【 JavaSE 】类和对象

用户9645905

发布于 2022-11-30 08:13:43

4530

发布于 2022-11-30 08:13:43

文章被收录于专栏：Linux学习~

前言

本章主要讲解：

类的定义方式以及对象的实例化
类中的成员变量和成员方法的使用
对象的整个初始化过程

类和对象初步认知

C语言（面向过程）：

关注的是过程，分析出求解问题的步骤，通过函数调用逐步解决问题面向过程注重的是过程，在整个过程中所涉及的行为，就是功能

JAVA（面向对象）：

关注的是对象，将一件事情拆分成不同的对象，靠对象之间的交互完成面向对象注重的是对象，也就是参与过程所涉及到的主体，通过逻辑将一个个功能实现连接起来

举例：将大象放入冰箱

面向过程： 1.把冰箱打开 2. 把大象放入 3. 冰箱关起来面向对象：打开冰箱，储存，关闭都是对冰箱的操作，是冰箱的行为。冰箱就是一个对象，所以只要操作冰箱所具备的功能，都要定义在冰箱中

面向对象基本概念：

面向对象是思考问题的一种思考方式，是一种思想
类就是一类对象的统称；对象就是这一类具体化的一个实例
面向对象的好处：将复杂的事情变简单了，只要面对一个对象就行

简单来说：

面向对象就是用代码(类)描述客观世界的事物的一种方式，一个类主要包含一个事物的属性和行为

面向对象的重点：

找对象
创建对象
使用对象

类和类的实例化

定义：

类就是一类对象的统称；对象就是这一类具体化的一个实例

类比：

类相当于一个模板，对象是由模板产生的样本,故而,一个类可以产生无数的对象

类的声明：

类在 Java 中属于引用类型， Java 使用关键字 class 来声明类
注：声明一个类就是创建一个新的数据类型

基本语法：

// 创建类
class <class_name>{  
    field;//成员属性
    method;//成员方法
}
// 实例化对象
<class_name> <对象名> = new <class_name>();

注：

class为定义类的关键字；ClassName为类的名字；{}中为类的主体
类中的元素称为：成员属性；类中的函数称为：成员方法

示例：

class Person {
    public int age;//成员属性 实例变量
    public String name;
    public String sex;
    public void eat() {//成员方法
       System.out.println("吃饭!"); 
       int a=0；//局部变量（必须初始化） 
   }
    public void sleep() {
       System.out.println("睡觉!");  
   }
}

注意：此处写的方法不带 static 关键字

类的实例化

定义：

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化
类是模型，限定其中的成员有什么
类的实例化出的对象占用内存，存储类成员变量（内容）

示例：

class Person {
    public int age;//成员属性 实例变量
    public String name;
    public String sex;
    public void eat() {//成员方法
       System.out.println("吃饭!");  
   }
    public void sleep() {
       System.out.println("睡觉!");  
   }
}
public class Main{
 public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();//通过new实例化对象
        person.eat();//成员方法调用需要通过对象的引用调用
        person.sleep();
        //产生对象     实例化对象
        Person person2 = new Person();
        Person person3 = new Person();
 }
}
输出结果：
吃饭!
睡觉!

注意：

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
同一个类可以创建许多实例
对于实例化的对象以及该类中的类成员变量是保存在堆中

类的成员

成员类型包括：

字段、方法、代码块、内部类和接口等

字段/属性/成员变量

定义：

在类中, 但是方法外部定义的变量(字段/属性/成员变量三种称呼都可以)

示例：

class Person {
    public String name;   // 字段
    public int age;
}
class Test {
    public static void main(String[] args) {
    Person person = new Person();
        System.out.println(person.name);
        System.out.println(person.age);
   }
}
// 执行结果：
null
0

注意：

使用 . 访问对象的字段："访问" 既包含读, 也包含写
对于一个对象的字段如果没有显式设置初始值, 那么会被设置一个默认的初值

默认值规则

对于各种数字类型, 默认值为 0
对于 boolean 类型, 默认值为 false
对于引用类型(String, Array, 以及自定制类), 默认值为 null
对于 char 类型，默认值为 ‘\u0000’

