96SEO 2026-02-20 08:01 0
AnalysisOOA面向对象分析是软件开发过程的第一步它主要关注于对问题域的理解和分析。

面向对象设计Object
DesignOOD面向对象设计是在面向对象分析的基础上进行的它主要关注于如何将分析阶段得到的需求转化为具体的设计。
面向对象编程Object-Oriented
ProgrammingOOP面向对象编程是面向对象软件开发的实现阶段它主要关注于使用面向对象编程语言来实现设计阶段的成果。
面向对象编程的主要特性包括封装性、继承性、多态性这些特性有助于提高代码的可重用性、可维护性和可扩展性。
在Java中类Class是对象Object的模板它定义了一类对象的属性和行为。
类的定义格式如下
成员变量包括实例变量和静态变量是定义在类中方法体之外的变量。
这种变量在创建对象的时候实例化。
成员变量可以被类中方法、构造方法和特定类的语句块访问。
Java中类的成员变量都有默认值。
例如整数类型为0浮点数类型为0.0布尔类型为false字符类型为\u0000引用类型为null。
在方法体、方法参数或者代码块中定义的变量被称为局部变量。
局部变量没有默认值声明和初始化都是在方法中方法结束后变量就会自动销毁。
✅答成员变量和局部变量在默认值行为上的差异主要源于它们在生命周期、存储位置、作用域和初始化机制上的不同。
以下是具体的原因
成员变量随着类的实例化或类的加载而被创建并在类的实例或类本身被销毁时销毁。
局部变量在方法、构造函数或初始化块执行时创建并在执行完毕后销毁。
存储位置
成员变量实例变量存储在堆内存中随着对象的创建而分配静态变量存储在方法区也称为静态存储区或类变量区。
局部变量存储在栈内存中每个方法执行时都会在栈内存中创建一个栈帧局部变量就存储在这个栈帧中。
作用域
成员变量可以在类的任何方法中访问对于实例变量或在类的外部通过类的实例或类名对于静态变量访问。
局部变量只能在声明它们的方法、构造函数或初始化块内部访问。
初始化
成员变量如果没有显式地初始化Java在创建类的实例或JVMJava虚拟机类加载时会自动为成员变量赋予默认值。
对象是类的一个实例有状态和行为。
类和对象的关系就是抽象和具体的关系。
创建对象的基本语法格式如下
调用对象的属性和方法如果是在当前类中可以直接访问属性和方法。
如果在其他类中通过点.运算符来访问其属性和方法。
例如如果有一个名为Person的类需要创建per1、per2、per3三个对象使用set和get方法对属性进行赋值和取值操作。
代码示例如下
28);per1.setName(张三);per1.setAge(10);per2.setName(李四);per2.setAge(18);per1.init();System.out.println(姓名
per2.getName());System.out.println(年龄
在Java虚拟机JVM的内存模型中程序计数器、Java栈、堆、本地方法栈和方法区是五个重要的组成部分。
当使用new关键字创建一个对象时同时操作了栈和堆在栈内存中保存对象的引用对象的首地址在堆内存中保存对象的属性。
编写.java文件源文件的时候文件存储在硬盘上这个文件只是包含了类的定义和源代码但它并没有被JVM加载到内存中执行。
当编译这个.java文件时Java编译器如javac命令会检查源代码的语法和语义。
编译成功后它会生成一个或多个.class文件类文件。
这些类文件包含了JVM执行程序所需的字节码Byte-code和其他信息。
当运行如java命令包含main方法的类时JVM会加载这个类文件到内存中。
加载过程中JVM会执行以下步骤
加载JVM通过类加载器ClassLoader查找并加载指定的类文件到内存中。
链接
验证确保被加载的类的正确性和安全性。
准备为类的静态变量分配内存并将其初始化为默认值。
解析把类中的符号引用转换为直接引用。
操作对象都是通过引用完成一旦引用出栈没有被引用的对象就变成了垃圾JVM的垃圾回收器Garbage
定义封装是将类的某些信息隐藏在类的内部不允许外部程序直接访问而是通过该类提供的方法来对隐藏的信息进行操作和访问。
具体来说封装通过定义私有变量使用private作为访问修饰符和公有方法公共的getter和setter方法来实现私有变量只能在类的内部访问而公有方法可以在类的外部访问和调用。
作用数据隐藏提高代码的可维护性实现接口和抽象。
降低耦合性实现高内聚、低耦合。
在Java中构造方法也称为构造函数或构造器是一种特殊的方法用于在创建对象时初始化该对象的状态。
构造方法的基本语法格式如下
