面向对象概述

面向对象编程（简称POP），其核心思想就是参照现实中的事物，将事物的属性特征、行为特征抽象出来，使用类来表示，当涉及到一个具体的实例时，就将类进行实例化，使用一个对象来表示。

简而言之，计算机是一个不能独立思考的物品。当使用者赋予某种权利的同时，计算机才能获得并使用该种权利。因此程序员想要计算机呈现某种事物时，就需要将此种事物的特征给抽象出来，而这些特征就会构造成一个整体，这个整体程序员使用类来形容。于是，当使用者进行使用时，直接去调用它的特征即可。此时需要考虑的一个问题就是每个人拥有相同的特征，但是特征的内容不尽相同，例如人们都拥有身份证，但是内容却不相同。对于此类问题，既然某种事物拥有相同的特征，那么就使用这种特征来表示这类事物，对于这类事物的个体，将这些特征实例化，每个具体的个体使用一个对象来表示即可。

举例：对与CSDN这个系统来说，其核心事物就是用户，因此可以将其抽象成类：用户类。对于用户类来说，其属性特征就是用户名、用户密码以及文章数等其他，其行为特征就是看文章、写文章以及修改文章等其他。对于我们使用者来说，都是用户，因此我们的属性特征和行为特征正是上述内容，但是其特征的内容对于每个人来说都不相同，因此一个用户使用CSDN时，都会使用上述事物来构建成一个对象，每个用户属于一个对象。所谓的类和对象，就是面向对象的核心概念。

类和对象

类和对象是面向对象的核心概念。对于Java来说，面向对象的程序设计思想贯穿始终，无论是现在学习的JavaSE，还是后续学习的JavaEE，都离不开类和对象。

什么是类？

类是具有相同特征事物的抽象描述，是抽象的、概念上的定义。

什么是对象？

对象是实际存在的该类事物的具体个体，是具体的。因此也被称为实例。

类的成员概述

面向对象程序设计的重点是类的设计；

类的设计，其实就是类的成员的设计。

•  现实世界中的生物体，大到鲸鱼、小到蚂蚁，都是由最基本的细胞构成的。同理，Java代码世界是由诸多个不同功能的类构成的。
• 现实生物世界中的细胞又是由什么构成的呢？细胞核、细胞质 ... 
• Java中用类class来描述事物也是如此。类，是一组相关属性和行为的集合，这也是类两个最基本的成员之一。

        a. 属性：该类事物的状态信息。对应类中的成员变量。

        b. 行为：该类事物要做什么操作，或者基于事物的状态能做什么。对应类中的成员方法。

public class Person {// 属性，也被称为成员变量public String name; // 姓名public int age; // 年龄public char gender; // 性别// 行为，也被称为成员方法public void sayHi() {System.out.println("早上好！");}public void sing() {System.out.println("我非常喜欢唱歌！");}public void dance() {System.out.println("我非常喜欢跳舞！");}}

类的实例化

类表示的是一类事物的特征，而对象就是类实例化的产物。

格式：类型   对象名   =   new   类型()   ;

面向对象完成具体功能的三步骤

步骤一：创建类，并设计类的内部成员。

步骤二：创建类的对象。

步骤三：通过对象，调用其内部的属性或方法。

内存解析

JVM中使用到的内存区域

虚拟机栈：用于存储局部变量等。局部变量表存放了编译器可知长度的各种基本数据类型和对象引用（reference类型，它不等同于对象本身，是对象在堆内存的首地址）。方法执行完，自动释放。

堆：此内存的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里进行分配内存。在Java虚拟机中的描述是，所有的对象实例以及数组都要在堆上分配。

方法区：用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

创建类的一个对象

创建类的多个对象

通过上述的内存解析，可以看出，对象和数组的内存位置大致相同。两者都是在虚拟机栈中存放数组名/类名的地址，然后地址再对应到堆内存中存放具体的数据。对于这种存放方式，导致的一个问题就是如果不new一个新的空间，那么可能存在几个变量对应的都是一个地址，即同一个对象。这使得若多个变量对应一个地址，那么进行修改时，其他变量的值也会同时被改变。

