初学Java：类和对象

【本节目标】

• 掌握类的定义方式以及对象的实例化

• 掌握类中的成员变量和成员方法的使用

• 掌握对象的整个初始化过程

• 掌握封装特性

• 掌握代码块

• 掌握内部类

1. 面向对象的初步认知

1.1 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设计程序，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。

1.2 面向对象与面向过程

洗衣服

• 传统的洗衣服过程

  拿个盆 ——> 放水 ——> 放衣服 ——> 放洗衣粉 ——> 手搓 ——> 换水 ——> 放洗衣粉 ——> 手搓 ——> 拧开 ——> 晾衣服

  传统的方式：注重的是洗衣服的过程，少了一个环节可能都不行，而且不同衣服洗的方式，时间长度，拧干方式都不同，处理起来就比较麻烦。如果将来要洗鞋子，那就是另一种方式

  按照该种方式来写代码，将来扩展或者维护起来会比较麻烦

• 现代洗衣服过程

  总共有四个对象：衣服、洗衣粉、洗衣机、人

  整个洗衣服的过程:人将衣服放进洗衣机、倒入洗衣粉，启动洗衣机，洗衣机就会完成洗衣过程并且甩干整个过程主要是:衣服、洗衣粉、洗衣机四个对象之间交互完成的，人不需要关心洗衣机具体是如何洗衣服的，是如何甩干的

以面向对象方式来进行处理，就不关注洗衣服的过程，具体洗衣机是怎么来洗衣服，如何来甩干的，用户不用去关心，只需要将衣服放进洗衣机，倒入洗衣粉，启动开关即可，通过对象之间的交互来完成的

【注意】

面向过程和面向对象并不是一门语言，而是解决问题的方法，没有好坏之分，都有其专门的应用场景

2. 类定义和使用

面向对象程序设计关注的是对象，而对象是现实生活中的实体，比如：洗衣机。但是洗衣机计算机并不认识，需要开发人员告诉给计算机什么是洗衣机

2.1 简单认识类

类是用来描述一个实体(对象)的，主要描述该实体(对象)具有哪些属性(外观尺寸等)，哪些功能(用来干啥)，描述完成后计算机就可以识别了

比如：洗衣机，它是一个品牌，在Java中可以将其看成是一个类别
属性：产品品牌，型号，产品重量，外观尺寸，颜色...
功能：洗衣，烘干、定时....

2.2 类的定义格式

在Java中定义类时需要用到class关键字，具体语法如下

// 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，类中包含的内容称为类的成员

属性主要是用来描述类的，称之为类的成员属性或者类成员变量

方法主要说明类具有哪些功能，称为类的成员方法

class WashMachine{
	//成员变量
    public String brand; // 品牌
    public String type; // 型号
    public double weight; // 重量
    public double length; // 长
    public double width; // 宽
    public double height; // 高
    public String color; // 颜色
    
    //成员方法
    public void washClothes(){ // 洗衣服
    	System.out.println("洗衣功能");
	}

	public void dryClothes(){ // 脱水
		System.out.println("脱水功能");
	}

   	public void setTime(){ // 定时
    	System.out.println("定时功能");
	}
}

采用Java语言将洗衣机类在计算机中定义完成，经过Javac编译之后形成.class文件，在JVM的基础上计算机就可以识别了

注意事项

• 类名注意采用大驼峰定义
• 成员前写法统一为public，后面会详细解释
• 此处写的方法不带 static 关键字. 后面会详细解释

2.3 练习

2.3.1 定义一个狗类

class PetDog {
    // 狗的属性
    public String name;//名字
    public String color;//颜色
    
    // 狗的行为
    public void barks() {
    	System.out.println(name + ": 旺旺旺~~~");
    }
    public void wag() {
    	System.out.println(name + ": 摇尾巴~~~");
    }
}

2.3.2 定义一个学生类

public class Student{
    public String name;
    public String gender;
    public short age;
    public double score;
    public void DoClass(){}
    public void DoHomework(){}
    public void Exam(){}
}

注意事项

• 一般一个文件当中只定义一个类
• main方法所在的类一般要使用public修饰 (注意：Eclipse默认会在public修饰的类中找main方法)
• public修饰的类必须要和文件名相同
• 不要轻易去修改public修饰的类的名称，如果要修改，通过开发工具修改

