六、 封装
6.1 封装的概念
面向对象程序三大特性：封装、继承、多态。而类和对象阶段，主要研究的就是封装特性。
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
简单来说：套壳屏蔽细节（为了安全考虑）
class Student {
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return this.name;
}
public void eat() {
System.out.println(this.name + "正在吃饭！");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student student = new Student("张三", 10);
//student.name = "dafa"; 实现封装后就无法直接拿到这个name字段了
student.setName("李四");
System.out.println(student.getName());
student.eat();
}
}
上面代码中的成员变量被private修饰，就是进行了封装，那么在Student这个类外就不能直接用student.name，而需要写setName方法来初始化name，在此介绍一种快速get和set成员变量的方式：
在Idea中右键鼠标->Generate->getter/setter/getter and setter根据自己需要选择即可
成员方法也可以被private修饰，eg：上面构造方法被封装了，那么我们就可以在eat（）方法中调用Student student = new Student("张三", 10)，这样进行初始化
6.2 访问限定符
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。
Java中提供了四种访问限定符：
NO 范围 private default protected public
1 同一个包中的同一类 √ √ √ √
2 同一个包中的不同类 √ √ √
3 不同包中的子类 √ √
4 不同包中的非子类 √
public：通用的，公开的，哪里都可以用
default: 同一个包中才能使用，即包访问权限（可以是同类，也可以是不同类）
private：只能在当前类使用
default同一个包不同类验证：
package com.bit.demo1; //当前类所在的包
public class TestDemo {
int count = 99;
}
package com.bit.demo1;
public class TestDemo2 {
public static void main(String[] args) {
TestDemo testDemo = new TestDemo();
System.out.println(testDemo.count); # 结果：99
}
}
【说明】
（1）protected主要是用在继承中，继承部分详细介绍
（2）default权限指：什么都不写情况下的默认权限
（3）访问权限除了可以限定类中成员的可见性，也可以控制类的可见性
public class Computer {
private String cpu;
private String memory;
public String screen;
String brand; //default属性
public Computer(String brand,String cpu,String memory,String screen) {
this.brand = brand;
this.cpu = cpu;
this.memory = memory;
this.screen = screen;
}
public void Boot() {
System.out.println("开机~~~");
}
public void PowerOff() {
System.out.println("关机~~~");
}
public void SurfInternet() {
System.out.println("上网~~~");
}
}
public static void main(String[] args) {
Computer p = new Computer("VSUS","i7","16G","13*14");
System.out.println(p.brand);//default属性：只能在本包中类访问
System.out.println(p.screen);//public属性：可以任何其他类访问
//System.out.println(p.cpu);//private属性：只能在Computer类中访问，不能被其他类访问
//System.out.println(p.memory);//private属性
}
注意：一般情况下成员变量设置为private，成员方法设置为public
6.3 封装扩展之包
6.3.1 包的概念
为了更好的管理类，把多个类收集在一起成为一组，称为软件包。有点类似于目录。比如：为了更好的管理电脑中的歌曲，一种好的方式就是将相同属性的歌曲放在相同文件下，也可以对某个文件夹下的音乐进行更详细的分类
在Java中也引入了包，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
6.3.2 导入包中的类
Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用. 例如Date类：可以使用 java.util.Date 导入 java.util 这个包中的 Date类
public static void main(String[] args) {
java.util.Date date = new java.util.Date();
//得到一个毫秒级别的时间戳
System.out.println(date.getTime());
}
还有一种更简便的方法：使用 import语句导入包（选中Date->旁边会有提示Alt+回车快速导包）
import java.util.Date;
public class code {
public static void main(String[] args) {
Date date = new Date();
//得到一个毫秒级别的时间戳
System.out.println(date.getTime());
}
}
如果需要使用 java.util 中的其他类, 可以使用 import java.util.* (不推荐这种方式容易出现冲突的情况，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，这时候就使用Date就需要写完整的类名：如java.util.Date而不能写Date）
import java.util.*;
public class code {
public static void main(String[] args) {
Date date = new Date();
//得到一个毫秒级别的时间戳
System.out.println(date.getTime());
}
}
可以使用import static导入包中静态的方法和字段（很少用）：虽然简洁，但是用起来很变扭
import static java.lang.Math.;
import static java.lang.System.;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
double x = 30;
double y = 40;
// 静态导入的方式写起来更方便一些
//Math.pow(d2, d1);
pow(d2,d1);
//System.out.println();
out.println();
}
}
注意事项: import 和 C++ 的 #include 差别很大.
