Java-类与对象-下篇

关于类与对象，内容较多，我们分为两篇进行讲解：

📚 Java-类与对象-上篇：————<传送门:Java-类与对象-上篇-CSDN博客>

📕 面向对象的概念

📕 类的定义格式

📕 类的使用

📕 this关键字

📕 构造方法

📚 Java-类与对象-下篇：————<就是本篇>

📕 封装(概念与访问限定符)

📕 static关键字

📕 代码块

📕 内部类

一、封装

① 封装的概念

要研究继承与多态，我们首先需要了解"封装"，面向对象程序的三大特征为：封装，继承，多态。而封装面向对象中非常重要的一环，那么什么是封装呢？其实就是为了保护某种内在程序所创建的表象。

这样说可能比较抽象，封装的概念可以用以下比喻来解释：

假设你有一辆汽车，它有许多复杂的部件和属性，例如发动机、轮胎、刹车等等。如果所有的这些部件和属性都暴露在外部，别人可以直接操作它们，那么这辆汽车可能会被错误地使用或者破坏。

而为了保护这辆汽车，我们可以将其封装在一个保护壳中，只暴露一些必要的接口，例如启动引擎、加速、刹车和打开车门等等。这样，外部使用者就只能通过这些接口来操作汽车，而无法直接访问和修改汽车的内部部件。

类似地，Java中的封装就是将一个类的数据和方法封装在一起，只暴露一些必要的接口。

📌 封装的作用：

📕 可以隐藏内部实现的复杂性

📕 防止外部直接访问和修改类的内部数据

📕 我们可以控制对数据和方法的访问，并提供一些公开的接口来与外部进行交互

📕 提高代码的安全性、可维护性和实用性

② 访问限定符

既然要对某些东西进行保护，就需要界定一个可访问的范围，而"访问限定符"就具备了这种功能：

📚 让我们写段代码逐个举例进行说明：

📕 首先我们在本包本类中创建一个Test3:

📕 然后我们在本包非本类中创建一个Test4:

📕 然后我们在非本包子类中创建一个Test5:

📕 然后我们在非本包非子类中创建一个Test6:

最后我们回到Main中进行测试：

📚 注意事项：

📕 public修饰的成员可以被任何类访问

📕 如果没有明确指定访问限定符，即不加任何修饰符，成员的访问权限为默认（default）

📕 private修饰的成员只能被定义它的类访问

📕 最常用的是:public 和 private

二、static关键字

在讲static这个关键字之前，让我们回想一下之前讲到的类与对象：

我们可以通过定义学生类来实例化几个学生对象，并为他们赋予独有的属性数据：

但如果此时我们想将这几个学生都放入一个班级中呢，难道我们还要对每一名学生都加上"班级"并赋值嘛？那太麻烦了，并且有很多相同的数据发生了重复。

而此时我们就能够使用，static，它用于修饰成员变量，被称为静态成员变量，其最大的特征就是：不属于某个具体的对象，而是所有对象共享的，也就是说属于类。

① 静态成员变量

📌 静态成员变量具有以下特点：

📕 不论创建多少个类的实例，静态成员变量都只会分配一次内存。

📕 静态成员变量在程序运行期间始终存在，直到程序结束

📕 可以被所有的对象实例共享，一次修改将会影响到所有的对象。

📕 可以通过类名直接访问静态成员变量，也可以通过对象实例访问。

既然稍微了解了static关键字，那么让我们回到最初的问题：

将几个学生都放入一个班级中，需要进行怎样的操作可以既节省空间，又节省代码呢？

没错，我们在学生类里加一个static班级不就好了嘛~：

这样当我们再次运行代码时：

📌 这样做的好处就是：

📕 能够有效的节省内存空间

📕 不需要使用过多冗余的代码来依次定义班级

而静态成员变量的调用其实与非静态成员变量是稍微有所差别的：

虽然通过成员进行访问和通过类进行访问，都能够成功的使用Class，但是其实我们并不推荐使用成员访问，因为当Class成为静态成员变量时，就代表它实质上是属于类的，而非属于类中某个成员，虽使用某个成员可以调用Class，但理论上这并不合理。