3. 类的实例化

3.1 什么是实例化

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 PetDog {
    // 狗的属性
    public String name;//名字
    public String color;//颜色
    
    // 狗的行为
    public void barks() {
    	System.out.println(name + ": 旺旺旺~~~");
    }
    public void wag() {
    	System.out.println(name + ": 摇尾巴~~~");
    }
}

public class Main{
    public static void main(String[] args) {
        PetDog dogh = new PetDog(); //通过new实例化对象
        dogh.name = "阿黄";
        dogh.color = "黑黄";
        dogh.barks();
        dogh.wag();
        
        PetDog dogs = new PetDog();
        dogs.name = "阿黄";
        dogs.color = "黑黄";
        dogs.barks();
        dogs.wag();
    }
}
输出结果：
阿黄: 旺旺旺~~~
阿黄: 摇尾巴~~~
赛虎: 旺旺旺~~~
赛虎: 摇尾巴~~~

注意事项

• 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.
• 同一个类可以创建多个实例.

提醒

• 引用可以指向引用吗？

  Dog dog1 = new Dog();
  Dog dog2 = dog1;
  //dog1与dog2都是引用
  

  实际上dog2这个引用指向了dog1这个引用所指向的对象

• 一个引用能不能同时指向多个对象？

  Dog dog1 = new Dog();
  dog1 = new Dog();
  dog1 = new Dog();
  dog1 = new Dog();
  

  一个引用不可以同时指向多个对象，最终dog1这个引用只能存储一个对象的地址

• 引用指向一个null对象？

  Dog dog2 = null;
  

  引用不是指向一个null对象，而是dog2这个引用不指向任何对象

3.2 类和对象的说明

• 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.
• 类是一种自定义的类型，可以用来定义变量.
• 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
• 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

4. this引用

4.1 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，然后在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

• 问题1：形参名不小心与成员变量名相同

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

• 问题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？

4.2 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();
}

4.3 this引用的特性

• 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
• this只能在"成员方法"中使用
• 在"成员方法"中，this只能引用当前对象，不能再引用其他对象
• 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

4.4 this引用的作用

• this.成员变量：访问成员变量
• this.func()：访问当前的成员方法
• this()：调用当前类的构造方法

5. 对象的构造及初始化

5.1 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) {
    Date d = new Date();
    d.printDate();
    d.setDate(2021,6,9);
    d.printDate();
}

如果是对象：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。

通过上述例子发现两个问题：

1. 每次对象创建好后调用SetDate方法设置具体日期，比较麻烦，那对象该如何初始化？
2. 局部变量必须要初始化才能使用，为什么字段声明之后没有给值依然可以使用？

5.2 构造方法

5.2.1 概念

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

构造方法是特殊的方法，没有返回值，方法名和类名是一样的

构造方法至少有1个，也就是说，当你没有写任何的构造方法的时候，编译器/Java会自带一个不带参数的构造方法，对象的初始化一定会调用构造方法，实例化一个对象，会调用合适的构造方法

对象的产生简单来说一定会两步：

• 为对象分配内存
• 调用合适的构造方法

一旦这个类提供了任何一种构造方法，编译器都将不会再为你提供不带参数的构造方法

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

5.2.2 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
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)

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    
    // 无参构造方法
    public Date(){
        this.year = 1900;
        this.month = 1;
        this.day = 1;
    }
   
    // 带有三个参数的构造方法
    public Date(int year, int month, int day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
    }
    
    public void printDate(){
        System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Date d = new Date();
        d.printDate();
    }
}
//上述两个构造方法：名字相同，参数列表不同，因此构成了方法重载

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 ，一旦用户定义，编译器则不再生成

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    
    public void printDate(){
        System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
    }
   
    public static void main(String[] args) {
        Date d = new Date();
        d.printDate();
    }
}
//上述Date类中，没有定义任何构造方法，编译器会默认生成一个不带参数的构造方法

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    
    public Date(int year, int month, int day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
    }
   
    public void printDate(){
        System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
    }
   
    public static void main(String[] args) {
        // 如果编译器会生成，则生成的构造方法一定是无参的
        // 则此处创建对象是可以通过编译的
        // 但实际情况是：编译器报错
        Date d = new Date();
        d.printDate();
    }
} 
/*
Error:(26, 18) java: 无法将类 extend01.Date中的构造器 Date应用到给定类型;
	需要: int,int,int
    找到: 没有参数
    原因: 实际参数列表和形式参数列表长度不同
*/

