JavaSE ——类和对象
1. 面向对象
1.1 面向对象的概念
Java 是一门纯面向对象的语言 (Object Oriented Program ,简称 OOP) ,在面向对象的世界里,一切皆为对象。 面 向对象是解决问题的一种思想,主要依靠对象之间的交互完成一件事情 。用面向对象的思想来涉及程序,更符合人们对事物的认知,对于大型程序的设计、扩展以及维护都非常友好。
1.2 面向对象和面向过程
以洗衣服为例:
传统洗衣服:
该方式注重的是洗衣服的过程 ,少了一个环节可能都不行。而且不同衣服洗的方式,时间长度,拧干方式都不同,处理起来就比较麻烦。如果将来要洗鞋子,那就是另 一种方式。
按照该种方式来写代码,将来 扩展或者维护起来会比较麻烦 。
现代洗衣服过程:
该方式以 面向对象方式来进行处理,就不关注洗衣服的过程 ,具体洗衣机是怎么来洗衣服,如何来甩干的,用户不用去关心,只需要将衣服放进洗衣机,倒入洗衣粉,启动开关即可,通过对象之间的交互来完成的 。
注意:面向过程和面相对象并不是一门语言,而是解决问题的方法,没有那个好坏之分,都有其专门的应用场景。
2. 类
2.1 类的定义
类是用来对一个实体 ( 对象 ) 来进行描述的 ,主要描述该实体 ( 对象 ) 具有哪些属性 ( 外观尺寸等 ) ,哪些功能 ( 用来干啥) ,描述完成后计算机就可以识别了
比如:洗衣机,它是一个品牌,在 Java 中可以将其看成是一个类别。属性:产品品牌,型号,产品重量,外观尺寸,颜色 ...功能:洗衣,烘干、定时 ....
2.2 类的定义格式
在 java 中定义类时需要用到 class 关键字 ,具体语法如下:
// 创建类class ClassName {field ; // 字段 ( 属性 ) 或者 成员变量method ; // 行为 或者 成员方法}
class 为 定义类的关键字, ClassName 为类的名字, { } 中为类的主体。
类中包含的内容称为类的成员。属性主要是用来描述类的,称之为类的成员属性或者类成员变量。方法主要说明类具有哪些功能,称为类的成员方法。
例如:用Java语言定义上述洗衣机类
class WashMachine{public String brand; // 品牌public String type; // 型号public double weight; // 重量public double length; // 长public double width; // 宽public double height; // 高public String color; // 颜色public void washClothes(){ // 洗衣服System.out.println("洗衣功能");}public void dryClothes(){ // 脱水System.out.println("脱水功能");}public void setTime(){ // 定时System.out.println("定时功能");}}
采用 Java 语言将洗衣机类在计算机中定义完成,经过 javac 编译之后形成 .class 文件,在 JVM 的基础上计算机就可以识别了。
注意事项:
- 类名注意采用大驼峰定义
- 成员前写法统一为public,后面会详细解释
- 此处写的方法不带 static 关键字. 后面会详细解释
- 一般一个文件当中只定义一个类
- main方法所在的类一般要使用 public 修饰 ( 注意: Eclipse 默认会在 public 修饰的类中找 main 方法 )
- public修饰的类必须要和文件名相同
- 不要轻易去修改 public 修饰的类的名称,如果要修改,通过开发工具修改
3.类的实例化
3.1 什么是实例化
定义了一个类,就相当于在计算机中定义了一种新的类型 ,与 int , double 类似,只不过 int 和 double 是java语言自 带的内置类型,而类是用户自定义了一个新的类型,比如上述的:WashMachine类
这就是类 ( 一种新定义的类型) 有了这些自定义的类型之后,就可以使用这些类来定义实例 ( 或者称为对象 ) 。
用类类型创建对象的过程,称为类的实例化 ,在 java 中采用 new 关键字,配合类名来实例化对象。
举例:定义一个Dog 类后,进行实例化
public class Dog{public String name;public String color;// 狗的属性public void barks() {System.out.println(this.name + ": 旺旺旺~~~");}// 狗的行为public void wag() {System.out.println(this.name + ": 摇尾巴~~~");}public static void main(String[] args) {Dog dogh = new Dog(); //通过new实例化对象dogh.name = "阿黄";dogh.color = "黑黄";dogh.barks();dogh.wag();Dog dogs = new Dog();dogs.name = "阿黑";dogs.color = "黑白";dogs.barks();dogs.wag();}}
运行结果如下:
注意事项:
- new 关键字用于创建一个对象的实例.
