第 2 周：面向对象（类 / 对象 / 封装）

本周目标

本周建立 Java 面向对象思维，不再把所有逻辑写进 main 方法。完成后，应能够：

• 根据需求设计类的属性和行为
• 创建对象并通过对象访问属性和方法
• 使用封装隐藏实现细节，只暴露必要接口
• 使用构造方法完成对象初始化，并区分构造方法重载
• 使用 this 区分成员变量和局部变量
• 使用开发工具的调试能力观察对象状态

学习资料与范围

• 主课程：Java 零基础视频教程（上部）
• 视频范围：P61-P95（类与对象、构造器、this、封装、IDEA 调试）

分 P 范围为参考区间，实际以课程章节标题为准。

需要掌握的知识点

类与对象

• 类与对象的关系：类是模板，对象是具体实例
• 成员变量和成员方法的定义方式
• 对象的创建、赋值和访问语法
• 同一个类的多个对象各自独立拥有成员变量
• 对象作为方法参数和返回值的使用方式
• 对象数组的声明、初始化和遍历
• 引用类型的内存模型：栈中保存引用，堆中保存对象
• 多个引用指向同一对象时的相互影响

封装

• 封装的目的：隐藏数据、约束取值范围、方便统一修改
• 使用 private 修饰成员变量
• get/set 方法的命名规范和作用
• 在 set 方法中做数据校验
• JavaBean 的标准写法：私有属性、无参构造、公共访问方法
• 包的作用、package 与 import 的基本用法

构造方法与 this

• 构造方法的名字、参数和返回值特点
• 无参构造方法的作用，以及写出有参构造后无参构造为什么会失效
• 构造方法重载，以及多个构造方法之间的区分方式
• this 访问成员变量和调用本类其他构造方法
• this 与 C 语言中结构体指针的差异

调试

• 在构造方法、set 方法和业务方法中设置断点
• 观察对象引用、成员变量和局部变量的取值
• 判断空引用（NullPointerException）产生的位置

必做练习

1. 定义第一个类：定义 Student 类，包含学号、姓名、年龄三个属性和一个输出个人信息的方法。
2. 创建对象：创建 3 个 Student 对象，分别赋值并输出信息；再用对象数组管理这 3 个对象。
3. 封装改造：把 Student 的属性改为 private，补充 get/set 方法，并在 setAge() 中限制年龄只能是 18-60。
4. 构造方法：为 Student 添加无参构造和全参构造，使用两种方式各创建一个对象。
5. this 练习：编写一个成员变量与参数同名的 set 方法，分别使用 this 和不使用 this，观察输出差异。
6. 对象参数：实现 printStudent(Student student) 和 createStudent()，说明对象作为参数和返回值的传递过程。
7. 引用对比：让两个引用指向同一个 Student 对象，通过其中一个修改属性，输出另一个引用的结果并解释原因。
8. 空引用排查：故意创建一个未初始化的对象引用并调用其方法，记录报错信息并说明修复方式。
9. 设计练习：定义 Book 类和 Course 类，每个类至少包含 3 个属性和 2 个行为，并说明属性和行为是如何从需求中提取的。
10. 调试记录：在 setAge() 中设置断点，记录一次对象属性被修改前后的值。

本周综合任务：用面向对象重写成绩统计器

把第 1 周的学生成绩统计器改写为类和对象的写法。

要求：

• 定义 Student 类，包含学号、姓名、三门课成绩和总分字段
• 为 Student 提供封装的访问方法，并在 set 方法中校验成绩范围
• 为 Student 提供计算总分和平均分的行为，而不是把计算写在外部
• 定义 StudentManager 类，负责保存学生对象数组并完成录入、查询、统计和排序
• main 方法只负责创建管理对象、显示菜单和调用管理方法
• 全部数据通过对象传递，禁止继续使用裸数组加下标的方式管理学生
• 使用空引用和数组越界各制造一次异常，记录报错并修复

本周产出

• Student、Book、Course 等类的定义代码
• 封装与构造方法练习代码
• 面向对象版本的成绩统计器
• 一份对象内存模型笔记（栈、堆、引用）
• 一份空引用和数组越界的排查记录

完成检查

• 能够根据需求提取类的属性和行为
• 能够创建对象并通过对象调用方法
• 能够使用 private 和 get/set 完成封装
• 能够编写无参构造、有参构造并处理方法重载
• 能够正确使用 this 区分成员变量和局部变量
• 能够说明对象引用在内存中的存储方式
• 能够使用断点观察对象状态并定位空引用问题
• 已完成面向对象版本的成绩统计器，main 方法不再包含业务计算