}名称构造方法的名称必须与类名完全相同。
这是Java语言规定的一个特性以便在创建对象时能够自动调用相应的构造方法。
返回类型构造方法没有返回类型也不允许使用void关键字声明返回类型。
这是因为构造方法的主要目的是初始化对象而不是返回任何值。
访问修饰符构造方法可以使用访问修饰符如public、protected、private来限制其可见性和可访问性。
通常构造方法被声明为public以便可以从类的外部创建对象。
但是在某些情况下你可能希望将构造方法声明为protected或private以实现特定的设计目标如单例模式、工厂方法等。
参数列表构造方法可以具有任意数量和类型的参数。
这些参数在创建对象时通过new关键字传递给构造方法以便在初始化对象时使用。
通过提供不同参数的构造方法可以实现对象的多样化初始化。
默认构造方法在Java中每个类至少有一个构造方法。
如果你没有显式地定义任何构造方法那么Java编译器会自动为你生成一个默认的无参构造方法。
如果你定义了至少一个构造方法默认的无参构造方法可能不会被自动生成。
构造方法的调用如果是在其他类中通过new的方式来调用构造方法如果是在自己的类中可以在构造方法之间进行互相调用。
使用this([参数])必须写在构造方法中的第一行。
继承子类不会继承父类的构造方法但子类构造方法可以通过super()关键字调用父类的构造方法。
创建一个类然后创建该类的对象并将这些对象作为参数传递给方法或作为方法的返回值。
代码示例如下
对象数组是一种可以存储多个对象的数组。
每个数组元素都可以是一个对象的引用指向一个实际的对象。
声明一个数组变量指定数组将要存储的对象的类型并使用方括号[]表示它是一个数组。
使用new关键字和类的名称来创建数组对象并指定数组的大小即它可以存储的元素数量。
创建一个可以存储3个Student对象的数组。
或者可以在声明变量的同时创建数组对象
student3;teacher.sign(students);}
{System.out.println(student.getName()
{System.out.println(student.getName()
静态成员变量类成员变量使用static修饰的作用范围在整个类的所有对象上。
所有对象共享这个变量在内存中只有一个副本。
访问通过类名.变量名访问。
在类加载时被初始化存储在堆里。
实例成员变量没有static修饰作用范围在某个实例对象上。
在创建对象时被初始化存在多个副本。
各个对象不互相影响。
通过实例对象名.变量名访问。
静态方法类方法使用static修饰不能直接使用实例变量只能直接使用静态变量。
只能直接调用静态方法不能直接调用实例方法。
通过类名.方法名()访问。
不允许使用this关键字代表对象。
实例方法没有static修饰既可以使用静态变量又可以使用实例变量。
既可以直接访问实例方法又可以直接访问静态方法。
每次创建Car对象时都更新静态变量countcount;}//
可以通过类名直接访问静态成员变量System.out.println(最初车的数量
小米SU7);car2.displayDetails();//
可以通过类名访问静态方法获取Car对象的数量System.out.println(目前车的数量
Car.getCurrentNumberOfCars());}
静态代码块类加载的时候执行并且只执行一次优先于各种代码块和构造方法最开始执行的。
构造代码块在创建对象时被调用每创建一次对象都会执行一次构造代码块。
执行顺序优先于构造方法执行。
一个类如果有多个构造方法时每通过构造方法创建一个对象代码块都会被执行一次。
但是对于构造方法来讲只执行某一个构造方法根据参数执行。
{System.out.println(Constructor
executed.);}{System.out.println(Instance
TestInitialization();TestInitialization
Pattern是一种创建型设计模式确保一个类只能创建一个实例对象自行实例化并向整个系统提供这个对象。
Singleton是一种在类加载时就立即创建单例实例的设计模式。
这种模式相比于懒汉式单例模式Lazy
Singleton它的优势在于其线程安全性因为JVM在加载类时会对静态变量进行初始化并且这个初始化过程是线程安全的。
非线程安全的懒汉式单例模式是最基本的懒汉式单例模式实现但在多线程环境下是不安全的。
线程安全的懒汉式单例模式使用synchronized关键字来保证线程安全但这种方式在性能上较差因为每次调用getInstance()方法时都需要进行同步双重检查锁定Double-Check
