維護性

若內部實現需要修改（如校驗規則調整），只需修改類內部的方法，外部調用代碼無需變動。

4.控制訪問權限

3.訪問權限控制符

public（公共的）：全局可見，可以理解成一個人的外貌特征，誰都可以看見

protected：本包或者子類可見，主要是在繼承中

default（包訪問權限）：本包可見，對于自己家族（同一個包中）不是秘密，對于他人來說就是隱私

private：僅本類可見

4.包

為了更好的管理類，把多個類搜集在一起成為一組，稱為軟件包。

在Java中也引入了包，包是對類、接口等的封裝機制的體現，是一種對類或者接口的很好的組織方式。使用包主要是避免類名的沖突、便于代碼管理和訪問控制，確定類的唯一性。

假如兩個程序員不約而同地建立了 Employee類。只要將這些類放置在不同的包中，就不會產生沖突。

1.本質：包其實就是相當于類的“文件夾”，通過層級結構（類似文件系統的目錄）組織類。

2.命名規范：通常使用小寫字母，采用反轉的域名作為前綴（避免全局沖突），例如：com.exmple.myapp。

層級之間用? .? 分隔，對應文件系統的目錄層級（如com/example/myapp）。

3.包的聲明

在Java源文件的第一行，用package語句聲明該類所屬的包。猶如上圖。

若未聲明package，類會被放入默認包（不推薦，易導致沖突）

5.導入包中的類

一個類可以使用所屬包中的所有類，以及其他包中的公有類（public class)。我們可以采用兩種方式訪問另一個包中的公有類。

1.在每個類名之前添加? ? 完整的包名 + 類名

2.使用 import 語句（一旦使用了 import 語句，在使用類時，就不必寫出包的全名了）

可以使用 import 語句導人一個特定的類或者整個包。import 語句應該位于源文件的頂部(但位于 package 語句的后面)。

3.導入整個包的所有類（不推薦，可能引發沖突）

import com.test.demo1.*;//導入demo1這個包中所有的類

在大多數情況下，只導入所需的包，并不必過多地理睬它們。但在發生命名沖突的時候，就不能不注意包的名字了。例如，java.util 和java.sql 包都有日期（ Date) 類。如果在程序中導入了這兩個包：

import java.util.*;

import java.sql.*;

就會報錯

此時編譯器無法確定程序使用的是哪一個 Date 類。

那我們怎么解決？

可以采用增加一個特定的 import 語句來解決這個問題：

這樣就不會報錯。

如果這兩個 Date 類都需要使用，又該怎么辦呢？

答案是，在每個類名的前面加上完整的包名。

4.靜態導入

import 語句不僅可以導人類，還增加了導人靜態方法和靜態域的功能。
就可以使用 Math?類的靜態方法和靜態域，而不必加類名前綴

import static java.lang.Math.*;
public class TestDemo3 {public static void main(String[] args) {double a = 1.69;double b = 1.96;
//        不導入靜態包的寫法
//        double sqrtSum = Math.sqrt(a)+Math.sqrt(b);/*（sqrt是根號）1.3+1.4*/double sqrtSum = sqrt(a)+sqrt(b);System.out.println(sqrtSum);}
}

5.常見的包

1. java.lang:系統常用基礎類(String、Object),此包從JDK1.1后自動導入。核心類（String、Object、基本類型包裝類）

2. java.lang.reflect:java 反射編程包;

3. java.net:進行網絡編程開發包。

4. java.sql:進行數據庫開發的支持包。

5. java.util:是java提供的工具程序包。(集合類等) 非常重要

6. java.io:I/O編程開發包，輸入輸出類（文件操作、流等）

二、static成員

1.static修飾成員變量

static修飾的成員變量，被稱為靜態成員變量。

靜態成員變量最大的特性：不屬于具體的對象，是所有對象所共享的。

1.特性

①屬于類的本身，而非某個具體的對象，所有對象共享一份數據。

②生命周期伴隨類的一生（即：隨類的加載而創建，隨類的卸載而銷毀）

③即可通過對象訪問，也可以通過類名訪問，但一般更推薦使用類名訪問

public class Cat {public String name;public int age;public String color;public double weight;public static int foot = 4;public void eat(){System.out.println(name+"正在吃貓糧");}public void miao(){System.out.println(name+"會喵喵叫");}public static void main(String[] args) {Cat cat1 = new Cat();Cat cat2 = new Cat();cat1.name = "布丁";cat2.name = "大橘";
//        1.通過類名訪問System.out.println(Cat.foot);
//        2.通過對象訪問System.out.println(cat1.foot);System.out.println(cat2.foot);}
}