C++ 必须 #include 来引入其他文件内容, 但是 Java 不需要.
import 只是为了写代码的时候更方便. import 更类似于 C++ 的 namespace 和 using
6.3.3 自定义包
基本规则：
（1）在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中.
（2）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.bit.demo1 )
（3）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/bit/demo1 来存储代码
（4）如果（直接在src下创建的）一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中
6.3.4 包的访问权限控制举例
Computer类位于com.bit.demo1包中，TestComputer位置com.bit.demo2包中：
package com.bit.demo1;
public class Computer {
private String cpu; // cpu
private String memory; // 内存
public String screen; // 屏幕
String brand; // 品牌
public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {
this.brand = brand;
this.cpu = cpu;
this.memory = memory;
this.screen = screen;
}
public void Boot(){
System.out.println("开机~~~");
}
public void PowerOff(){
System.out.println("关机~~~");
}
public void SurfInternet(){
System.out.println("上网~~~");
}
package com.bite.demo2;
import com.bite.demo1.Computer;
public class TestComputer {
public static void main(String[] args) {
Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14");
System.out.println(p.screen);
// System.out.println(p.cpu); // 报错：cup是私有的，不允许被其他类访问
// System.out.println(p.brand); // 报错：brand是default，不允许被其他包中的类访问
}
}
// 注意：如果去掉Computer类之前的public修饰符，代码也会编译失败
6.3.5 常见的包
（1）java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后自动导入
（2） java.lang.reflect:java 反射编程包
（3）java.net:进行网络编程开发包
（4）java.sql:进行数据库开发的支持包
（5） java.util:是java提供的工具程序包。(集合类等) 非常重要
（6）java.io:I/O编程开发包
七、static成员
7.1 再谈学生类
使用前文中介绍的学生类实例化三个对象s1、s2、s3，每个对象都有自己特有的名字、性别，年龄，学分绩点等成员信息，这些信息就是对不同学生来进行描述的，如下所示
public class Student{
// ...
public static void main(String[] args) {
Student s1 = new Student("Li leilei", "男", 18, 3.8);
Student s2 = new Student("Han MeiMei", "女", 19, 4.0);
Student s3 = new Student("Jim", "男", 18, 2.6);
}
}
假设三个同学是同一个班的，那么他们上课肯定是在同一个教室，那既然在同一个教室，那能否给类中再加一个成员变量，来保存同学上课时的教室呢？答案是不行的。
之前在Student类中定义的成员变量，每个对象中都会包含一份(称之为实例变量)，因为需要使用这些信息来描述具体的学生。而现在要表示学生上课的教室，这个教室的属性并不需要每个学生对象中都存储一份，而是需要让所有的学生来共享。在Java中，被static修饰的成员，称之为静态成员，也可以称为类成员，其不属于某个具体的对象，是所有对象所共享的
7.2 static修饰成员变量
static修饰的成员变量（只能是成员变量或者成员方法，不能是局部变量），称为静态成员变量，静态成员变量最大的特性：不属于某个具体的对象，是所有对象所共享的。
【静态成员变量特性】
（1）不属于某个具体的对象，属于类的，所有对象共享的，不存储在某个对象的空间中
（2） 既可以通过对象访问，也可以通过类名访问，但一般更推荐使用类名访问
（3） 类变量存储在方法区当中
（4）生命周期伴随类的一生(即：随类的加载而创建，随类的卸载而销毁)
（5）访问static修饰的变量，可以不用实例化变量 （因为它属于类，和对象没关系）
public class Student{
public String name;
public String gender;
public int age;
public double score;
public static String classRoom = "Bit306";
// ...