LockingDCL的懒汉式单例模式DCL模式通过两次检查实例是否为null来避免不必要的同步是线程安全且性能较好的实现方式。
为了避免指令重排导致的问题需要将instance声明为volatile
}静态内部类的懒汉式单例模式利用静态内部类的特性来实现懒汉式单例模式这种方式既保证了线程安全又避免了同步带来的性能开销。
包Package是Java中用于组织类的命名空间。
它可以把相关的类、接口、枚举和注解组合在一起形成一个逻辑上的单元。
包的主要目的是为了解决类的命名冲突和进行更好的代码组织。
包名说明java.langjava语言包不需要进行导包就可以使用的java.utiljava实用工具包java.iojava输入输出流包java.sql操作数据库相关的包java.netjava网络包java.text处理文本、日期、时间、数字、消息的类和接口java.swing图形用户界面
package打包语句必须在代码的第一条语句。
前面只能有空白和注释使用package时会在磁盘上生成对应的目录每个源文件只能有一条打包语句。
在同一个包中类之间互相访问可以不需导包操作如果类不在同一个包下面需要使用import进行导包操作。
import可以出现多次。
声明在package之后在class之前。
导包可以使用通配符*。
Import是一种导入静态成员例如静态方法、静态字段或静态枚举常量的方式而无需通过类名来引用它们。
要使用静态导入需要使用import
com.coder.test.MathUtils.add;9.
Modifiers来控制类、成员变量属性和方法的可见性和可访问性。
Java提供了四种访问修饰符
privatedefaultprotectedpublic同类TTTT同包FTTT子类FFTT通用性FFFT
public公有的最高的访问权限所有类都可以访问不管是否同包。
protected受保护的可以被同包的类访问以及不同包中的子类访问。
default无修饰符也称为包级私有或默认访问权限不使用访问修饰符关键字来声明表示默认当前类和同包可以访问。
private只能在当前类中访问不对外公开。
public所有类都可以访问。
default只能当前包中访问。
this.属性名用于引用当前对象的该属性。
this.方法名()用于调用当前对象的该方法。
this([参数])用于调用当前类的另一个构造器这称为构造器的重载调用或构造器链。
必须是构造器构造方法中的第一个语句且只能调用一次。
this用于返回当前对象的引用。
继承是一种机制它允许一个类称为子类、派生类或扩展类继承另一个类称为父类、超类或基类的属性和方法。
子类可以继承父类的所有非私有成员即public、protected和default并且可以选择性地覆盖Override父类的方法或者添加新的属性和方法。
继承关系通常被称为is-a关系。
继承的语法格式如下
单一继承Java只支持单继承即一个类只能有一个直接的父类。
虽然直接继承是单一的但可以通过多层继承来间接地继承多个类的特性。
继承属性和方法子类可以继承父类的非私有public、protected属性和方法。
子类可以访问和操作这些继承来的属性和方法。
方法重写Override子类可以提供一个与父类方法签名相同方法名、参数列表和返回类型相同但实现不同的方法。
当通过子类对象调用该方法时将执行子类中的方法实现而不是父类中的方法。
构造方法不被继承子类不继承父类的构造方法。
但子类可以通过调用父类的构造方法来初始化从父类继承的属性。
这通常通过super()关键字在子类构造方法中完成。
访问权限子类可以访问父类的公有public和保护protected成员但不能直接访问父类的私有private成员必须通过getter或setter方式进行访问。
多态性继承是实现多态性的基础之一。
多态性允许在运行时根据对象的实际类型来调用相应的方法。
例如父类引用可以指向子类对象并调用子类重写的方法。
super关键字子类可以通过super关键字来引用父类的属性和方法。
这允许子类在需要时访问父类的实现或数据。
初始化顺序在子类实例化时首先执行父类的静态代码块然后执行子类的静态代码块。
接着当创建子类对象时会先调用父类的构造方法如果有通过super()显式调用或者隐式调用然后执行子类的构造方法中的代码。
子类可以添加新的属性和方法子类可以拥有父类所没有的属性和方法这扩展了父类的功能。
final类和final方法如果一个类被声明为final则它不能被继承。
同样如果一个方法被声明为final则它不能在子类中被重写。