- 使用 . 来访问对象中的属性和方法.
- 同一个类可以创建多个实例
3.2 类和对象的说明
1. 类只是 一个 模型 一样的东西,用来对一个实体进行描述,限定了类有哪些成员 .
2. 类是一种自定义的类型 ,可以用来定义变量 .
3. 一个类可以实例化出多个对象, 实例化出的对象 占用实际的物理空间,存储类成员变量
4. 做个比方。 类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子,类就像是设计图 ,只设计出需要什么东 西,但是并没有实体的建筑存在,同样类也只是一个设计,实例化出的对象才能实际存储数据,占用物理空间
4. 对象的构造和初始化
4.1 构造方法
4.1.1 概念
构造方法 ( 也称为构造器 ) 是一个特殊的成员方法, 名字必须与类名相同,在创建对象时,由编译器自动调用,并且 在整个对象的生命周期内只调用一次 。
代码如下:
public class Date {public int year;public int month;public int day;// 构造方法:
// 名字与类名相同,没有返回值类型,设置为void也不行
// 一般情况下使用public修饰
// 在创建对象时由编译器自动调用,并且在对象的生命周期内只调用一次public Date(int year, int month, int day){this.year = year;this.month = month;this.day = day;System.out.println("Date(int,int,int)方法被调用了");}public void printDate(){System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);}public static void main(String[] args) {
// 此处创建了一个Date类型的对象,并没有显式调用构造方法Date d = new Date(2021,6,9); // 输出Date(int,int,int)方法被调用了d.printDate(); // 2021-6-9}
}
运行结果如下:
注意:构造方法的作用就是对对象中的成员进行初始化,并不负责给对象开辟空间。
4.1.2 特性
1. 名字必须与类名相同
2. 没有返回值类型,设置为 void 也不行
3. 创建对象时由编译器自动调用,并且在对象的生命周期内只调用一次(相当于人的出生,每个人只能出生一次)
4. 构造方法可以重载(用户根据自己的需求提供不同参数的构造方法)
代码如下:
public class Date {public int year;public int month;public int day;// 无参构造方法public Date(){this.year = 1900;this.month = 1;this.day = 1;}// 带有三个参数的构造方法public Date(int year, int month, int day) {this.year = year;this.month = month;this.day = day;}public void printDate(){System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);}public static void main(String[] args) {Date d = new Date(); d.printDate(); }
}
上述两个构造方法:名字相同,参数列表不同,因此构成了方法重载。
5. 如果用户没有显式定义,编译器会生成一份默认的构造方法,生成的默认构造方法一定是无参的。
上述 Date 类中,没有定义任何构造方法,编译器会默认生成一个不带参数的构造方法。
注意: 一旦用户定义,编译器则不再生成。
6. 构造方法中,可以通过this调用其他构造方法来简化代码
注意:
- this(...)必须是构造方法中第一条语句
- 不能形成环
7. 绝大多数情况下使用public来修饰,特殊场景下会被private修饰
4.2 this 引用
4.2.1 this 的作用
看无 this 引用的示例:
为什么代码运行结果是错误的呢?