6. 构造方法中，可以通过this调用其他构造方法来简化代码

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    
    // 无参构造方法--内部给各个成员赋值初始值，该部分功能与三个参数的构造方法重复
    // 此处可以在无参构造方法中通过this调用带有三个参数的构造方法
    // 但是this(1900,1,1);必须是构造方法中第一条语句
    public Date(){
        //System.out.println(year); 注释取消掉，编译会失败
        this(1900, 1, 1);
        //this.year = 1900;
        //this.month = 1;
        //this.day = 1;
    } 
    
    // 带有三个参数的构造方法
    public Date(int year, int month, int day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
    }
}

注意

• this(…)必须是构造方法中第一条语句
• 不能形成环

public Date(){
    this(1900,1,1);
}

public Date(int year, int month, int day) {
    this();
} 
/* 
无参构造器调用三个参数的构造器，而三个参数构造器有调用无参的构造器，形成构造器的递归调用
编译报错：Error:(19, 12) java: 递归构造器调用
*/

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)

5.3 默认初始化

为什么局部变量在使用时必须要初始化，而成员变量可以不用呢

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    public Date(int year, int month, int day) {
        // 成员变量在定义时，并没有给初始值, 为什么就可以使用呢？
        System.out.println(this.year);
        System.out.println(this.month);
        System.out.println(this.day);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        // 此处a没有初始化，编译时报错：
        // Error:(24, 28) java: 可能尚未初始化变量a
        // int a;
        // System.out.println(a);
        
        Date d = new Date(2021,6,9);
    }
}

要搞清楚这个过程，就需要知道 new 关键字背后所发生的一些事情

Date d = new Date(2021,6,9);

在程序层面只是简单的一条语句，在JVM层面需要做好多事情，下面简单介绍下：

• 检测对象对应的类是否加载了，如果没有加载则加载
• 为对象分配内存空间
• 处理并发安全问题 -->比如：多个线程同时申请对象，JVM要保证给对象分配的空间不冲突
• 初始化所分配的空间，即：对象空间被申请好之后，对象中包含的成员已经设置好了初始值
• 设置对象头信息(关于对象内存模型后面会介绍)
• 调用构造方法，给对象中各个成员赋值

5.4 就地初始化

在声明成员变量时，就直接给出了初始值

public class Date {
    public int year = 1900;
    public int month = 1;
    public int day = 1;
    
    public Date(){
    }
    
    public Date(int year, int month, int day) {
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Date d1 = new Date(2021,6,9);//1900-1-1
        Date d2 = new Date();//1900-1-1
    }
}

注意：代码编译完成后，编译器会将所有给成员初始化的这些语句添加到各个构造函数中

6. 封装

6.1 封装的概念

面向对象程序三大特性：封装、继承、多态

类和对象阶段，主要研究的就是封装特性

• 封装简单来说就是套壳屏蔽细节

• 封装就是将类的细节进行了隐藏，对外只提供一些开放的接口

比如：对于电脑这样一个复杂的设备，提供给用户的就只是：开关机、通过键盘输入，显示器，USB插孔等，让用户来和计算机进行交互，完成日常事务，但实际上：电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件 ，对于计算机使用者而言，不用关心内部核心部件，比如主板上线路是如何布局的，CPU内部是如何设计的等，用户只需要知道，怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可，因此计算机厂商在出厂时，在外部套上壳子，将内部实现细节隐藏起来，仅仅对外提供开关机、鼠标以及键盘插孔等，让用户可以与计算机进行交互即可

封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互

6.2 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：

No	范围	private	default	protected	public
1	同一包中的同一类	√	√	√	√
2	同一包中的不同类		√	√	√
3	不同包中的子类			√	√
4	不同包中的非子类				√

比如

• public：可以理解为一个人的外貌特征，谁都可以看得到
• default: 对于自己家族中(同一个包中)不是什么秘密，对于其他人来说就是隐私了
• private：只有自己知道，其他人都不知道