子类实例化过程加载类包括父类和子类——初始化静态变量和静态初始化块——分配内存——调用父类构造函数——初始化父类实例变量和实例初始化块——执行父类构造函数体——初始化子类实例变量和实例初始化块——执行子类构造函数体——对象创建完成。
如果父类有无参的构造方法子类super()可以省略如果父类中没有无参的构造方法子类super(参数)不可以省略如果使用super()显式地调用父类的构造方法要求必须写在子类构造方法中的第一行子类的构造方法中不能同时出现super()和this()。
在父类中定义一个属性在子类中定义了一个同名的属性在子类中访问会隐藏父类的属性。
在子类中有两个同名属性一个是继承自父类的使用super属性名访问一个是子类自己的使用this属性名访问。
在方法中如果访问到属性继承自父类的方法使用的是父类的属性子类自己的方法使用的是子类属性。
Son();son.showName();son.testName();}
父类的属性如果父类中有一个静态变量则被所有子类所共享其中一个子类修改了值其他子类访问也是修改后的值。
如果子类自己写了一个同名的静态变量则子类中访问的是自己的变量不再是父类变量。
方法重写Override是面向对象编程的一个重要概念它发生在子类与父类之间。
方法重写的使用有以下要求
方法签名相同方法名、参数列表必须相同返回类型相同或子类返回类型必须相同或者是其子类访问权限不能更严格子类方法的访问权限public、protected、default、private不能低于父类中被重写的方法的访问权限不能重写final方法如果父类中的方法被声明为final那么它不能被重写不能重写static方法如果父类中的方法是static的那么子类中的同名同参数列表的方法并不是覆盖父类方法而是隐藏了父类方法因为static方法是与类关联的而不是与对象关联的所以它们不参与多态使用Override注解在Java中建议在使用重写时加上Override注解。
这样如果子类的方法不符合重写的要求比如方法签名不匹配编译器会报错抛出异常不能更广泛子类方法抛出的异常类型必须是父类方法抛出的异常类型的子集或者相同子类方法不能抛出比父类方法更多的异常但可以选择不抛出异常。
使用方法重写的场景子类和父类的方法要完成相同功能但采用不同的算法或公式。
必须要重写的方法抽象方法由abstract修饰必须在子类中被重写。
不能重写的方法构造方法constructor、私有方法由private修饰、最终方法由final修饰、静态方法由static修饰。
抽象Abstraction是实现设计和实现相分离的一种关键手段。
这种分离是面向对象编程OOP的基本原则之一它使得软件设计更加模块化、可维护和可扩展。
抽象方法使用abstract关键字修饰只有方法的声明方法头没有方法的实现方法体。
不能是静态方法。
抽象类使用abstract关键字修饰可以有抽象方法也可以有普通方法也可以有构造方法也可以没有抽象方法。
如果一个类中有抽象方法则这个类必须是抽象类。
抽象类不能实例化。
final可以用来修饰类、方法、变量包括实例变量、静态变量和局部变量和常量表达式。
以下是final关键字的用法
当一个类定义为final时就表明不能继承这个类表示不能产生子类。
final类里面的所有方法都是隐式的final不会产生子类也不会覆盖方法所以不需要在final类中为方法加final关键字。
不能被子类重写。
所有private方法都是隐式的final方法在private方法中不需要使用final关键字修饰。
final方法可以被重载同名参数列表不同。
修饰引用类型无法更改引用所指向的对象地址但引用的对象属性可以修改。
修饰基本数据类型无论是编译期常量还是非编译期常量一旦它们被初始化它们的值就不能再被修改。
static
final的作用主要是用来声明全局常量这些常量属于类并且其值不能被改变。
这样的常量通常在类加载时初始化并且可以在整个应用程序中通过类名来访问。
引用类型student.setName(张三);student.setGender(男);student.setName(李四);System.out.println(student);Test
Test();System.out.println(t.i);System.out.println(t.j);}
6注final不可以和abstract放在一起对方法和类进行修饰。
在Java中多态Polymorphism是面向对象编程的三大特性之一封装、继承和多态它允许我们以统一的方式处理不同类型的对象。
以下是多态的必要条件和优点
继承关系多态需要存在继承关系。
