JavaSE语法阶段复习知识整理3之封装

🕗 发布于 2024-09-19 15:57 学习笔记 java 开发语言

文章目录

一、封装
二、static成员
三、代码块

前言：
面向对象程序三大特性：封装、继承、多态。本篇博客主要整理了面向对象之封装的概念，四种访问限定符，包的概念及创建包的操作，包访问权限控制举例，静态成员变量，静态成员方法，静态成员变量的初始化，代码块

一、封装

1.1 封装的概念

封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互
Java中主要通过类和访问权限来实现封装：类可以将数据以及封装数据的方法结合在一起，更符合人类对事物的认知，而访问权限用来控制方法或者字段能否直接在类外使用。

1.2 访问限定符

Java中提供了四种访问限定符：private、default、protected、public

private:只能在当前类使用
default:使用这个限定符，什么也不加，代表是包访问权限，只能在当前包中被访问
protected:可以在同一个包中被访问，或者不同包中的子类中可以被访问（需要注意的是，在修饰变量或方法时并不是在前面写上default，而是什么也不写）
public:同一个包，不同的包中都可以被访问

代码示例如下：

public class Test {
    class Animal {
        public String name;//可以被公开访问和使用
        String color;//包访问权限，只能在同一个包中被访问
        private int age;//只能在当前类中被访问
        protected String sex;//在当前包中被访问，或者在当前类的子类中被访问
    }
}

1.3封装扩展之包

包的概念
包是对类、接口等的封装机制的体现，是一种对类或者接口等的很好的组织方式，比如：一个包中的类不想被其他包中的类使用。包还有一个重要的作用：在同一个工程中允许存在相同名称的类，只要处在不同的包中即可
导入包中的类
我们常说的导包，其实是导入包中的某个类。比如要使用Scanner类创建一个对象时，需要用import导入这个类。这里的 java.util就是类所在的包， Scanner就是用到的类。

public class Test {
public static void main(String[] args) {
    java.util.Scanner scan = new java.util.Scanner(System.in);
  }
}

但是这样写比较麻烦，可以使用import语句导入包

import java.util.Scanner;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
    Scanner scan = new Scanner(System.in);
  }
}

通配符 *

使用通配符，import java.util.*,如果用到了util底下的某个类，就会加载相对应的类，所以不用担心一次把里面所有类全部加载完
如果要使用java.util中的多个类甚至所有类，可以使用import java.util.*,但是不推荐，容易出现冲突的情况，比如以下代码：

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// util 和 sql 中都存在一个 Date 这样的类, 此时就会出现歧义, 编译出错
   Date date = new Date();
   System.out.println(date.getTime());
}
}

编译出错
对Date的引用不明确java.sql 中的类 java.sql.Date 和 java.util 中的类 java.util.Date 都匹配

在这种情况下应该使用完整的类名，代码示例如下：

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
    java.util.Date date = new java.util.Date();
    System.out.println(date.getTime());
}
}

自定义包
基本规则

在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中.
包名需要尽量指定成唯一的名字, 通常会用公司的域名的颠倒形式(例如 com.baidu.demo1 ).
包名要和代码路径相匹配. 例如创建 com.bit.demo1 的包, 那么会存在一个对应的路径 com/baidu/demo1 来存储
代码.
如果一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中.

操作步骤

右键src，选择New，再点击Package
输入包的名称，回车（注意包名应全部为小写字母）
此时可以看到我们的磁盘上的目录结构已经被 IDEA 自动创建出来了
同时我们也看到了, 在新创建的 Test.java 文件的最上方, 就出现了一个 package 语句，说明Test类所在的包

包的访问权限控制举例

如果在www这个包里面创建一个Test1类，类内部定义有包访问权限的age,在不同包 demo包中创建一个Test2类，那么对于age来说在不同包中Test2类就不能访问age，只能在demo这个包中被访问

在这里插入图片描述

二、static成员

成员变量分为静态成员变量和实例成员变量

2.1static关键字的引入

static修饰成员变量
以学生类进行举例，代码示例如下

public class Student{
   public String name;
   public String sex;
   public int age;
   
   public Student(String name,String sex,int age) {
      this.name = name;
      this.sex = sex;
      this.age = age;
   }
public static void main (String[] args) {
   Student stu1 = new Student ("张三","男",18);
   Student stu2 = new Student ("李四","男",19);
}
}

以Student类创建两个学生对象，那么如果这两个学生都在同一个教室403上课，或者有100个学生对象都在403教室上课，是不是要再加入一个public修饰的classroom的成员变量，并且在每次实例化学生对象时，都要输入相同的教室403？如果有非常多的学生，这样会造成大量重复的输入，那么就体现了static关键字的作用了，我们只需定义一个静态成员变量classRoom，这个成员变量前用static进行修饰，说明这个变量是属于类的变量，不依赖于对象，是所有对象共享的，随类的加载而加载，生命周期随类的创建而被加载，随类的卸载而销毁。
代码示例如下

public class Student{
   public String name;
   public String sex;
   public int age;
   public static String classRoom = "403";//就地初始化
   public Student(String name,String sex,int age) {
      this.name = name;
      this.sex = sex;
      this.age = age;
   }
public static void main (String[] args) {
   Student stu1 = new Student ("张三","男",18);
   Student stu2 = new Student ("李四","男",19);
}
}

2.2静态成员变量初始化

注意：静态成员变量一般不会放在构造方法中来初始化，构造方法中初始化的是与对象相关的实例属性

就地初始化：在定义时，直接给出初始值
静态代码块初始化：下面会提及…

2.3访问静态成员变量

在其类外使用时需要用类名进行访问，但也可以用当前对象的引用进行访问，但是这种方法不合理。
使用类名访问，代码示例如下

Student.classRoom = 306；
System.out.println(Student.classRoom);