说明

• protected主要是用在继承中，继承部分详细介绍

• default权限指：什么都不写时的默认权限

• 访问权限除了可以限定类中成员的可见性，也可以控制类的可见性

public class Computer {
    private String cpu; // cpu
    private String memory; // 内存
    
    public String screen; // 屏幕
    
    String brand; // 品牌---->default属性
    
    public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {
        this.brand = brand;
        this.cpu = cpu;
        this.memory = memory;
        this.screen = screen;
    }
    
    public void Boot(){
        System.out.println("开机~~~");
    }
    public void PowerOff(){
        System.out.println("关机~~~");
    }
    public void SurfInternet(){
        System.out.println("上网~~~");
    }
}

public class TestComputer {
    public static void main(String[] args) {
        Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14");
        System.out.println(p.brand); // default属性：只能被本包中类访问
        System.out.println(p.screen); // public属性： 可以任何其他类访问
        // System.out.println(p.cpu); // private属性：只能在Computer类中访问，不能被其他类访问
    }
}

注意：一般情况下成员变量设置为private，成员方法设置为public

6.3 封装扩展之包

6.3.1 包的概念

在面向对象体系中，提出了一个软件包的概念，即：为了更好的管理类，把多个类收集在一起成为一组，称为软件包

有点类似于目录。比如：为了更好的管理电脑中的歌曲，一种好的方式就是将相同属性的歌曲放在相同文件下，也可以对某个文件夹下的音乐进行更详细的分类

在Java中也引入了包，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

6.3.2 导入包中的类

Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用

例如Date类：可以使用 java.util.Date 导入java.util这个包中的 Date类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        java.util.Date date = new java.util.Date();
        // 得到一个毫秒级别的时间戳
        System.out.println(date.getTime());
    }
}

但是这种写法比较麻烦一些, 可以使用 import语句导入包

import java.util.Date;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
        // 得到一个毫秒级别的时间戳
        System.out.println(date.getTime());
    }
}

如果需要使用java.util中的其他类, 可以使用 import java.util.*

import java.util.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
        // 得到一个毫秒级别的时间戳
        System.out.println(date.getTime());
    }
}

但是我们更建议显式的指定要导入的类名，否则还是容易出现冲突的情况

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // util 和 sql 中都存在一个 Date 这样的类, 此时就会出现歧义, 编译出错
        Date date = new Date();
        System.out.println(date.getTime());
    }
} 

// 编译出错
Error:(5, 9) java: 对Date的引用不明确
    java.sql 中的类 java.sql.Date 和 java.util 中的类 java.util.Date 都匹配

在这种情况下需要使用完整的类名

import java.util.*;
import java.sql.*;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        java.util.Date date = new java.util.Date();
        System.out.println(date.getTime());
    }
}

可以使用import static导入包中静态的方法和字段

import static java.lang.Math.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        double x = 30;
        double y = 40;
        // 静态导入的方式写起来更方便一些.
        // double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));
        double result = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));
        System.out.println(result);
    }
}

注意事项: import 和 C++ 的 #include 差别很大. C++ 必须 #include来引入其他文件内容, 但是 Java 不需要. import 只是为了写代码的时候更方便. import 更类似于 C++ 的 namespace 和 using

6.3.3 自定义包

基本规则

• 在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中.
• 包名需要尽量指定成唯一的名字, 通常会用公司的域名的颠倒形式(例如 com.bit.demo1 ).
• 包名要和代码路径相匹配. 例如创建 com.bit.demo1 的包, 那么会存在一个对应的路径 com/bit/demo1 来存储代码.
• 如果一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中

6.3.4 包的访问权限控制举例

Computer类位于com.bit.demo1包中，TestComputer位置com.bit.demo2包中

package com.bit.demo1;

public class Computer {
    private String cpu; // cpu
    private String memory; // 内存
    public String screen; // 屏幕
    String brand; // 品牌
    public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {
        this.brand = brand;
        this.cpu = cpu;
        this.memory = memory;
        this.screen = screen;
    }
   
    public void Boot(){
        System.out.println("开机~~~");
    }
    public void PowerOff(){
        System.out.println("关机~~~");
    }
    public void SurfInternet(){
        System.out.println("上网~~~");
    }
}    


//
package com.bit.demo2;
import com.bite.demo1.Computer;
public class TestComputer {
    public static void main(String[] args) {
        Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14");
        System.out.println(p.screen);
        // System.out.println(p.cpu); // 报错：cpu是私有的，不允许被其他类访问
        // System.out.println(p.brand); // 报错：brand是default，不允许被其他包中的类访问
    }
} 
// 注意：如果去掉Computer类之前的public修饰符，代码也会编译失败

