JAVA基础 | 2、类与对象 | 永世隔绝の理想乡

第二部分类与对象

众所周知，“xxx是一门面向对象的编程语言”这句话折磨了许多初学面向对象的同学们（总之包括而我），因此，虽然这个说法非常不负责并且非常有问题，但是我需要直接了当的说：面向对象不就是结构体+函数吗（当然不是）

I 面向对象中java与C++的区别

事实上，Java作为一个摒弃了指针的语言来讲，面向对象这部分与C++有着显著的不同，比如说在对象实例化的部分：

1
2
3

Date birthday; // java:实例化一个Date对象，对象名称为birthday
//然而在C++中的实际含义如下，尽管形式一样
Date* birthday; // C++

并不只是面向对象这部分，Java中的变量并没有进行赋值，而是一个变量指向了一个数据，由此可见，与其说Java是摒弃了指针的语言，不如说是全程都在用（简化版的）指针的语言~~（真香啊~~
在面向对象的程序中，应该尽量避免一个方法能够修改对象属性，甚至是直接访问对象属性，这都是不安全的，因此java类的设计通常有以下指定功能的方法：

构造器：最朴实无华的构造器，简单粗暴的new一个新对象，传统中的传统
静态工厂的构造器：不使用传统的构造器构造对象，而是使用这种特殊的方法（接口）构造一个新对象并且作为返回值可以赋值给对象变量
更改器：看似是修改了对象的属性，其实是返回了一个属性不一样的新对象
访问器：只访问对象而不修改对象的方法被称为访问器

听起来似乎花里胡哨，但本质上他们都是一个类/对象的方法罢了，只不过是人们根据他们的功能或特性起了一个（听起来很高端的）新名字，下面这个程序案例可以充分展示上述中三个新方法的使用：

package MyJava;

import java.time.DayOfWeek;
import java.time.LocalDate;
import java.util.Scanner;

public class Example
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //这里是静态工厂
        //使用静态工厂实例化一个表示现在日期的对象，对象名称为date
        LocalDate date = LocalDate.now(); 

        //通过date对象，得到int型的月份和日期（这个月的第几天）
        int month = date.getMonthValue();
        int today = date.getDayOfMonth();
        
        //date的日期更新为该月的第一天，也就是减去today再+1，赋值给date，再通过DayOfWeek类与方法返回星期数，并用value得到值
        date = date.minusDays(today - 1); // 这里是更改器
        DayOfWeek weekday = date.getDayOfWeek();
        int value = weekday.getValue(); // 这里是访问器

        //输出表头，即格式部分
        System.out.println("Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun");
        for(int i=1; i<value; i++)
        {
            System.out.print("    ");
        }
        //输出日历主体，只要还在当月就继续循环
        while(date.getMonthValue() == month)
        {
            //输出日期
            System.out.printf("%3d",date.getDayOfMonth());
            //判断是否为今天
            if(date.getDayOfMonth() == today)
            {
                System.out.print("*");
            }
            else
            {
                System.out.print(" ");
            }
            //更新date
            date = date.plusDays(1);
            if(date.getDayOfWeek().getValue() == 1)
            {
                System.out.println();
            }
        }
        if(date.getDayOfWeek().getValue() != 1)
        {
            System.out.println();
        }
    }
}

//输出结果如下
/*
Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun
      1   2   3   4   5   6 
  7   8   9  10  11  12  13 
 14  15  16  17  18  19  20 
 21  22  23* 24  25  26  27 
 28  29  30  31 
*/

使用这些类，接口和方法，可以轻松处理日历的很麻烦的问题（尤其是不用考虑一大堆边界条件，因为大犇们已经提前造好轮子了），

II 用户自定义类

与c++结构类似，其区别第一在于java的各种属性与方法有着很长的前缀，其二在于java在声明方法的时候定义方法。不过，前者只是将C++的访问权限展开罗列，后者将每个类定义在一个java文件中，所以综上所述java的自定义类和C++结构依然相似。

