Java面向对象入门：从C语言到类和对象

Java面向对象入门：从C语言到类和对象

1. 引入：为什么需要面向对象？

1.1 C语言写代码的痛点

假设你要写一个学生管理系统，需要存储学生的姓名、年龄、分数：

// C语言的方式charname[50];intage;intscore;// 如果要存多个学生，需要多个数组charnames[100][50];intages[100];intscores[100];// 添加一个学生，要同时操作三个数组voidaddStudent(char*name,intage,intscore){// 维护三个数组，很容易出错}

问题：数据和操作数据的函数是分离的，代码一多就容易乱。

1.2 面向对象的解决方案

把相关的数据和操作打包在一起，形成一个整体：

// Java的方式：一个Student类搞定classStudent{Stringname;intage;intscore;}

这就是面向对象的核心理念：把数据和对数据的操作封装在一起。

2. 类和对象：从图纸到房子

2.1 类是什么？

类是一张蓝图，描述了某类事物的共同特征。

比如"学生"这类事物：

• 有什么属性：姓名、年龄、分数
• 有什么行为：学习、考试、休息

classStudent{// 属性（成员变量）Stringname;intage;intscore;// 行为（成员方法）voidstudy(){System.out.println(name+"正在学习");}}

2.2 对象是什么？

对象是根据类这张蓝图创建出来的具体实例。

就像根据一张图纸可以盖很多房子：

// 创建对象Students1=newStudent();s1.name="张三";s1.age=18;s1.study();// 输出：张三正在学习Students2=newStudent();s2.name="李四";s2.age=19;s2.study();// 输出：李四正在学习

类和对象的关系：

• 类是抽象的、概念的（学生）
• 对象是具体的、实际的（张三、李四）

3. 封装：为什么要加private？

3.1 没有封装的问题

直接暴露属性会出问题：

Students=newStudent();s.age=-5;// 年龄怎么能是负数？但没有报错

3.2 用private保护数据

classStudent{privateStringname;privateintage;// 私有：只有本类能访问privateintscore;// 通过getter获取publicintgetAge(){returnage;}// 通过setter设置（可以加逻辑判断）publicvoidsetAge(intage){if(age>=0&&age<=150){this.age=age;}else{System.out.println("年龄不合法");}}}

封装的三个层次：

1. 属性私有化：用private修饰
2. 提供getter/setter：控制访问方式
3. 在setter中添加逻辑：保护数据合法性

3.3 对比C语言

4. this关键字：谁调用我，我就是谁

4.1 什么时候用this？

当成员变量和局部变量名字冲突时：

classStudent{privateintage;// 成员变量publicvoidsetAge(intage){// 局部变量也叫ageage=age;// 问题：到底是谁赋值给谁？}}

上面的代码分不清哪个是成员变量，哪个是参数。用this解决：

publicvoidsetAge(intage){this.age=age;// this.age是成员变量，age是参数}

4.2 this的内存原理

this代表当前正在调用方法的那个对象：

Students1=newStudent();s1.setAge(18);// 执行setAge时，this就是s1Students2=newStudent();s2.setAge(20);// 执行setAge时，this就是s2

4.3 this的三种用法

5. 构造方法：创建对象时自动执行

5.1 什么是构造方法？

构造方法是创建对象时自动调用的特殊方法：

classStudent{privateStringname;privateintage;// 无参构造publicStudent(){System.out.println("对象被创建了");}// 有参构造publicStudent(Stringname,intage){this.name=name;this.age=age;}}

5.2 构造方法的特点

5.3 注意事项

// 写了有参构造，最好手动写无参构造classStudent{publicStudent(Stringname){// 有参构造}// 如果不写无参构造，new Student()会报错}

