Java面向对象思想以及原理以及内存图解

什么是面向对象

面向对象和面向过程区别

面向过程:面向过程是将解决问题的思路转为一个个方法。
面向对象:面向对象则是编写一个对象，将这些思路封装成一个个对象方法，后续调用这个对象解决问题，相对面向过程而言，这种思路更符合人的思维并且更易扩展、复用、维护。

面向对象和面向过程性能差距:人们常常认为面向过程性能高于面向对象，因为创建的对象开销远远大于面向过程，实际上Java面向对象性能差的原因并不是这个，真正的原因是Java为半编译语言，运行并不是直接拿着二进制机械码执行，而是需要结果字节码转换这一步。
而且面向过程的性能并不一定比面向过程快，面向过程也需要计算偏移量以及某些脚本语言的性能也一定比Java好。

创建一个对象用什么运算符?

用new运算符，创建的对象的实例会在堆内存中开辟一个空间。而引用则在栈内存中，指向对象实例。

面向对象实现伪代码

以人开门为例，人需要开门，所以我们需要创建一个门对象，描述门的特征，这个门可以开或者关。所以门的伪代码如下:

门{开(){操作门轴}
}

上文说到了，面向对象的特点就是符合人的思维，而人开门这个功能，我们就可以创建一个人的对象，编写一个开门的动作，把门打开。通过这种对象调用对象的方式完成了功能。后续我们需要狗开门，猫开门也只是编写一个方法调用门对象的开的动作。

人 {开门(门对象){门.打()}}

面向对象三大特征

1. 封装
2. 继承
3. 多态

类和对象的关系。

以生活事务为例，现实生活中的对象：张三 李四。他们都有姓名、性别、学习Java的能力。

所以我们要想通过面向对象思想实现抽象出对象，就得提取共性，编写一个类有姓名、性别、学习Java的能力。

public class Student {private String name;private int sex;public void studyJava(){System.out.println(this.name+"学习java");}
}

描述时，这些对象的共性有：姓名，年龄，性别，学习java功能。再将这些分析映射到java中，就是以class定义的类进行展开。

public static void main(String[] args) {Student zhangsan=new Student();zhangsan.setName("张三");zhangsan.studyJava();Student lisi=new Student();lisi.setName("李四");lisi.studyJava();//        输出结果
//        张三学习java
//                李四学习java}

而具体对象就是对应java在堆内存中用new建立实体。

基础案例

需求：描述汽车(颜色，轮胎数)。描述事物其实就是在描述事物的属性和行为。

属性对应在类中即变量，行为对应的类中的函数(方法)。

代码实现

public class Car {//描述颜色String color = "红色";//描述轮胎数int num = 4;//运行行为。public void run() {System.out.println("颜色:"+color + " 轮胎数:" + num);}
}

实例化

public class Main {public static void main(String[] args) {Car car = new Car();car.run();}
}

创建car对象时car引用的内存图

对象调用方法过程

首先我们看一段代码，这是一个人类的class类代码

public class Person {private String name;private int age;private static String country = "cn";public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public static void showCountry() {System.out.println("showCountry " + country);}public void speak() {System.out.println(this.getName() + " speak");}
}

假如我们在main中编写这样一段代码，请问在内存中他是如何工作的呢？

 public static void main(String[] args) {Person p = new Person("张三", 18);p.setName("李四");}

我们先从类类加载时开始分析，由于static关键字修改的变量或者方法会随着jvm加载类时一起创建，所以country和showCountry()在方法区是这样的。

然后main方法开始执行对应代码，首先main方法入栈，初始化一个p引用

堆区开辟一个空间，创建一个person实例，p引用指向这个内存空间

调用setName，setName入栈，完成name值修改之后销毁

成员变量和局部变量

作用范围

成员变量作用于整个类中。
局部变量变量作用于函数中，或者语句中。

在内存中的位置

成员变量：在堆内存中，因为对象的存在，才在内存中存在。
局部变量：存在栈内存中。

关于对象的引用关系

简介

对象引用用于指向0个或者多个对象实例，对象实例可以被多个对象引用指向。

相关代码

假如我们使用上文car类执行以下代码，那么在内存中会如何执行呢？

car c=new car();
c.num=5;
car c1=c;
c.run();

内存图解

1. 首先堆区开辟一个空间创建car对象，初始化值
2. 修改num为5
3. c1引用指向c，如下图所示
   

对象相等和引用相等的区别

1. 对象相等:两个对象内存中的存放的内容都相等
2. 引用相等:两个引用指向的内存地址相等。

类的构造方法的作用是什么

完成对象初始化，首先在堆区创建对象实例。

构造方法的特点

1. 与类名相同
2. 无返回值
3. 生成对象时自动执行
4. 不可重写可以重载

深拷贝和浅拷贝区别

浅拷贝

对象进行拷贝时，如果内部有引用类型，克隆对象仅仅是复制被克隆内部对象的引用地址

为了介绍浅拷贝我们贴出这样一段代码，可以看到一个学生类有id和name，以及一个Vector的引用对象

public class Student implements Cloneable {private String id;private String name;private Vector<String> vector;public String getId() {return id;}public void setId(String id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public Vector<String> getVector() {return vector;}public void setVector(Vector<String> vector) {this.vector = vector;}public Student() {try {System.out.println("创建对象需要三秒......");Thread.sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}public Student newInstance() {try {return (Student) this.clone();