注意：

null 在 Java 中为 "空引用", 表示不引用任何对象（类似于 C 语言中的空指针）如果对 null 进行 . 操作就会引发异常（非法访问）

方法

定义：

用于描述一个对象的行为

前文基本已经讲解过，这里提一下构造方法

构造方法：

在实例化对象的时候会被自动调用到的方法, 方法名字和类名相同, 用于对象的初始化虽然属性能就地初始化, 但是有些时候可能需要进行一些更复杂的初始化逻辑, 那么就可以使用构造方法（后面再讲）

static 关键字

修饰对象：

修饰属性
修饰方法
代码块
修饰类

修饰属性

Java静态属性和类相关, 和具体的实例无关：即同一个类的不同实例共用同一个静态属性

示例：

class TestDemo{
    public int a;
    public static int count;
}
public class Main{
    
 public static void main(String[] args) {
        TestDemo t1 = new TestDemo();
        t1.a++;
        TestDemo.count++;
        System.out.println(t1.a);
        System.out.println(TestDemo.count);
        System.out.println("============");
        TestDemo t2 = new TestDemo();
        t2.a++;
        TestDemo.count++;
        System.out.println(t2.a);
        System.out.println(TestDemo.count);
   }
}
输出结果：
1
1
============
1
2

注：count被static所修饰（存放在方法区），所有类共享。且不属于对象，访问方式为：类名 . 属性

修饰方法

任何方法使用 static 关键字称为静态方法

静态方法：

静态方法属于类，而不属于类的对象
可以直接调用静态方法，而无需创建类的实例
静态方法可以访问静态数据成员，并可以更改静态数据成员的值

示例：

class TestDemo{
    public int a;
    public static int count;
    
    public static void change() {
        count = 100;
        //a = 10; error 不可以访问非静态数据成员
   }
}
public class Main{
    public static void main(String[] args) {
        TestDemo.change()；//无需创建实例对象 就可以调用
        System.out.println(TestDemo.count);   
   }
}

输出结果：100

注意：

静态方法和实例无关, 而是和类相关
静态方法不能直接使用非静态数据成员或调用非静态方法(非静态数据成员和方法都是和实例相关的)
this和super两个关键字不能在静态上下文中使用(this 是当前实例的引用, super是当前实例父类实例的引用, 也是和当前实例相关)

实际中方法具体要不要带 static, 需要是情形而定（main 方法为 static 方法）

main如果是非静态的：

要使用 main 方法，就需要使用对象调用，那么我们就在 main 方法里创建对象并且调用好了，可是创建的对象在 main 方法里面（便会很矛盾）

如下：

class TestDemo{
    
    public void main(String[] args){
        TestDemo testDemo = new TestDemo();
        testDemo.main();
    }
}

小总结

class Person {
    public int age;//实例变量   存放在对象内
    public String name;//实例变量
    public String sex;//实例变量
    public static int count;//类变量也叫静态变量，编译时已经产生，属于类本身，且只有一份。存放在方法区
    public final int SIZE = 10;//被final修饰的叫常量，也属于对象。 被final修饰，后续不可更改
    public static final int  COUNT = 99;//静态的常量，属于类本身，只有一份 被final修饰，后续不可更
改
    //实例成员函数
    public void eat() {
       int a = 10;//局部变量
       System.out.println("eat()!");  
   }
    //实例成员函数
    public void sleep() {
       System.out.println("sleep()!");  
   }
    //静态成员函数
     public static void staticTest(){
         //不能访问非静态成员
        //sex = "man"; error
        System.out.println("StaticTest()");
     }
}
public class Main{
    public static void main(String[] args) {
        //产生对象 实例化对象
        Person person = new Person();//person为对象的引用
        System.out.println(person.age);//默认值为0
        System.out.println(person.name);//默认值为null
        //System.out.println(person.count);//会有警告!
        //正确访问方式：
        System.out.println(Person.count);
        System.out.println(Person.COUNT);
        Person.staticTest();
        //总结：所有被static所修饰的方法或者属性，全部不依赖于对象。
        person.eat();
        person.sleep();
 }
}