方法重写子类必须重写父类的方法以实现自己的特有行为。
父类引用指向子类对象在程序中使用父类类型的引用变量指向子类对象即将子类对象赋给父类引用变量。
父类引用调用重写方法通过父类引用变量调用子类对象中重写的方法。
运行时绑定通过动态绑定机制根据对象的实际类型来调用相应的方法。
这是实现多态的关键机制之一。
简化代码。
面向抽象编程不面向具体编程依赖倒转原则。
易于扩展增强代码可读性。
向上转型Upcasting是指将子类的引用赋值给父类类型的变量。
由于子类继承了父类的所有属性和方法除了私有属性和方法因此父类类型的变量可以引用子类对象。
这种转换是自动的不需要显式地进行类型转换。
语法格式如下
向下转型Downcasting是指将父类类型的引用转换为子类类型的变量。
由于父类引用可能指向的是子类对象也可能是其他子类对象或父类对象本身因此这种转换是不安全的因为它可能会导致ClassCastException。
为了进行向下转型我们需要显式地使用类型转换操作符并且最好使用instanceof关键字进行检查以确保转换是安全的。
语法格式如下
{System.out.println(所有的动物都要吃东西);}
PrincipleLSP是面向对象设计的基本原则之一。
这个原则强调了在程序设计中子类应当能够替换其父类并出现在父类能够出现的任何地方而不会改变程序的行为。
里式代换原则要求
子类必须完全实现父类的方法父类出现的地方子类一定可以出现子类出现的地方父类不一定可以出现。
判断一个对象是否属于某个类或其父类返回boolean类型的值如果属于就返回true否则返回false。
Class其中object是要测试的对象Class是要检查的类名。
组合Composition关系是一种表示“部分-整体”关系的设计概念它表示一个对象组合对象包含另一个对象被组合对象作为其实例变量字段、属性。
这种关系也称为has-a关系它表示一个对象有另一个对象作为其一部分。
代码示例如下
Car类包含Engine类的实例变量表示组合关系private
使用被组合对象的方法System.out.println(汽车开始启动
汽车开始启动V8引擎注合成聚合复用原则Composite/Aggregate
PrincipleCARP是面向对象设计中的一个重要原则它强调在复用代码时应该优先使用对象的组合/聚合关系而不是通过继承关系来达到复用的目的。
接口Interface是一个完全抽象的类它不能被实例化但可以被类实现Implement。
实现关系通常被称为like-a关系。
接口主要用于定义一组方法这些方法被称为接口方法这些方法不提供具体的实现而是由实现接口的类来提供。
final的也就是公有的静态常量。
接口中的方法默认是public
1.8开始接口中可以包含带有具体实现的方法称为默认方法使用default来标记。
从Java
8开始接口中可以包含静态方法使用static来标记并且不能是抽象的。
从Java
9开始接口中可以包含私有方法包括私有静态方法和私有实例方法这些私有方法只能在接口内部使用并且不能被实现类访问。
接口不是类没有构造方法不能实例化。
接口可以实现多继承。
一个接口可以被多个类实现。
类和接口的关系class
接口1[,接口2...]{}。
一个类可以在继承一个父类的同时实现一个或多个接口class
接口Interface是实现多态性Polymorphism的一种重要方式。
接口的多态实现方式主要依赖于这三个关键概念接口定义类实现接口接口引用指向实现类的对象。
代码示例如下
{System.out.println(画个圆);}Overridepublic
{System.out.println(画个矩形);}Overridepublic
方法shape1.draw();shape2.draw();//
调用接口中定义的其他方法shape1.calculateArea();shape2.calculateArea();}
Class是两种用于实现多态性和代码重用的重要机制。
接口与抽象类的主要区别
目的接口主要用于定义对象的行为规范而抽象类则用于定义对象的共同属性和行为的模板。
方法接口只包含抽象方法而抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。
继承与实现类通过extends关键字继承抽象类通过implements关键字实现接口。
多重继承一个类可以实现多个接口但只能继承一个抽象类直接继承。
字段接口中的字段都是常量隐式static和final而抽象类可以包含各种类型的字段。
Method模式它由一个工厂类根据传入的参数来决定创建哪一种产品类的实例。