② 静态成员方法

📌 静态成员方法具有以下特点：

📕 不依赖于类的实例，可以直接通过类名调用，也可以通过对象实例调用。

📕 不能访问非静态成员变量和非静态成员方法，因为非静态成员依赖于实例的创建。

📕 可以访问静态成员变量和静态成员方法，因为它们与类关联，不依赖于实例。

📕 静态方法在类加载时就存在于内存中，并且一直存在直到程序结束。

我们可以看这三个方法，先来看第一个：

同样的，通过成员进行访问和通过类进行访问Print1，都能够成功的使用，我们也不推荐使用成员访问，因为当Print1成为静态成员方法时，就代表它实质上是属于类的，而非属于类中某个成员，虽使用某个成员可以调用Print1，但理论上这并不合理。

接下来我们看第二个：

我们使用非静态成员方法时，是可以访问静态成员变量的，但是接下来我们要看的方法三就与此恰恰相反了：

我们可以看到，成员变量都发生了报错，而唯独静态成员变量Class没有，这是因为静态成员方法不能访问非静态成员变量和非静态成员方法，因为非静态成员依赖于实例的创建。

三、代码块

代码块是一段被大括号{}括起来的代码段。在Java中，有以下几种类型的代码块：

① 普通代码块

通常用于限定变量的生命周期或者在局部作用域中定义临时变量。

普通代码块可以在任何合法的位置使用，包括方法中、类中、循环中等等。当代码块执行完毕后，其中定义的变量将被销毁。

② 构造代码块

构造代码块是在创建对象时执行的一段代码块，用于对对象进行初始化操作。

构造代码块是在所有构造方法执行之前执行的，而且每次创建对象时都会执行一次。

📚 我们可以尝试使用在刚刚的学生类中：

然后我们回到Main中：

我们可以看到，构造代码块的运行优先等级要高于构造方法，并且构造代码块中将name = "无名"的操作也在构造方法执行也再次证明了这一点。

而构造代码块的作用主要可以用于为某些成员变量赋初值。

③ 静态代码块

这是三种代码块中最为重要的一种代码块，它的实用性远远大于前两种代码块。

静态代码块用于对类进行初始化操作。

📌 静态代码块有以下特点：

📕 在类加载时执行的一段代码块

📕 静态代码块只会执行一次

📕 在第一次使用该类时被调用，并且在静态变量初始化之前执行。

📕 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

大家还记得我们之前学习过的"学生管理系统"吗？当时我们并没有学习过代码块，所以我们在使用"学生管理系统"时就需要先创建一个能够使用的用户，然后才进行登录，使用系统。

而静态代码块就能够在此处大显神威~我们可以使用静态代码块来对一个账户数据进行初始化：

如此便在程序加载时便初始化了一个初始用户：

📌 而至于为什么静态代码块是最实用的代码块，这是因为：

📕 可以控制的只执行一次

📕 可以访问静态成员

四、内部类

内部类是一个定义在另一个类内部的类。它可以访问外部类的成员变量和方法，并且可以被外部类或其他类实例化和使用。

public class OuterClass {
    ...
    public class InnerClass {
        ...
    }
}

当一个对象的内部，有一部分数据还需要多一个完整结构进行描述，那么就可以使用内部类。

内部类可以分为以下几种类型：

① 实例内部类

实例内部类是一种定义在另一个类的内部的类，并且与外部类的实例相关联的内部类。

在内部类使用外部类成员变量并未报错~

📌 实例内部类的特点：

📕 可以访问外部类的实例变量和方法

📕 可以被外部类或其他类实例化和使用

📕 实例内部类的非静态方法中包含了一个指向外部类对象的引用

② 静态内部类

静态内部类是在另一个类的内部定义的静态类。

让我们对上一个示例代码稍加修改：

我们会发现，将实例内部类变成静态内部类后，外部类中的num便无法使用了，这是因为：

📕 在静态内部类中只能访问外部类中的静态成员

那么这篇关于(类与对象-下篇)的知识，就暂时为大家分享到这里啦，作者能力有限，如果有哪里说的不够清楚或者不够简洁，还请大家在评论区多多指出，那么我们下期再见啦~