数据属性的内存布局：

封装

定义：

软件开发的本质就是对程序复杂程度的管理. 如果一个软件代码复杂程度太高, 那么就无法继续维护. 如何管理复杂程度? 封装就是最基本的方法

封装的本质：

让类的调用者不必太多的了解类的实现者是如何实现类的, 只要知道如何使用类就行了（降低了类使用者的学习和使用成本, 从而降低了复杂程度）

private实现封装

private/ public 关键字表示 "访问权限控制"

区别：

被 public 修饰的成员变量或者成员方法, 可以直接被类的调用者使用
被 private 修饰的成员变量或者成员方法, 不能被类的调用者使用（类的使用者不需要知道和关注）

直接使用 public

示例:

class Person {
 public String name = "张三";
 public int age = 18;
}
class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        System.out.println("我叫" + person.name + ", 今年" + person.age + "岁");
   }
}
// 执行结果
我叫张三, 今年18岁

注意：

这样的代码对于类的使用者(main方法的代码)必须要了解 Person 类内部的实现, 才能够使用这个类（学习成本高）
一旦类的实现者修改了代码(例如把 name 改成 myName), 那么类的使用者就需要大规模的修改自己的代码（维护成本较高）

private 封装属性/public 方法供类使用

示例：

class Person { 
 private String name = "张三"; 
 private int age = 18; 
 
 public void show() { 
 System.out.println("我叫" + name + ", 今年" + age + "岁"); 
 } 
} 
class Test { 
 public static void main(String[] args) { 
 Person person = new Person(); 
 person.show(); 
 } 
} 
// 执行结果
我叫张三, 今年18岁

注意：

private 不光能修饰字段, 也能修饰方法通常情况下我们会把字段设为 private 属性, 但是方法是否需要设为 public, 就需要视具体情形而定

getter和setter方法

定义：

使用 private 来修饰字段就无法直接使用这个字段了，需要依靠getter和setter方法间接使用 Getter 是获取这个属性，Setter 是修改这个属性

创造getter和setter方法：

在 IDEA 中可以使用 alt + insert (或者 alt + F12) 快速生成 setter / getter 方法在 VSCode 中可以使用鼠标右键菜单 -> 源代码操作中自动生成 setter / getter 方法

示例：

class Person { 
 private String name;//实例成员变量
 private int age; 
 
 public void setName(String name){ 
 //name = name;//不能这样写
 this.name = name;//this引用，表示调用该方法的对象
 } 
 public String getName(){ 
 return name; 
 } 
 
 public void show(){ 
 System.out.println("name: "+name+" age: "+age); 
 } 
} 
public static void main(String[] args) { 
 Person person = new Person(); 
 person.setName("caocao"); 
 String name = person.getName(); 
 System.out.println(name); 
 person.show(); 
} 
// 运行结果
caocao 
name: caocao age: 0

注意：

getName 即为 getter 方法, 表示获取这个成员的值；setName 即为 setter 方法, 表示设置这个成员的值
当set方法的形参名字和类中的成员属性的名字一样的时候，如果不使用this, 相当于自赋值. this 表示当前实例的引用
不是所有的字段都一定要提供 setter / getter 方法, 而是要根据实际情况决定提供哪种方法

构造方法

对于构造方法我们一直都有用到

new 执行过程：

为对象分配内存空间
调用对象的构造方法

当没有自己创建构造方法时，编译器会默认提供一个不带参数的构造方法

基本语法

构造方法是一种特殊方法, 使用关键字new实例化新对象时会被自动调用, 用于完成初始化操作

语法规则：

方法名称必须与类名称相同
构造方法没有返回值类型声明
每一个类中一定至少存在一个构造方法（没有明确定义，则系统自动生成一个无参构造）

注意：

如果类中没有提供任何的构造函数，那么编译器会默认生成一个不带有参数的构造函数
若类中定义了构造方法，则默认的无参构造将不再生成.
构造方法支持重载，规则和普通方法的重载一致

