Java面向对象是人人都会的基础？来看看你掌握的怎么样
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第5章 面向对象进阶
在前面的章节中我们学习了面向对象思想的基本概念，对面向对象的三大特征（封装、继承和多态）都做了详细的阐述，相信大家对这些概念已经有了一定的理解和掌握。面向对象更重要的是理解其编程思想，具备把程序模块化成对象的能力，思想的建立需要不断地思考，勤加练习，本章我们继续学习面向对象的高级部分。
5.1 Object类
5.1.1 认识Object类
Java是通过类来构建代码结构的，类分为两种：一种是Java提供的，无需开发者自定义，可直接调用；另外一种是由开发者根据不同的业务需求自定义的类。所以我们写的Java程序，其实就是由Java提供的类和自定义的类组成的，打开Eclipse，在JRESystem Library中存放的就是Java提供的类，开发者自定义的类存放在src目录下，如图5-1和图5-2所示。
图5-1
图5-2
JRE SystemLibrary中的类全部是编译之后的字节码文件，即class格式的文件，我们可以看到源码，但是不能修改，如图5-3所示。
图5-3
Object就是Java提供的一个类，位于java.lang包中，该类是所有类的直接父类或间接父类。无论是Java提供的类，还是开发者自定义的类，都是Object的直接子类或间接子类。或者说Java中的每一个类都是Object的后代，Object是所有类的祖先。一个类在定义时如果不通过extends指定其直接父类，系统就会自动为该类继承Object类，Object类的源码如代码5-1所示。
代码5-1：public class Object {
private static native void registerNatives();
static {
registerNatives();
}
public final native Class<?> getClass();
public native int hashCode();
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
public String toString() {
return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}
public final native void notify();
public final native void notifyAll();
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException {
if (timeout < 0) {
throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
}
if (nanos < 0 || nanos > 999999) {
throw new IllegalArgumentException(
"nanosecond timeout value out of range");
}
if (nanos > 0) {
timeout++;
}
wait(timeout);
}
public final void wait() throws InterruptedException {
wait(0);
}
protected void finalize() throws Throwable { }
}可以看到Object类中提供了很多用public和protected修饰的方法，子类是可以直接继承这些方法的，即Java中的任何一个类，都可以调用Object类中的public和protected方法，当然private是不能调用的，如图5-4所示。
图5-4
5.1.2 重写Object类的方法
上一节我们介绍了Object是所有类的父类，每一个类都可以直接继承Object类的非私有方法，实例化对象可以直接调用这些方法。但是通常情况下不会直接调用这些方法，而是需要对它们进行重写，因为父类中统一的方法并不能适用于所有的子类。就像老爹房子的装修风格是老爹喜欢的，儿子们审美各有不同，老爹的房子并不能满足他们的需求，所以儿子们会把房子的旧装修覆盖掉，重新装修以适应他们的需求。这种方式是多态的一种体现，父类信息通过不同的子类呈现出不同的形态，接下来我们就一起看看Object类经常被子类所重写的那些方法，如表5-1所示。
先来看看这3个方法的具体实现，toString()方法的实现如图5-5所示。
图5-5
原生的toString()方法会返回对象的类名以及散列值，直接打印对象默认调用toString()方法，如代码5-2所示。
代码5-2：public class Test {
public static void main(String[] args) {
People people = new People();
people.setId(1);
people.setName("张三");
people.setAge(22);
people.setGender('男');
System.out.println(people);
}
}程序的运行结果如图5-6所示。
图5-6
但是在实际开发中返回这样的信息意义不大，我们更希望看到的是对象的属性值，而非它的内存地址，所以我们需要对toString()方法进行重写，如代码5-3所示。
代码5-3：public class People {
……
@Override
public String toString() {
return "People [id=" + id + ", name=" + name + ", age=" + age + ", gender=" + gender + "]";
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
People people = new People();
people.setId(1);
people.setName("张三");
people.setAge(22);
people.setGender('男');
System.out.println(people);
}
}程序的运行结果如图5-7所示。
图5-7
equals()方法的实现如图5-8所示。
图5-8