主要原因有两个:
1. 形参名与成员变量名相同 :那函数体中到底是谁给谁赋值?成员变量给成员变量?参数给参数?参数给成员变量?成员变量参数?估计自己都搞不清楚了。
2. 三个对象都在调用 setDate 和 printDate 函数,但是这两个函数中没有任何有关对象的说明, setDate 和 printDate 函数不知道打印的是哪个对象的数据。
解决方法就是使用this引用。
4.2.1 this 引用的概念
this 引用指向当前对象 ( 成员方法运行时调用该成员方法的对象 ) ,在成员方法中所有成员变量的操作,都是通过该 引用去访问 。只不过所有的操作对用户是透明的,即用户不需要来传递,编译器自动完成。
示例如下:
注意: this 引用的是调用成员方法的对象 。
4.2.3 this 引用的特性
1. this的类型:对应类类型引用,即哪个对象调用就是哪个对象的引用类型
2. this只能在"成员方法"中使用
3. 在"成员方法"中,this只能引用当前对象,不能再引用其他对象
4. this是“成员方法”第一个隐藏的参数,编译器会自动传递,在成员方法执行时,编译器会负责将调用成员方法对象的引用传递给该成员方法,this负责来接收
4.3 默认初始化
先看示例:
成员变量在定义时,并没有给初始值, 为什么就可以使用呢?而 a 没有初始化,编译时报错呢。
要搞清楚这个过程,就需要知道 new 关键字背后所发生的一些事情:
Date d = new Date ( 2021 , 6 , 9 );
在程序层面只是简单的一条语句,在 JVM 层面需要做好多事情,下面简单介绍下:
1. 检测对象对应的类是否加载了,如果没有加载则加载
2. 为对象分配内存空间
3. 处理并发安全问题
比如:多个线程同时申请对象, JVM 要保证给对象分配的空间不冲突
4. 初始化所分配的空间
即:对象空间被申请好之后,对象中包含的成员已经设置好了初始值,比如:
数据类型 | 默认值 |
byte | 0 |
char | '\u0000' |
short | 0 |
int | 0 |
long | 0L |
boolean | flase |
float | 0.0f |
double | 0.0 |
reference | null |
5. 设置对象头信息(关于对象内存模型后面会介绍)
6. 调用构造方法,给对象中各个成员赋值
4.4 就地初始化
在声明成员变量时,就直接给出了初始值。
代码如下:
public class Date {public int year = 1900;public int month = 1;public int day = 1;public Date(){}public Date(int year, int month, int day) {}public void printDate(){System.out.println(year + "/" + month + "/" + day);}public static void main(String[] args) {Date d1 = new Date(2021,6,9);Date d2 = new Date();d1.printDate();d2.printDate();}
}
运行结果如下:
注意:代码编译完成后,编译器会将所有给成员初始化的这些语句添加到各个构造函数中
5. static
5.1 static 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 。
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:因为使用对象访问合法不合理,而类名访问即合法又合理
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)
代码如下:
public class Students {public String name;public String gender;public int age;public static String classRoom = "Bit306";public Students(String name,String gender,int age){this.name = name;this.gender = gender;this.age = age;}public static void main(String[] args) {System.out.println(Students.classRoom);Students s1 = new Students("Li lei", "男", 18);Students s2 = new Students("Han MeiMei", "女", 19);Students s3 = new Students("Jim", "男", 18);System.out.println(s1.classRoom);System.out.println(s2.classRoom);System.out.println(s3.classRoom);}
}
运行结果如下:
我们以调试方式运行上述代码,然后在监视窗口中可以看到,静态成员变量并没有存储到某个具体的对象中。
5.2 static 修饰成员方法
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
因为静态方法中不需要对象,而成员变量需要对象引用,反之,非静态方法可以访问任意静态成员变量。
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
5. 静态方法无法重写,不能用来实现多态
5.3 static 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 。
1. 就地初始化
就地初始化指的是:在定义时直接给出初始值
2. 静态代码块初始化
那什么是代码块呢?继续往后看 :) ~~~
6. 代码块
6.1 代码块的概念
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
6.2 普通代码块
普通代码块:定义在方法中的代码块.
代码如下:
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);}
运行结果如下:
注意:这种用法较少见
6.3 构造代码块
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 。
代码如下:
public class Students {public String name;public String gender;public int age;public double score;public Students() {System.out.println("I am Student init()!");}//实例代码块{this.name = "bit";this.age = 12;this.gender = "man";System.out.println("I am instance init()!");}public void show(){System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" gender: "+gender);}public static void main(String[] args) {Students stu = new Students();stu.show();}
}
运行结果如下:
6.4 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。
代码如下:
public class Students{private String name;private String gender;private int age;private double score;private static String classRoom;// 静态代码块static {classRoom = "bit306";System.out.println("I am static init()!");}public Students(){System.out.println("I am Student init()!");}public static void main(String[] args) {Students s1 = new Students();Students s2 = new Students();}
}
运行结果如下:
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
本文是作者学习后的总结,如果有什么不恰当的地方,欢迎大佬指正!!!