示例：

class Person { 
 
 private String name;//实例成员变量
 private int age; 
 private String sex; 
 //默认构造函数 构造对象 
 public Person() { 
 this.name = "caocao"; 
 this.age = 10; 
 this.sex = "男"; 
 } 
 //带有3个参数的构造函数
 public Person(String name,int age,String sex) { 
 this.name = name; 
 this.age = age; 
 this.sex = sex;
} 
 public void show(){ 
 System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" sex: "+sex); 
 } 
 
} 
public class Main{ 
 public static void main(String[] args) { 
 Person p1 = new Person();//调用不带参数的构造函数 如果程序没有提供会调用不带参数的构造函数
 p1.show(); 
 Person p2 = new Person("zhangfei",80,"男");//调用带有3个参数的构造函数
 p2.show(); 
 } 
} 
// 执行结果
name: caocao age: 10 sex: 男
name: zhangfei age: 80 sex: 男

this关键字

作用：this表示当前对象引用(注意不是当前对象)，可以借助 this 来访问对象的字段和方法

示例：

class Person { 
 private String name;//实例成员变量
 private int age; 
 private String sex; 
 
 //默认构造函数 构造对象
 public Person() { 
 //this调用构造函数
 this("xxx", 12, "man");//必须放在第一行进行显示
 } 
 
 //这两个构造函数之间的关系为重载
 public Person(String name,int age,String sex) { 
 this.name = name; 
 this.age = age; 
 this.sex = sex; 
 } 
 public void show() { 
 System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" sex: "+sex); 
 } 
} 
public class Main{ 
 public static void main(String[] args) { 
 Person person = new Person();//调用不带参数的构造函数
 person.show(); 
 } 
} 
// 执行结果
name: xxx age: 12 sex: man

在构造函数的内部可以使用this关键字，构造函数是用来构造对象的，对象还没有构造好，我们就使用了this，而这里的this代表的是当前对象的引用

从对象的形成角度：

对象的形成：为对象分配内存调用合适的构造方法使用 this 时已经完成了内存的分配，但并没有完成构造方法的调用，所以此时还不能说创建了对象，只是将对象分配了地址，也就是对象的引用

this 的用法：

this.成员变量：调用成员变量
this.成员方法：调用成员方法
this() ：调用其他的构造方法

注意：

使用 this() 调用构造函数，必须放在第一行
不能在静态方法中使用（静态方法不依赖对象，this使用需要对象）

认识代码块

字段的初始化方式有：

就地初始化
使用构造方法初始化
使用代码块初始化

什么是代码块

使用 {} 定义的一段代码

代码块分类：

普通代码块
构造块
静态块
同步代码块

普通代码块

定义：

定义在方法中的代码块（也叫本地代码块）

示例：

public class Main{ 
 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); 
 } 
}

构造代码块

定义：

定义在类中的代码块(不加修饰符)（也叫实例代码块），一般用于初始化实例成员变量

示例：

class Person{ 
 private String name;//实例成员变量
 private int age; 
 private String sex; 
 
 public Person() { 
 System.out.println("I am Person init()!"); 
 } 
 
 //实例代码块
 { 
 this.name = "xxx"; 
 this.age = 12; 
 this.sex = "man"; 
 System.out.println("I am instance init()!"); 
 } 
 
 public void show(){ 
 System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" sex: "+sex); 
 } 
 
} 
public class Main { 
 public static void main(String[] args) { 
 Person p1 = new Person(); 
 p1.show(); 
 } 
} 
// 运行结果
I am instance init()! 
I am Person init()! 
name: xxx age: 12 sex: man

注: 实例代码块优先于构造函数执行

静态代码块

定义：

使用static定义的代码块（定义在类中），一般用于初始化静态成员属性

示例：

class Person{ 
 private String name;//实例成员变量
 private int age; 
 private String sex; 
 private static int count = 0;//静态成员变量 由类共享数据 方法区
 
 public Person(){ 
 System.out.println("I am Person init()!"); 
 } 
 
 //实例代码块
 { 
 this.name = "bit"; 
 this.age = 12; 
 this.sex = "man"; 
 System.out.println("I am instance init()!"); 
 } 
 