创建类的多个对象时，每个对象在堆空间中会有一个对象实体。每个对象实体中保存着一份类的属性，也就是成员变量、这里就包含着一个成员变量和局部变量的区别：成员变量会有一个默认初始值，初始值的大小和数组的一致；局部变量则没有默认初始值。

属性/成员变量

成员变量是类的成员之一，描述的是事物的状态信息。例如在用户类中的用户名、密码以及年龄等都属于成员变量。

变量的分类

按照数据类型来分：基本数据类型（8种），引用数据类型（6种）。

按照变量在类中声明的位置不同：成员变量，局部变量（方法内、方法形参、构造器内、构造器形参以及代码块内）。

成员变量 VS 局部变量

概念

成员变量：在方法体外、类体内声明的变量。

局部变量：在方法体内部等位置声明的变量。

public class User {// 成员变量private String username; // 姓名private String password; // 密码private int age; // 年龄private String gender; // 性别public void sleep(int hour) { // 形参，相当于是局部变量System.out.println(username + "的睡眠时间是" + hour + "小时！");}public void eat() {String food = "鱼香肉丝"; // 局部变量System.out.println("我最喜欢吃的菜是" + food + "！");}}

相同点

1. 变量声明的格式相同：数据类型   变量名   =   变量值；

2. 变量都有其有效的作用域，出了作用域就失效了；

3. 变量必须先声明，后赋值，再使用。

不同点

1. 声明的位置不同

    成员变量：方法体外，类体内。

    局部变量：声明在方法内、方法形参、构造器内、构造器形参、代码块内。

2. 内存位置不同

    成员变量：随着对象的创建，存储在堆内存中。

    局部变量：存储在栈空间中。

3. 生命周期不同

    成员变量：随着对象的创建而创建，随着对象的消亡而消亡。

    局部变量：随着方法对应的栈帧入栈，局部变量会在栈中进行分配，随着方法对应的栈帧出栈，局部变量消亡。

4. 作用域不同

    成员变量：在整个类的内部都是有效的。

    局部变量：仅限于声明此变量所在的方法（或构造器内、或代码块内）。

5. 权限修饰符不同

    成员变量：可以使用权限修饰符。

    局部变量：不可以使用权限修饰符。

6. 默认值不同

    成员变量：存在初始默认值。

    局部变量：没有初始默认值。

    换句话说，如果没有给成员变量进行显式初始化赋值，则会有默认初始化值；而使用局部变量之前，必须要显式的赋值，否则报错。

方法

成员方法是类的成员之一，描述的是该类事物对应的操作。例如用户类可以修改自己的信息，可以进行吃饭的动作等行为。在Java中，方法是必定包含在某个类中的，即使程序的入口：main方法也是包含在Main类中，因此方法即是成员方法（个人理解）。

方法 / 函数的理解

方法是用来完成某个功能操作。在某些语言中也被称为函数或者过程。

通俗的讲：方法是对某个功能的封装。例如在某个游戏中，攻击是一个重复性极高的操作，如果每次攻击都写一段新的代码。显而易见，代码将会非常冗余。但是如果进行封装，将攻击的操作封装成一个方法，当使用攻击操作时，直接调用方法，此时代码就会变得简练许多。

将功能封装为方法的目的是，可以实现代码调用、减少冗杂、优化代码。

Java中方法不能独立存在，所有方法必须定义在类里。

方法声明的格式

修饰符 返回类型 方法名(形参列表) throws 异常列表 { // 方法头// 方法体}

1. 一个完整的方法 = 方法头 + 方法体

2. 修饰符不仅包括权限修饰符，还包括其他例如static、abstract、native、final、sychronized等。

方法调用的内存解析

public static void main(String[] args) {Person person = new Person();person.name = "王彬泽";person.age = 21;person.gender = '男';person.eat();person.sleep(6);person.interests("编程"); 
} 

