04.Java对象和类

04.Java对象和类

Java 对象和类

Java作为一种面向对象语言。支持以下基本概念:

  • 多态
  • 继承
  • 封装
  • 抽象
  • 对象
  • 实例
  • 方法
  • 重载

本节我们重点研究对象和类的概念。

  • 对象:对象是类的一个实例(对象不是找个女朋友),有状态和行为。例如,一条狗是一个对象,它的状态有:颜色、名字、品种;行为有:摇尾巴、叫、吃等。
  • :类是一个模板,它描述一类对象的行为和状态。

下图中男孩女孩为类,而具体的每个人为该类的对象:


Java中的对象

现在让我们深入了解什么是对象。看看周围真实的世界,会发现身边有很多对象,车,狗,人等等。所有这些对象都有自己的状态和行为。

拿一条狗来举例,它的状态有:名字、品种、颜色,行为有:叫、摇尾巴和跑。

对比现实对象和软件对象,它们之间十分相似。

软件对象也有状态和行为。软件对象的状态就是属性,行为通过方法体现。

在软件开发中,方法操作对象内部状态的改变,对象的相互调用也是通过方法来完成。

Java中的类

类可以看成是创建Java对象的模板。

通过下面一个简单的类来理解下Java中类的定义:

一个类可以包含以下类型变量:

  • 局部变量:在方法、构造方法或者语句块中定义的变量被称为局部变量。变量声明和初始化都是在方法中,方法结束后,变量就会自动销毁。
  • 成员变量:成员变量是定义在类中,方法体之外的变量。这种变量在创建对象的时候实例化。成员变量可以被类中方法、构造方法和特定类的语句块访问。
  • 类变量:类变量也声明在类中,方法体之外,但必须声明为static类型。

一个类可以拥有多个方法,在上面的例子中:barking()、hungry()和sleeping()都是Dog类的方法。


构造方法

每个类都有构造方法。如果没有显式地为类定义构造方法,Java编译器将会为该类提供一个默认构造方法。

在创建一个对象的时候,至少要调用一个构造方法。构造方法的名称必须与类同名,一个类可以有多个构造方法。

下面是一个构造方法示例:


创建对象

对象是根据类创建的。在Java中,使用关键字new来创建一个新的对象。创建对象需要以下三步:

  • 声明:声明一个对象,包括对象名称和对象类型。
  • 实例化:使用关键字new来创建一个对象。
  • 初始化:使用new创建对象时,会调用构造方法初始化对象。

下面是一个创建对象的例子:

编译并运行上面的程序,会打印出下面的结果:

小狗的名字是 : tommy

访问实例变量和方法

通过已创建的对象来访问成员变量和成员方法,如下所示:


实例

下面的例子展示如何访问实例变量和调用成员方法:

编译并运行上面的程序,产生如下结果:


源文件声明规则

在本节的最后部分,我们将学习源文件的声明规则。当在一个源文件中定义多个类,并且还有import语句和package语句时,要特别注意这些规则。

  • 一个源文件中只能有一个public类
  • 一个源文件可以有多个非public类
  • 源文件的名称应该和public类的类名保持一致。例如:源文件中public类的类名是Employee,那么源文件应该命名为Employee.java。
  • 如果一个类定义在某个包中,那么package语句应该在源文件的首行。
  • 如果源文件包含import语句,那么应该放在package语句和类定义之间。如果没有package语句,那么import语句应该在源文件中最前面。
  • import语句和package语句对源文件中定义的所有类都有效。在同一源文件中,不能给不同的类不同的包声明。

类有若干种访问级别,并且类也分不同的类型:抽象类和final类等。这些将在访问控制章节介绍。

除了上面提到的几种类型,Java还有一些特殊的类,如:内部类、匿名类。


Java包

包主要用来对类和接口进行分类。当开发Java程序时,可能编写成百上千的类,因此很有必要对类和接口进行分类。

Import语句

在Java中,如果给出一个完整的限定名,包括包名、类名,那么Java编译器就可以很容易地定位到源代码或者类。Import语句就是用来提供一个合理的路径,使得编译器可以找到某个类。

例如,下面的命令行将会命令编译器载入java_installation/java/io路径下的所有类

import java.io.*;

一个简单的例子

在该例子中,我们创建两个类:EmployeeEmployeeTest

首先打开文本编辑器,把下面的代码粘贴进去。注意将文件保存为 Employee.java。

Employee类有四个成员变量:name、age、designation和salary。该类显式声明了一个构造方法,该方法只有一个参数。

Employee.java 文件代码:

程序都是从main方法开始执行。为了能运行这个程序,必须包含main方法并且创建一个实例对象。

下面给出EmployeeTest类,该类实例化2个 Employee 类的实例,并调用方法设置变量的值。

将下面的代码保存在 EmployeeTest.java文件中。

EmployeeTest.java 文件代码:

编译这两个文件并且运行 EmployeeTest 类,可以看到如下结果:

扩展

java因强制要求类名(唯一的public类)和文件名统一,因此在引用其它类时无需显式声明。在编译时,编译器会根据类名去寻找同名文件。

package 的作用就是 c++ 的 namespace 的作用,防止名字相同的类产生冲突。Java 编译器在编译时,直接根据 package 指定的信息直接将生成的 class 文件生成到对应目录下。如 package aaa.bbb.ccc 编译器就将该 .java 文件下的各个类生成到 ./aaa/bbb/ccc/ 这个目录。

import 的作用是为了简化使用 package 之后的实例化的代码。假设 ./aaa/bbb/ccc/ 下的 A 类,假如没有 import,实例化A类为:new aaa.bbb.ccc.A(),使用 import aaa.bbb.ccc.A 后,就可以直接使用 new A() 了,也就是编译器匹配并扩展了 aaa.bbb.ccc. 这串字符串。

为什么JAVA文件中只能含有一个Public类?

java 程序是从一个 public 类的 main 函数开始执行的,(其实是main线程),就像 C 程序 是从 main() 函数开始执行一样。 只能有一个 public 类是为了给类装载器提供方便。 一个 public 类只能定义在以它的类名为文件名的文件中。

每个编译单元(文件)都只有一个 public 类。因为每个编译单元都只能有一个公共接口,用 public 类来表现。该接口可以按照要求包含众多的支持包访问权限的类。如果有一个以上的 public 类,编译器就会报错。 并且 public类的名称必须与文件名相同(严格区分大小写)。 当然一个编译单元内也可以没有 public 类。

成员变量和类变量的区别

由static修饰的变量称为静态变量,其实质上就是一个全局变量。如果某个内容是被所有对象所共享,那么该内容就应该用静态修饰;没有被静态修饰的内容,其实是属于对象的特殊描述。

不同的对象的实例变量将被分配不同的内存空间, 如果类中的成员变量有类变量,那么所有对象的这个类变量都分配给相同的一处内存,改变其中一个对象的这个类变量会影响其他对象的这个类变量,也就是说对象共享类变量。

成员变量和类变量的区别:

1、两个变量的生命周期不同

成员变量随着对象的创建而存在,随着对象的回收而释放。

静态变量随着类的加载而存在,随着类的消失而消失。

2、调用方式不同

成员变量只能被对象调用。

静态变量可以被对象调用,还可以被类名调用。

3、别名不同

成员变量也称为实例变量。

静态变量也称为类变量。

4、数据存储位置不同

成员变量存储在堆内存的对象中,所以也叫对象的特有数据。

静态变量数据存储在方法区(共享数据区)的静态区,所以也叫对象的共享数据。

static 关键字,是一个修饰符,用于修饰成员(成员变量和成员函数)。

特点:

1、想要实现对象中的共性数据的对象共享。可以将这个数据进行静态修饰。

2、被静态修饰的成员,可以直接被类名所调用。也就是说,静态的成员多了一种调用方式。类名.静态方式。

3、静态随着类的加载而加载。而且优先于对象存在。

弊端:

1、有些数据是对象特有的数据,是不可以被静态修饰的。因为那样的话,特有数据会变成对象的共享数据。这样对事物的描述就出了问题。所以,在定义静态时,必须要明确,这个数据是否是被对象所共享的。

2、静态方法只能访问静态成员,不可以访问非静态成员。

因为静态方法加载时,优先于对象存在,所以没有办法访问对象中的成员。

3、静态方法中不能使用this,super关键字。

因为this代表对象,而静态在时,有可能没有对象,所以this无法使用。

什么时候定义静态成员呢?或者说:定义成员时,到底需不需要被静态修饰呢?

成员分两种:

1、成员变量。(数据共享时静态化)

该成员变量的数据是否是所有对象都一样:

如果是,那么该变量需要被静态修饰,因为是共享的数据。

如果不是,那么就说这是对象的特有数据,要存储到对象中。

2、成员函数。(方法中没有调用特有数据时就定义成静态)

如果判断成员函数是否需要被静态修饰呢?

只要参考,该函数内是否访问了对象中的特有数据:

如果有访问特有数据,那方法不能被静态修饰。

如果没有访问过特有数据,那么这个方法需要被静态修饰。

成员变量和静态变量的区别:

1、成员变量所属于对象。所以也称为实例变量。

静态变量所属于类。所以也称为类变量。

2、成员变量存在于堆内存中。

静态变量存在于方法区中。

3、成员变量随着对象创建而存在。随着对象被回收而消失。

静态变量随着类的加载而存在。随着类的消失而消失。

4、成员变量只能被对象所调用 。

静态变量可以被对象调用,也可以被类名调用。

所以,成员变量可以称为对象的特有数据,静态变量称为对象的共享数据。

类变量类型:

1.局部变量:在方法、构造方法、语句块中定义的变量。其声明和初始化在方法中实现,在方法结束后自动销毁

public void  ClassName{    public void printNumber(){        int a;    }    // 其他代码}

2.成员变量:定义在类中,方法体之外。变量在创建对象时实例化。成员变量可被类中的方法、构造方法以及特定类的语句块访问。

public void  ClassName{    int a;    public void printNumber(){        // 其他代码    }}

3.类变量:定义在类中,方法体之外,但必须要有 static 来声明变量类型。静态成员属于整个类,可通过对象名或类名来调用。

public void  ClassName{    static int a;    public void printNumber(){        // 其他代码    }}

原文发布于微信公众号 - Java帮帮(javahelp)

原文发表时间:2017-12-10

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