通过内存地址对两个对象进行判断，即两个对象的引用必须指向同一块内存程序才会认为它们相等，但是在不同的场景下，这种方式不见得都适用。比如两个字符串“String str1 = new String(“Hello”);”和“String str2 = new String( “Hello”);”，虽然str1和str2是两个完全不同的对象，但是它们的值是相等的，就可以认为这两个字符串相等。我们需要对equals()方法进行重写，String类已经完成了重写的工作，直接使用即可，重写的代码如代码5-4所示。
代码5-4：public boolean equals(Object anObject) {
if (this == anObject) {
return true;
}
if (anObject instanceof String) {
String anotherString = (String)anObject;
int n = value.length;
if (n == anotherString.value.length) {
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int i = 0;
while (n-- != 0) {
if (v1[i] != v2[i])
return false;
i++;
}
return true;
}
}
return false;
}你可以看到String类中对equals()方法的重写，是将两个字符串中的每一个字符依次取出进行比对，如果所有字符完全相等，则认为两个对象相等，否则不相等，字符串比较的过程如代码5-5所示。
代码5-5：public class Test {
public static void main(String[] args) {
String str1 = new String("Hello");
String str2 = new String("Hello");
System.out.println(str1.equals(str2));
}
}程序的运行结果如图5-9所示。
图5-9
自定义类也可以根据需求对equals()方法进行重写，如我们定义一个People类，创建该类的实例化对象，认为只要成员变量的值都相等就是同一个人，用程序的语言来表述就是两个对象相等，但是如果直接调用equals()方法进行比较，结果却并不是我们所预期的，如代码5-6所示。
代码5-6：public class People {
private int id;
private String name;
private int age;
private char gender;
//getter、setter方法
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
People people = new People();
people.setId(1);
people.setName("张三");
people.setAge(22);
people.setGender('男');
People people2 = new People();
people2.setId(1);
people2.setName("张三");
people2.setAge(22);
people2.setGender('男');
System.out.println(people.equals(people2));
}
}程序的运行结果如图5-10所示。
图5-10
现在对People类继承自Object类的equals()方法进行重写，如果两个对象的成员变量值都相等，则它们就是同一个对象，具体实现如代码5-7所示。
代码5-7：public class People {
@Override
public boolean equals(Object obj) {
// TODO Auto-generated method stub
People people = (People) obj;
if(people.getId() == this.id && people.getName().equals(this.name) && people.getGender() == this.gender && people.getAge() == this.age){
return true;
}
return false;
}
}再次运行程序，结果如图5-11所示。
图5-11
hashCode()方法如图5-12所示。该方法返回一个对象的散列值，这个值是由对象的内存地址结合对象内部信息得出的，任何两个对象的内存地址肯定是不一样的。但是在上面举的例子中，我们认为如果两个People对象的成员变量值都相等，就是同一个对象，那么它们的散列值也应该相等，如果直接调用父类的hashCode()方法，两个对象的散列值是不相等的，如代码5-8所示。
图5-12
代码5-8：public class Test {
public static void main(String[] args) {
People people = new People();
people.setId(1);
people.setName("张三");
people.setAge(22);
people.setGender('男');
People people2 = new People();
people2.setId(1);
people2.setName("张三");
people2.setAge(22);
people2.setGender('男');
System.out.println(people.hashCode());
System.out.println(people2.hashCode());
}
}程序的运行结果如图5-13所示。
图5-13
现在对People的hashCode()方法进行重写，将id*name*age*gender的值作为结果返回，name是字符串类型，值相等散列值就相等，具体实现如代码5-9所示。
代码5-9：public class People {
……
@Override
public int hashCode() {
return this.id*this.name.hashCode()*this.age*this.gender;
}
}再次运行程序，结果如图5-14所示。
图5-14
如此一来，成员变量值都相等的两个People对象，散列值也是相等的