由于main方法是程序的入口，因此对于方法调用来说，一定是从main方法开始，最后从main方法结束。学过数据结构的对栈都有一定的了解——先后进出，虚拟机栈也是如此。程序开始时，main方法先进入虚拟机栈中，由于new了一个Person类，因此会在相应堆内存中分配空间。调用eat方法，那么eat方法就会进入虚拟机栈中，当eat方法调用完毕之后，出栈。后续操作仿照进行。sleep方法进栈，并且自身还带着hour局部变量，功能完成之后出栈。然后interests方法进栈出栈，最后main方法出栈，程序执行完毕。

方法重载(overload)

概念

在同一个类中，允许存在一个以上的同名方法，只要他们的参数列表不同即可。参数列表不同，意味着参数类型和参数个数的不同。

特点

只看参数列表，且参数列表必须不同（参数类型和参数个数）。调用时，根据方法参数列表的不同来区别。

如何判断两个方法是否相同？

方法名相同，且形参列表相同。

编译器是如何确定调用某个具体的方法？

先通过方法名确定了一波重载的方法，进而通过不同的形参列表，确定具体的方法。

形参个数可变的方法

JDK5.0

使用场景

在调用方法时，可能会出现形参的类型是确定的，但是参数的个数不确定。

格式

(参数类型   ...   参数名)

说明

1. 该方法在调用时，针对可变的形参赋的实参值可以是0个、1个 ... N个。

2. 该方法重载有其他方法时，先针对确定参数个数的方法进行调用，如果没有再调用形参个数不确定的方法。

3. 该方法不能重载数据类型相同的数组方法。因为从某一方面论证来说该方法的形参本质就是数组。在使用时，使用方法也和数组的使用方法一致。

4. 若某方法存在参数个数可变的形参，那么必须将此形参放在最后一位，并且参数个数可变的形参在一个方法中只能存在一个。

5. 如下图：若存在多个参数，那么多个参数类型一致的重载方法不能存在，编译器不知道调用哪个方法合适。例如方法一、三和四，参数类型都是int，那么调用print时，编译器认为方法一三四都可以调用，但没有一个最合适的方法，因而报错。

使用举例

方法的值传递机制

对于方法内声明的局部变量来说，如果出现赋值操作：

如果是基本数据类型的变量，则将此变量保存的数据值传递出去；

如果是引用数据类型的变量，则将此变量保存的地址值传递出去。

基本概念

形参：在定义方法时，方法名后面括号中声明的变量称为形式参数，简称形参。

实参：在调用方法时，方法名后面括号中使用的变量/值/表达式称为实际参数，简称实参。

方法参数的传递机制

值传递。

规则

实参给形参赋值的过程：

如果形参是基本数据类型的变量，则将实参保存的数据值赋给形参；

如果形参是引用数据类型的变量，则将实参保存的地址值赋给形参。

内存解析

形参是基本数据类型的变量：

如图所示，由于形参是基本数据类型的变量。因此只是将变量值赋给a与b，并非地址，这也导致最终m和n并不会进行交换。

形参是引用数据类型的变量：

public class Data {public int a;public int b;}

public class Test {public static void main(String[] args) {Data data = new Data();data.a = 10;data.b = 20;Test.swap(data);}public static void swap(Data data) {int temp = data.a;data.a = data.b;data.b = temp;}}

如图所示，由于形参是引用数据类型的变量。因此会在堆内存中分配空间，当给swap方法传递形参时，传递的是地址，从而使得操作的是同一块内存空间，最后的结果也使得值成功交换。

对于类和对象的叙述就到这里，下篇文章就正式步入面向对象三大特性的介绍，应该是分别用三篇文章进行介绍，这样即可以有较多的篇幅来对每一个特性进行解释，也可以文章使脉络清晰，读起来更加流程。