简单工厂模式是最简单的工厂模式但它不是一种设计模式因为它没有遵循开闭原则Open-Closed
SimpleFactory.createProduct(A);if
SimpleFactory.createProduct(B);if
SimpleFactory.createProduct(C);if
{System.out.println(无法创建产品C);}}
Pattern定义一个用于创建对象的接口让子类决定实例化哪一个类。
工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。
在工厂方法模式中核心的工厂类不再负责所有产品的创建而是将具体创建的任务交给它的子类来完成。
这样做既保证了核心类的稳定又使得子类可以根据自身需要来灵活创建对象。
factoryA.createProduct();productA.use();Factory
factoryB.createProduct();productB.use();}
Pattern的一个特殊形式是一种结构型设计模式用于处理接口中方法数量过多或者大部分方法都有默认实现的情况。
缺省适配器模式通过提供一个实现了目标接口的缺省适配器类该类为接口中的每个方法都提供了默认实现从而允许子类继承该适配器类时只需要关注自己感兴趣的方法而不需要实现接口中的所有方法。
覆盖默认实现System.out.println(Specific
MySpecificImplementation();myImpl.method1();myImpl.method2();myImpl.method3();}
Class。
内部类可以访问外部类中的属性和方法不需要创建外部类的对象。
外部类要访问内部类的属性民和方法需要创建内部类的对象.如果内部类有和外部类同名变量和方法则内部类的变量和方法优先级更高。
外部类修饰符public、default。
内部类修饰符public、protected、default、private。
Classes可以直接访问外部类的变量和方法(包括私有和静态修饰的)不能使用static声明变量和方法的。
编译后生成的class文件命名为
“外部类名$内部类名”。
不能直接new一个内部类对象必须使用外部类对象来创建内部类对象。
OuterClass();OuterClass.MemberInner
MemberInner();MemberInner.test();}
{System.out.println(OuterClass.this.x
60注如果外部类和内部类具有相同名称的成员变量或方法内部类可以直接访问内部类的成员变量和方法如果内部类访问外部类的成员变量或方法时需要this关键字。
Classes使用static修饰的内部类不能直接访问外部类的非静态成员变量和方法。
如果要访问外部类的实例变量和方法需要创建外部类的实例对象。
可以创建静态变量和方法。
静态内部类创建对象时不需要创建外部类的对象直接可以创建内部类的对象。
代码示例如下
类名.方法名()OuterStatic.InnerStatic
实例对象名.方法名()OuterStatic.InnerStatic.test1();}
静态方法System.out.println(OuterStatic);}static
静态方法System.out.println(InnerStatic);}public
OuterStatic();System.out.println(outer.x);}}
Classes定义在外部类的方法或代码块中。
可以直接访问外部类的所有成员变量和方法包括私有的、静态的不能使用访问修饰符地位相当于局部变量可以使用final修饰防止其他类去继承。
作用范围就在当前的方法或代码块中。
OuterLocal();outerLocal.outerMethod();}
Classes是没有类名的内部类通常用于继承一个类或实现一个接口并且只需要使用一次。
常用于GUI编程中的事件监听器、线程等。
匿名内部类不能定义构造函数。
语法格式如下
OuterAnony();anony.testAdd(inter,
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以上内容是关于Java面向对象的基础知识希望对初学者或再次学习者有所帮助基础打扎实不怕风吹雨打如果以上内容有错误或者内容不全望大家提出我也会继续写好每一篇博文
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