Java SE 封装、包、static关键字和代码块

1.封装

1.1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。何为封装呢？简单来说
就是套壳屏蔽细节。
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
1.2封装之访问限定符
一般我们封装用到的访问限定符:pritave

class Student {
    private String name;
    private int age;
    
    public void exam() {
        System.out.println(this.name+"正在考试中");
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Student  student = new Student();
        student.name = "zhangsan";
    }
}

运行报错：
在这里插入图片描述
为什么会出现这个情况，因为name这个成员变量在Student类中是被pritave修饰的。这样就体现出了封装性。
如果直接调用，那是不被允许的，那我们应该怎么去调用这个成员变量呢？
我们可以在类中定义一个成员方法，然后再调用这个成员方法去访问成员变量，这是被允许的。这属于间接去访问，怎么实现呢？我们代码实现一下：

 public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

setName方法是修改也可以赋值成员变量：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Student  student = new Student();
        student.setName("zhangsan");
    }
}

通过调试可以看到Student类中被private修饰的成员变量由null被赋为"zhangsan"
在这里插入图片描述

getName这个方法是可以访问到被private修饰的成员变量。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Student  student = new Student();
        student.setName("zhangsan");
        System.out.println(student.getName());
    }
}

通过调试看到可以通过这个方法访问到被private修饰的成员变量。
在这里插入图片描述

通过调用这两个成员方法可以去访问类中被pritave修饰的成员变量。
在idea中写两个方法有一个快捷键：
单击右键之后：
在这里插入图片描述

2.包

2.1包的概念
在面向对象体系中，提出了一个软件包的概念，即：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。
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。
2.2导入包中的类
在代码中，如果我们有需要要用到的类的时候，可以直接导入这个类的包。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        java.util.Date data = new java.util.Date();
    }

}

这么导会很麻烦，也会显得代码不够简洁，也比较生涩难懂，可以使用 import语句导入包。

import java.util.Date;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
       //java.util.Date data = new java.util.Date();
    }

}

如果你不想只需要这一个类，而是想要这个包所有的类，你可以这样import java.util.*

import java.util.*; 
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
       //java.util.Date data = new java.util.Date();
    }

}

这样只要是java.util包中的类都可以用了，我们可以看看这个包中还有什么其他类：
在这里插入图片描述
但是我们更建议显式的指定要导入的类名. 否则还是容易出现冲突的情况。因为在一个类不仅仅在一个包中，有时候这个类在另一个包中内容是不一样的，为了让编译器可以更好的为我们服务，我们尽量定义详细的类名，而不是一个笼统的类。

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
       //java.util.Date data = new java.util.Date();
    }

}

在这里Date类就编译报错了，所有我们还是将类的名字详细点比较好。
在这里插入图片描述
可以使用import static导入包中静态的方法和字段。

import static java.lang.Math.*;
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.
// double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));
double result = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));
System.out.println(result);
}
}

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。
2.3自定义包
基本规则
在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中.
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.bao.www )
包名要和代码路径相匹配. 例如创建 com.bao.www 的包, 那么会存在一个对应的路径 com.bao.www 来存储
代码.
如果一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中.
操作步骤:

  1. 在 IDEA 中先新建一个包: 右键 src -> 新建 -> 包:
    在这里插入图片描述

  2. 在弹出的对话框中输入包名, 例如:com.bao.www
    在这里插入图片描述

  3. 在包中创建类, 右键包名 -> 新建-> 类, 然后输入类名即可.
    在这里插入图片描述
    4.此时可以看到我们的磁盘上的目录结构已经被 IDEA 自动创建出来了：
    在这里插入图片描述
    5.同时我们也看到了, 在新创建的 Test.java 文件的最上方, 就出现了一个 package 语句：
    在这里插入图片描述
    2.4常见的包

  4. java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后自动导入。

  5. java.lang.reflect:java 反射编程包;

  6. java.net:进行网络编程开发包。

  7. java.sql:进行数据库开发的支持包。

  8. java.util:是java提供的工具程序包。(集合类等) 非常重要

  9. java.io:I/O编程开发包。

3.static成员

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);
}
}

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。
3.2static修饰成员变量
static修饰的成员变量，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，是属于类的。
【静态成员变量特性】

  1. 不属于某个具体的对象，是类的属性，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)
    3.3 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。
【静态方法特性】

  1. 不属于某个具体的对象，是类方法
  2. 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
  3. 不能在静态方法中访问任何非静态成员变量
  4. 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
    3.4static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。
  5. 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"; 
// ...
}

4.代码块

4.1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：
普通代码块
构造块
静态块
同步代码块（后续讲解多线程部分再谈）
4.2普通代码块
普通代码块：定义在方法中的代码块.

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);
}
}

4.3构造代码块
构造块：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);
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Student stu = new Student();
stu.show();
}
}

4.4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;
//实例代码块
{
this.name = "bit";
this.age = 12;
this.gender = "man";
System.out.println("I am instance init()!");
}
// 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();
}
}

4.5关于静态代码块和实例化代码块还有构造方法的执行顺序：

class Student {
        public String name;

    static {
        System.out.println("Student::static");
    }
    {
        System.out.println("实例化代码实现");
    }
    public Student(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("构造方法实现");
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student("xiaowang");
    }
}

在这里插入图片描述
先实现静态代码块，然后是实例化代码块，最后是构造方法。
再实例化一个对象，再实现一次：

class Student {
        public String name;

    static {
        System.out.println("Student::static");
    }
    {
        System.out.println("实例化代码实现");
    }
    public Student(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("构造方法实现");
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student("xiaowang");
        System.out.println("================");
        Student student1 = new Student("wangss");
    }
}

在这里插入图片描述
静态代码块没有执行，因为静态代码块只执行一次。

注意事项
静态代码块不管生成多少个对象，其只会执行一次
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
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)
实例代码块只有在创建对象时才会执行

本章完…

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