类和对象（Java）

一、面向对象的初步认知

1、什么是面向对象

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

2、面向对象与面向过程

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。

二、类和类的实例化

1、什么是类

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。

// 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。

2、类的实例化

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：PetDog类和Student类。它们都是类(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。

class Person{
    //成员变量/字段/属性
    public String name;
    public String sex;
    public int age;
    //成员方法
    public void show(String name,String sex,int age){
        System.out.println("姓名："+name+" 性别："+sex+" 年龄："+age);
    }
}

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();//实例化对象
        person.show("Sarah","女",18);//调用show方法
    }
}

一个类也能实例化多个对象！

class Person{
        //成员变量/字段/属性
        public String name;
        public String sex;
        public int age;
        //成员方法
        public void show(String name,String sex,int age){
            System.out.println("姓名："+name+" 性别："+sex+" 年龄："+age);
        }
}
 
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //实例化多个对象
        Person person1 = new Person();
        Person person2 = new Person();
        person1.show("Sarah","女",18);
    }
}

3、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

三、this引用

1、为什么要有this引用

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;

    public void setDay(int y, int m, int d) {
        year = y;
        month = m;
        day = d;
    }

    public void printDate() {
        System.out.println(year + "/" + month + "/" + day);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 构造三个日期类型的对象 d1 d2 d3
        Date d1 = new Date();
        Date d2 = new Date();
        Date d3 = new Date();
        // 对d1，d2，d3的日期设置
        d1.setDay(2020, 9, 15);
        d2.setDay(2020, 9, 16);
        d3.setDay(2020, 9, 17);
        // 打印日期中的内容
        d1.printDate();
        d2.printDate();
        d3.printDate();
    }
}

以上代码定义了一个日期类，然后main方法中创建了三个对象，并通过Date类中的成员方法对对象进行设置和打印，代码整体逻辑非常简单，没有任何问题。

但是：

1. 形参名不小心与成员变量名相同：
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函数如何知道打印的是那个对象的数据呢？

public void setDay(int year, int month, int day){
	year = year;
	month = month;
	day = day;
}

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、什么是this引用

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。

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    public void setDay(int year, int month, int day){
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
    }
    public void printDate(){
        System.out.println(this.year + "/" + this.month + "/" + this.day);
    }
}

注意：this引用的是调用成员方法的对象。

public static void main(String[] args) {
	Date d = new Date();
	d.setDay(2020,9,15);
	d.printDate();
}

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

四、对象的构造及初始化

1、如何初始化对象

通过前面知识点的学习知道，在Java方法内部定义一个局部变量时，必须要初始化，否则会编译失败。

public static void main(String[] args) {
	int a;
	System.out.println(a);
}

要让上述代码通过编译，非常简单，只需在正式使用a之前，给a设置一个初始值即可。如果是对象：

public static void main(String[] args) {
	Date d = new Date();
	d.printDate();
	d.setDate(2021,6,9);
	d.printDate();
}

需要调用之前写的SetDate方法才可以将具体的日期设置到对象中。

2、构造方法

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。

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
    }
}

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。

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)
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。
6. 构造方法中，可以通过this调用其他构造方法来简化代码
7. 绝大多数情况下使用public来修饰，特殊场景下会被private修饰(后序讲单例模式时会遇到)

五、封装

1、封装的概念

面向对象程序三大特性：封装、继承、多态。而类和对象阶段，主要研究的就是封装特性。何为封装呢？简单来说就是套壳屏蔽细节。

2、访问限定符

Java中主要通过类和访问权限来实现封装：类可以将数据以及封装数据的方法结合在一起，更符合人类对事物的认知，而访问权限用来控制方法或者字段能否直接在类外使用。Java中提供了四种访问限定符：

3、包

包是对类、接口等的封装机制的体现，是一种对类或者接口等的很好的组织方式，比如：
一个包中的类不想被其他包中的类使用。包还有一个重要的作用：在同一个工程中允许存在相同名称的类，只要处在不同的包中即可。

（1）、常见的包

1. java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后自动导入。
2. java.lang.reflect:java 反射编程包;
3. java.net:进行网络编程开发包。
4. java.sql:进行数据库开发的支持包。
5. java.util:是java提供的工具程序包。(集合类等) 非常重要
6. java.io:I/O编程开发包。

六、代码块

1、 代码块概念以及分类

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：

1. 普通代码块
2. 构造块
3. 静态块
4. 同步代码块

2、普通代码块

普通代码块：定义在方法中的代码块.

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);
	}
}

这种用法较少见

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。

public class Student {
    //实例成员变量
    private String name;
    private String gender;
    private int age;
    private String sex;
    private double score;

    public Student() {
        System.out.println("I am Student init()!");
    }

    //实例代码块
    {
        this.name = "bit";
        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) {
		Student stu = new Student();
		stu.show();
	}
}

运行结果

I am instance init()!
I am Student init()!
name: bit age: 12 sex: man

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。

注意事项

1. 静态代码块不管生成多少个对象，其只会执行一次
2. 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
3. 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)
4. 实例代码块只有在创建对象时才会执行