④類變量存儲在方法區內

2.static修飾成員方法

1.定義

用static修飾的方法，屬于類，不依賴于對象存在。

靜態方法代表類級別的行為，而不是某個對象的行為。

2.訪問方式

通過類名.方法名調用，不能直接訪問非靜態成員（非靜態成員屬于對象）

注意：靜態方法中不能使用this或者super（因為與對象無關，而this和super需要傳遞參數）

3.static成員變量初始化

注意：靜態成員變量一般不會放在構造方法中來初始化，構造方法中初始化的是與對象相關的實例屬性

1. 就地初始化

就地初始化指的是：在定義時直接給出初始值

2.靜態代碼塊初始化

下方有講

三、代碼塊

1.普通代碼塊

定義在方法里面的代碼塊（直接使用{}定義）

public class TestDemo4 {public static void main(String[] args) {{
//           直接定義在{}里面的代碼塊，普通代碼塊int a = 10;System.out.println(a);}int a = 100;System.out.println(a);}
}

2.構造塊

構造塊：定義在類中的代碼塊(不加修飾符)。也叫：實例代碼塊。構造代碼塊一般用于初始化實例成員變量。
?

public class Student {
//    實例變量public String name;public int age;public String grage;public double height;public  double weight;public void doClass(){System.out.println(name+"正在學習");}{
//        2.實例代碼塊this.name = "小楊";this.age = 18;this.grage = "高三";this.height = 180.4;this.weight = 130.5;System.out.println(name+"正在吃飯");}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +", grage='" + grage + '\'' +", height=" + height +", weight=" + weight +'}';}public static void main(String[] args) {Student student = new Student();System.out.println(student.toString());}
}

注意：實例代碼塊只有創建對象時才會執行

3.靜態塊

定義：使用static定義的代碼塊

靜態塊是Java類中用于初始化靜態成員的特殊代碼塊，它在類加載時自動執行。靜態塊的主要特點包括：

語法結構： static { // 初始化代碼 }
執行時機：
- 在類被首次加載時執行
- 在靜態變量初始化之后執行
- 在main方法執行之前執行
重要特性：
- 靜態代碼塊不管生成了多少個對象，其只會執行一次
- 靜態成員變量是類的屬性，因此在JVM加載類時開辟空間并初始化的
- 每個類可以有多個靜態塊，按聲明順序執行（合并）
- 不能訪問非靜態成員
- 不能拋出已檢查異常
- 不能包含return語句

public class Cat {public String name;public int age;public String color;public double weight;public static int foot = 4;public static int averageLifespan;//    靜態代碼塊：初始化靜態屬性，類加載時執行static {System.out.println("Cat類正在加載...");averageLifespan = 15;/*假設*/System.out.println("靜態代碼已執行：初始化壽命為"+averageLifespan+"年");}
//    構造方法（創建實例時執行）public Cat(String name) {this.name =name;System.out.println("創建了貓："+name);}public static void main(String[] args) {//        第一次使用Cat類靜態代碼塊執行Cat cat = new Cat("布丁");System.out.println("貓平壽："+averageLifespan+"年");
//        靜態代碼塊不再執行System.out.println("=====");Cat cat1 = new Cat("犀利哥");}}

Qustion：當靜態代碼塊和構造代碼塊（實例代碼塊）以及構造方法同時存在時，怎么被執行的？其順序是怎樣的？

思考一下，下面的代碼將被怎么執行？

public class Dog {public String name;public String species;public String color;public int age;static {System.out.println("靜態代碼塊2");}static {System.out.println("靜態代碼塊1");}static {System.out.println("靜態代碼塊3");}{System.out.println("實例代碼塊2");}{System.out.println("實力代碼塊1");}public Dog(String name, String species, String color, int age) {this.name = name;this.species = species;this.color = color;this.age = age;System.out.println("構造方法");}public static void main(String[] args) {Dog dog = new Dog("小花","中華田園犬","黑白",12);System.out.println("=============下面是第二次執行");Dog dog1 = new Dog("小黃","中華田園犬","黃色",13);}
}

其結果是這樣的

第一次時

靜態代碼塊被執行（按順序執行）

實例代碼塊被執行

構造代碼塊被執行

第二次

實例代碼塊被執行

構造代碼塊被執行

即靜態代碼塊只被執行一次。

4.同步代碼塊

四、方法toString?

toString方法是Object類的一個方法，用于返回對象的字符串表示。方便調試、打印或者日志記錄。

簡單來說toString方法就像是構造方法的輸出語句，即可以直接輸出像Student類中的name, age, grage , height , weight 這些即成員屬性。

public class Student {
//    實例變量public String name;public int age;public String grage;public double height;public  double weight;public void doClass(){System.out.println(name+"正在學習");}{
//        2.實例代碼塊this.name = "小楊";this.age = 18;this.grage = "高三";this.height = 180.4;this.weight = 130.5;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +", grage='" + grage + '\'' +", height=" + height +", weight=" + weight +'}';}public static void main(String[] args) {Student student = new Student();System.out.println(student.toString());}
}

toString 方法可以在IDEA中有快捷生成方法鍵