原因：如果写了有参构造，系统就不会再提供默认的无参构造了。

6. JavaBean：一种规范

JavaBean就是按照一定规范编写的类：

6.1 三条规范

1. 成员变量私有化：用private
2. 提供无参构造方法：方便框架反射创建对象
3. 提供getter和setter：统一访问方式

6.2 标准写法

publicclassStudent{// 1. 私有成员变量privateStringname;privateintage;// 2. 无参构造publicStudent(){}// 3. 有参构造（可选，但建议写上）publicStudent(Stringname,intage){this.name=name;this.age=age;}// 4. getter/setterpublicStringgetName(){returnname;}publicvoidsetName(Stringname){this.name=name;}publicintgetAge(){returnage;}publicvoidsetAge(intage){this.age=age;}}

6.3 IDEA快捷生成

不用手写，用快捷键：

• Mac：Command + N
• Windows：Alt + Insert

选择Getter and Setter、Constructor即可自动生成。

7. 内存图：理解栈和堆

7.1 Java的内存分区

7.2 基本数据类型 vs 引用数据类型

inta=10;// 基本类型：值直接存在栈里Students=newStudent();// 引用类型：栈里存地址，对象在堆里

图解：

栈 堆 ┌─────┐ ┌─────────────┐ │ a=10│ │ Student对象 │ ├─────┤ │ name=null │ │ s │──────────────→│ age=0 │ └─────┘ └─────────────┘

7.3 三种情况的对象内存图

情况1：一个对象

Students=newStudent();// 栈：s存地址 → 堆：Student对象

情况2：两个对象

Students1=newStudent();Students2=newStudent();// 栈：s1和s2存不同地址 → 堆：两个独立对象

情况3：两个引用指向同一个对象

Students1=newStudent();Students2=s1;// s2和s1指向同一个对象// 修改s1的属性，s2也会变

8. 成员变量 vs 局部变量

classStudent{privateintage;// 成员变量：有默认值0publicvoidstudy(){inthour;// 局部变量：没有默认值，必须先赋值hour=2;// 必须赋值才能用System.out.println("学了"+hour+"小时");}}

9. 综合训练：文字版格斗游戏

9.1 需求

创建两个角色，互相攻击，直到一方血量归零。

9.2 代码实现

publicclassCharacter{privateStringname;//属性privateintblood;publicCharacter(){}//构造方法publicCharacter(Stringname,intblood){this.name=name;this.blood=blood;}publicvoidsetName(Stringname){//set，get 函数this.name=name;}publicStringgetName(){returnname;}publicintgetBlood(){returnblood;}publicvoidsetBlood(intblood){this.blood=blood;}publicvoidattack(Characterch1){//行为Randomr=newRandom();intattack=r.nextInt(20)+1;intbloodLive=ch1.getBlood()-attack;if(bloodLive<0){bloodLive=0;}ch1.setBlood(bloodLive);System.out.println(this.name+"打了"+ch1.name+attack+"点血量,"+ch1.name+"还剩"+bloodLive+"血量");}publicvoiddied(){System.out.println(this.getName()+"被打死了.");}}importjava.util.Scanner;publicclassdraft{publicstaticvoidmain(String[]args){Scannersc=newScanner(System.in);Characterch1=newCharacter();Characterch2=newCharacter();System.out.println("输入两个挑战者的名字：");ch1.setName(sc.nextLine());ch2.setName(sc.nextLine());System.out.println("输入两个挑战者的血量：");ch1.setBlood(sc.nextInt());ch2.setBlood(sc.nextInt());while(ch1.getBlood()>0&&ch2.getBlood()>0){ch1.attack(ch2);if(ch2.getBlood()<=0){ch2.died();break;}ch2.attack(ch1);if(ch1.getBlood()<=0){ch1.died();break;}}}}

10. 对象数组练习

10.1 基本对象数组

// 创建对象数组Student[]students=newStudent[3];// 给每个位置赋值students[0]=newStudent("张三",18);students[1]=newStudent("李四",19);students[2]=newStudent("王五",20);// 遍历for(inti=0;i<students.length;i++){System.out.println(students[i].getName());}

10.2 操作（添加、删除、统计）

// 统计年龄大于18的学生intcount=0;for(Students:students){if(s.getAge()>18){count++;}}// 删除指定位置（把后面的往前移）for(inti=index;i<size-1;i++){students[i]=students[i+1];}students[size-1]=null;size--;

11. 总结对比：C vs Java