 //静态代码块
 static { 
 count = 10;//只能访问静态数据成员 
 System.out.println("I am static init()!"); 
 } 
 
 public void show(){ 
 System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" sex: "+sex); 
 } 
 
} 
public class Main { 
 public static void main(String[] args) { 
 Person p1 = new Person(); 
 Person p2 = new Person();//静态代码块是否还会被执行？
 } 
}

注意：

静态代码块不管生成多少个对象，其只会执行一次，且是最先执行的
静态代码块执行完毕后, 实例代码块（构造块）执行，再然后是构造函数执行

补充说明

toString方法

作用：

在把对象的属性进行打印的时候，都自己实现了show函数，其实可以使用toString方法

定义：

toString 是 Object 类提供的方法, 我们自己创建的 Person 类默认继承自 Object 类, 可以重写 toString 方法实现我们自己版本的转换字符串方法

示例：

直接打印对象

class Person { 
 private String name; 
 private int age; 
 public Person(String name,int age) { 
 this.age = age; 
 this.name = name; 
 } 
 public void show() { 
 System.out.println("name:"+name+" " + "age:"+age); 
 } 
} 
public class Main { 
 public static void main(String[] args) { 
 Person person = new Person("caocao",19); 
 person.show(); 
 //我们发现这里打印的是一个地址的哈希值 原因：调用的是Object的toString方法
 System.out.println(person); 
 } 
} 
// 执行结果
name：caocao age：19 
Person@1c168e5

使用 toString 方法将对象转成字符串

将对象转成字符串这样的操作称为序列化

创建：

IDEA快速生成Object的toString方法快捷键：alt+f12(insert)

lass Person { 
 private String name; 
 private int age; 
 public Person(String name,int age) { 
 this.age = age; 
 this.name = name; 
 } 
 public void show() { 
 System.out.println("name:"+name+" " + "age:"+age); 
 } 
 //重写Object的toString方法
 @Override 
 public String toString() { 
 return "Person{" + 
 "name='" + name + '\'' + 
 ", age=" + age + 
 '}'; 
 } 
} 
public class Main { 
 public static void main(String[] args) {
Person person = new Person("caocao",19); 
 person.show(); 
 System.out.println(person); 
 } 
} 
// 执行结果
name：caocao age：19 
Person{name='caocao', age=19}

注：toString 方法会在 println 的时候被自动调用 @Override 在 Java 中称为 "注解", 此处的 @Override 表示下面实现的 toString 方法是重写了父类的方法

匿名对象

定义：

匿名只是表示没有名字的对象.，没有引用的对象称为匿名对象，匿名对象只能在创建对象时使用

使用：

如果一个对象只是用一次, 后面不需要用了, 可以考虑使用匿名对象

示例：

class Person { 
 private String name; 
 private int age; 
 public Person(String name,int age) { 
 this.age = age; 
 this.name = name; 
 } 
 public void show() { 
 System.out.println("name:"+name+" " + "age:"+age); 
 } 
} 
public class Main { 
 public static void main(String[] args) { 
 new Person("caocao",19).show();//通过匿名对象调用方法
 } 
} 
// 执行结果
name：caocao age：19

内容重点总结

一个类可以产生无数的对象，类就是模板，对象就是具体的实例
类中定义的属性，大概分为几类：类属性，对象属性。其中被static所修饰的数据属性称为类属性, static修饰的方法称为类方法，特点是不依赖于对象，我们只需要通过类名就可以调用其属性或者方法
静态代码块优先实例代码块执行，实例代码块优先构造函数执行
this关键字代表的是当前对象的引用，并不是当前对象

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字段/属性/成员变量

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修饰属性

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封装

private实现封装

getter和setter方法

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认识代码块

什么是代码块

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匿名对象

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