2.4用实际问题加深静态成员变量的理解

阅读以下代码，变量count的最终值为多少？

class TestStatic {
  public static int count = 10;
  public static void main(String[] args) {
     TestStatic testStatic1 = new TestStatic();
     testStatic1.count++;
     
     TestStatic testStatic2 = new TestStatic();
     testStatic2.count++;
     
     TestStatic testStatic2 = new TestStatic();
     testStatic2.count++;
     
     TestStatic.count--;
     
     System.out.println(count);
  }
}

count的最终值为12，count被static修饰，说明count为静态成员变量，属于类的变量，不管实例化多少个对象，count也只有独一份，而这一份是随第一次类的加载而创建的，随后对count的多次操作，都是针对这唯一一个count操作的。

阅读以下代码，变量age是否能被打印，打印的数是多少？为什么？

class Person {
   public static int age;
}

public class Test{
   public static void main(String[] args) {
      Person person = null;
      System.out.println(person.age);
   }
}

能被打印，打印的值为10,；age是静态成员变量，不依赖于对象，属于类的变量；Person person = null说明person引用不指向任何的对象，而age本身就独立于对象，所以访问age和person引用所指的对象为不为空没有关系，因为age是类的变量，不在对象里

2.5静态成员变量的总结要点

被static修饰的成员变量属于类的变量，储存在方法区中，随类的加载而被加载，不再属于对象，不再依赖于对象。
静态成员变量不属于某个对象，是类的属性，是多个对象共享的，即使创建多个对象也不会新增第二个静态成员变量。
在其类外使用时需要用类名进行访问，但也可以用当前对象的引用进行访问，但是这种方法不合理。
生命周期伴随类的一生：随类的加载而创建，随类的卸载而销毁。（当用类名进行访问类的属性时，类就会被加载，进而这些静态成员变量就会被创建）
方法中不能定义和使用静态成员变量，在方法当中定义的变量是局部变量，而静态的变量属于类变量。随着类的加载而被创建，而局部变量是调用该方法的时候，才创建的。所以，此时两种变量的性质是冲突的。Java当中不允许定义局部的静态变量

static修饰成员方法
Java中，被static修饰的成员方法称为静态成员方法，是类的方法，不是某个对象所特有的。静态成员一般是通过
静态方法来访问的。代码示例如下：

public class Student{
  // ...
  private static String classRoom = "306";
  // ...
  public static String getClassRoom(){
    return classRoom;
  }
}
  public class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
    System.out.println(Student.getClassRoom());
  }
}

输出：306

2.6静态成员方法的总结要点

静态成员方法不属于某个具体的对象，属于类的方法。
要用类名的方式调用，也可以用当前对象的引用进行调用，但是这样调用不合理
静态成员方法里面不能任何访问非静态的成员变量或成员方法，也不能出现this参数，因为这些都是依赖于对象的，而静态成员方法属于类的方法，不依赖于对象

三、代码块

代码块用来初始化成员变量，
实例(构造)代码块:一般用来初始化实例成员变量（非静态成员变量）
静态代码块：一般用来初始化静态成员变量

3.1普通代码块

定义在方法中的代码块，使用{ }定义，代码示例如下：

public class Main{
  public static void main(String[] args) {
{ //直接使用{}定义，普通方法块
    int x = 10 ;
    System.out.println("x1 = " +x);
} 
   int x = 100 ;
   System.out.println("x2 = " +x);
}
}

运行结果：x1 = 10
x2 = 100

这种用法比较少见

3.2构造代码块

也叫实例代码块，一般用来初始化实例成员变量（非静态成员变量）；定义在类的里面，方法的外面，
使用{}定义，代码示例如下：

public class Student{
   public String name;
   public int age;
   public static String classRoom = "403";//就地初始化
   public Student(String name,int age) {
      System.out.println("构造方法");
      this.name = name;
      this.age = age;
   }
   
   {
      age = 16;
      System.out.println("构造代码块");
      
    }

public static void main (String[] args) {
   Student stu1 = new Student ("张三",18);
   System.out.println(stu1.age);
}
}

运行结果:
构造代码块
构造方法
18

运行结果说明，先执行构造代码块，后执行构造方法

3.3静态代码块

一般用来初始化静态成员变量；定义在类的里面，方法的外面，
使用static {}定义，代码示例如下：

public class Student{
   public String name;
   public int age;
   public static String classRoom = "403";//就地初始化
   public Student(String name,int age) {
      System.out.println("构造方法");
      this.name = name;
      this.age = age;
   }
   
     
   {
      age = 16;
      System.out.println("构造代码块");
      
    }

   static {
   
      classRoom = "309";
      System.out.println("静态代码块");
      
    }

public static void main (String[] args) {
   Student stu1 = new Student ("张三",18);
   System.out.println(Student.classRoom);
}
}

运行结果：
静态代码块
构造代码块
构造方法
309

运行结果说明，执行顺序：静态代码块 > 构造代码块 > 构造方法
另外若有多个静态代码块，执行顺序按照定义代码的先后顺序执行，且静态代码块只会被执行一次

3.4代码块的总结要点

静态代码块不管生成多少个对象，其只会执行一次
静态成员变量是类的属性，因此是在JVM加载类时开辟空间并初始化的
如果一个类中包含多个静态代码块，在编译代码时，编译器会按照定义的先后次序依次执行(合并)
实例代码块只有在创建（new）对象时才会执行，只通过类名访问静态成员时，不会被执行
执行顺序：静态代码块 > 构造代码块 > 构造方法

原文地址：https://blog.csdn.net/2401_83147199/article/details/142108913

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