public static void main(String[] args) {
// 静态成员变量直接通过类名访问（合理的方式）
Student.classroom = "3-601";
Student s1 = new Student("Li leilei", "男", 18, 3.8);
Student s2 = new Student("Han MeiMei", "女", 19, 4.0);
Student s3 = new Student("Jim", "男", 18, 2.6);
// 不属于对象，就不能通过对象的引用来访问，但是不是报错，是警告，不合理
//student1.classroom = "3-601";
}
}
同学以调试方式运行上述代码，然后在监视窗口中可以看到，静态成员变量并没有存储到某个具体的对象中
总结：
类的成员变量有两种：
（1）静态成员变量
<1>属于类的，不属于对象的，只有1份
<2>类名+点号来访问静态成员变量
（2）非静态成员变量/普通成员变量
<1>属于对象的，每实例化一个对象，都会有一个对应的非静态成员变量
<2>对应的引用 + 点号来访问
注意：讲到这里，肯定有友友会说这不就是全局变量吗？
但是实际上Java中没有全局变量一说 ，全局的定义在哪个范围也不清楚，所以不存在全局
7.3 static修饰成员方法
一般类中的数据成员都设置为private，而成员方法设置为public，那设置之后，Student类中classRoom属性如何在类外访问呢？
public class Student{
private String name;
private String gender;
private int age;
private double score;
private static String classRoom = "Bit306";
// ...
}
public class TestStudent {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Student.classRoom);
}
}
编译失败：
Error:(10, 35) java: classRoom 在 extend01.Student 中是 private 访问控制
那static属性应该如何访问呢？
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
public class Student{
// ...
private static String classRoom = "Bit306";
// ...
public static String getClassRoom(){
return classRoom;
}
}
public class TestStudent {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Student.getClassRoom());
}
}
输出：Bit306
【静态方法特性】
不属于某个具体的对象，是类方法
可以通过对象调用，也可以通过类名.静态方法名(...)方式调用，更推荐使用后者
不能在静态方法中访问任何非静态成员变量
public static String getClassRoom(){
System.out.println(this);
return classRoom;
}
// 编译失败：Error:(35, 28) java: 无法从静态上下文中引用非静态 变量 this
public static String getClassRoom(){
age += 1;
return classRoom;
}
// 编译失败：Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态 变量 age
- 静态方法中不能调用任何非静态方法，因为非静态方法有this参数，在静态方法中调用时候无法传递this引用
public static String getClassRoom(){
doClass();
return classRoom;
}
// 编译报错：Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态 方法 doClass()
- 静态方法无法重写，不能用来实现多态(此处大家暂时不用管，后序多态位置详细讲解)
7.4 static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
静态成员变量的初始化分为两种：就地初始化 和 静态代码块初始化。
- 就地初始化
就地初始化指的是：在定义时直接给出初始值
public class Student{
private String name;
private String gender;
private int age;
private double score;
private static String classRoom = "Bit306";
// ...
}
- 静态代码块初始化
那什么是代码块呢？继续往后看 :) ~~~
八、 代码块
8.1 代码块概念以及分类
使用 {} 定义的一段代码称为代码块。根据代码块定义的位置以及关键字，又可分为以下四种：
(1）普通代码块
(2) 构造块
(3) 静态块
(4) 同步代码块（后续讲解多线程部分再谈）
8.2 普通代码块
普通代码块：定义在方法中的代码块，较少见
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);
}
}
// 执行结果
x1 = 10
x2 = 100
8.3 构造代码块
构造块：定义在类中的代码块(不加修饰符)。也叫：实例代码块。构造代码块一般用于初始化实例成员变量
public class Student{
//实例成员变量
private String name;
private String gender;
private int age;
private double score;
public Student() {
System.out.println("I am Student init()!");
}
//实例代码块
{
this.name = "bit";
this.age = 12;
this.sex = "man";
System.out.println("I am instance init()!");
}
public void show(){
System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" sex: "+sex);
}
}
8.4 静态代码块
使用static定义的代码块称为静态代码块。一般用于初始化静态成员变量
public class Student{
private String name;
private String gender;
private int age;
private double score;
private static String classRoom;
// 静态代码块
static {
classRoom = "bit306";
System.out.println("I am static init()!");
}
public Student(){
System.out.println("I am Student init()!");
}
public static void main(String[] args) {
Student s1 = new Student();
Student s2 = new Student();
}
}
注意事项:
(1) 静态代码块不管生成多少个对象，其只会执行一次
(2) 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
(3) 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)
(4) 实例代码块只有在创建对象时才会执行
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