//一个最简单的java类定义
class ClassName
{
    //属性
    //field1
    //field2
    
    //构造器
    //constructor1
    //constructor2
    
    //方法
    //method1
    //method2
}

为了防止域值（对象的属性）出错或者随意修改，应该在针对一个属性拥有以下三个内容：

一个私有的数据域
一个公有的域访问器的方法
一个公有的域更改器的方法

这样有很多好处，一是内部实现不会影响其他代码，二是更改其可以执行错误检查
同时为了防止数据域的出错，在需要返回一个可变对象的时候需要进行克隆：

class OutPut
{
    private Date theDay;
    
    //以下是不安全的做法
    public Date getDay()
    {
        return theDay;
    }
    //以下是安全的做法
    public Date getDay()
    {
        return (Date) theday.clone();
    }
}

III 静态域与静态方法

静态前缀修饰符static即将变量的作用域设置为静态，这个修饰符可以作用于以下内容：

静态域：

将成员属性设置为静态，即类中所有对象都公用一个的属性，在其他面向对象的语言中也会将其称为“类域”，对于静态域的使用有以下经典用法：

class Employee
{
    private static int nextID = 1;
    private int id;
    
    //自动设置雇员的id
    public void setId()
    {
        id = nextId;
        nextId++;
    }
}

静态常量

即在常量中用static修饰，最经典的例子就是在Math类中的静态常量PI。
静态常量因为不能被修改，所以设置成公有也是没有问题的。

静态方法

静态方法是一种不能对对象实施操作的方法，也就是没有this参数的方法，例如，Math终端pow方法，在使用时不许呀哦任何Math对象。
虽然静态方法不能访问实例域，但是可以访问静态域，也可以通过类名待用这个方法。

静态工厂

类似LocalDate和NumberFormat的类使用静态工厂方法来构建对象，以NumberFormat为例，不使用构造器有以下两点原因：
一方面构造器的名字必须与类名相同，而实际希望将得到两种不同的名字
另一方面使用构造器时无法改变所构造的对象类型，而Factory方法将返回一个DecimalFormat类的对象，也就是NumberFormat的子类。

main方法

调用静态方法不需要对象，同理。main方法也是一个静态方法，main函数不需要对任何对象进行操作。
事实上，程序启动的时候没有任何一个对象，静态的main方法将执行并创建程序所需要的对象。
注：每一个类都可以有一个main方法，常用于对类进行单元测试

声明时赋值与初始化块

虽然java可以使用常规的构造器初始化数据域，与C++不同，java可以在类声明属性的时候就对其进行初始化，除此之华还有“初始化块”这个第三种机制，只要构造类的对象，这些块就会被执行，对于静态域进行初始化的初始化块可以在花括号前单独加一个static前缀
类中调用构造器的顺序为：
数据域初始化为默认值 -> 按照声明中出现的次序执行初始化块 -> 若构造器中有其他构造器，先执行内部构造器，再执行外部构造器

IV 包

包是java中管理类的容器，一个类可以使用所属包中的所有类，以及其他包中的公有类，我们可以有两种方法访问其他包中的类：

//第一种方法 显然比较繁琐
java.time.LocalDate todaty = java.time.LocalDate.now();

第二种方法，*代表导入这个包内的所有类，当然也可以只导入特定的类
import java.until.*;
LocalDate today = LocalDate.now();
```  

除此之外，import语句不仅可以导入类，还可以用来导入静态方法和静态域（不过这样会很大程度降低代码的清晰度）  
同理，设计好的类也需要放在包中。可以用以下语句实现：  
```java
package nameOfpackage;

如果在包的目录中没有对应的类，也可以进行编译，但是最终程序无法正常运行，因此需要先将所有类文件移到正确的位置上。
除此之外，类文件也可以存储在JAR文件中，JAR文件可以理解为Java归档的ZIP格式组织文件，JDK提供了许多JAR文件的类库，同时JAR文件也方便其他第三方库的使用。

第二部分 类与对象

I 面向对象中java与C++的区别

II 用户自定义类

III 静态域与静态方法

IV 包

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