【 JavaSE 】 类和对象
目录
前言
类和对象初步认知
类和类的实例化
类的实例化
类的成员
字段/属性/成员变量
方法
static 关键字
修饰属性
修饰方法
小总结
封装
private实现封装
getter和setter方法
构造方法
this关键字
认识代码块
什么是代码块
普通代码块
构造代码块
静态代码块
补充说明
toString方法
匿名对象
内容重点总结
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 {
field;//成员属性
method;//成员方法
}
// 实例化对象
<对象名> = new (); - 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