6.3.5 常见的包

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

7. static成员

7.1 再谈学生类

使用前文中介绍的学生类实例化三个对象s1、s2、s3，每个对象都有自己特有的名字、性别，年龄，学分绩点等成员信息，这些信息就是对不同学生来进行描述的，如下所示

public class Student{
    // ...
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("Li leilei", "男", 18, 3.8);
        Student s2 = new Student("Han MeiMei", "女", 19, 4.0);
        Student s3 = new Student("Jim", "男", 18, 2.6);
    }
}

假设三个同学是同一个班的，那么他们上课肯定是在同一个教室，那既然在同一个教室，那能否给类中再加一个成员变量，来保存同学上课时的教室呢？答案是不行的

之前在Student类中定义的成员变量，每个对象中都会包含一份(称之为实例变量)，因为需要使用这些信息来描述具体的学生。而现在要表示学生上课的教室，这个教室的属性并不需要每个学生对象中都存储一份，而是需要让所有的学生来共享。在Java中，被static修饰的成员，称之为静态成员，也可以称为类成员，其不属于某个具体的对象，是所有对象所共享的

【总结】

类的成员变量有两种：

• 静态成员变量
  • 属于类的，不属于对象的
  • 类名+点号来访问静态成员变量（这样是合理的，如果采用对象来访问，是不合理的）
  • 静态的成员变量随着类被加载而创建，类被销毁而销毁
• 非静态成员变量/普通成员变量
  • 属于对象的，每实例化一个对象，都会有一个对应的非静态成员变量，每个对象都有
  • 对应的引用+点号来访问

7.2 static修饰成员变量

static修饰的成员变量，称为静态成员变量

静态成员变量最大的特性：不属于某个具体的对象，是所有对象所共享的

静态成员变量特性

• 不属于某个具体的对象，是类的属性，所有对象共享的，不存储在某个对象的空间中
• 既可以通过对象访问，也可以通过类名访问，但一般更推荐使用类名访问
• 类变量存储在方法区当中
• 生命周期伴随类的一生(即：随类的加载而创建，随类的卸载而销毁)

public class Student{
    public String name;
    public String gender;
    public int age;
    public double score;
    
    public static String classRoom = "Bit306";
    // ...
    
    public static void main(String[] args) {
        // 静态成员变量可以直接通过类名访问
        System.out.println(Student.classRoom);
        
        Student s1 = new Student("Li leilei", "男", 18, 3.8);
        Student s2 = new Student("Han MeiMei", "女", 19, 4.0);
        Student s3 = new Student("Jim", "男", 18, 2.6);
        
        // 也可以通过对象访问：但是classRoom是三个对象共享的
        System.out.println(s1.classRoom);
        System.out.println(s2.classRoom);
        System.out.println(s3.classRoom);
    }
}

以调试方式运行上述代码，然后在监视窗口中可以看到，静态成员变量并没有存储到某个具体的对象中

7.3 static修饰成员方法

一般类中的成员变量都设置为private，而成员方法设置为public，那设置之后，Student类中classRoom属性如何在类外访问呢，即static属性应该如何访问呢

public class Student{
    private String name;
    private String gender;
    private int age;
    private double score;
    private static String classRoom = "Bit306";
    // ...
}

public class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Student.classRoom);
    }
} 
//编译失败：
Error:(10, 35) java: classRoom 在 extend01.Student 中是 private 访问控制

Java中，被static修饰的成员方法称为静态成员方法，是类的方法，不是某个对象所特有的

静态成员一般是通过静态方法来访问的

public class Student{
    // ...
    private static String classRoom = "Bit306";
    // ...
    public static String getClassRoom(){
        return classRoom;
    }
}
public class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Student.getClassRoom());
    }
}
输出：Bit306

静态方法特性

• 不属于某个具体的对象，是类方法
• 可以通过对象调用，也可以通过类名.静态方法名(…)方式调用，更推荐使用后者
• 不能在静态方法中访问任何非静态成员变量

public static String getClassRoom(){
    System.out.println(this);
    return classRoom;
} 
// 编译失败：Error:(35, 28) java: 无法从静态上下文中引用非静态变量 this

public static String getClassRoom(){
    age += 1;
    return classRoom;
} 
// 编译失败：Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态变量 age

• 静态方法中不能调用任何非静态方法，因为非静态方法有this参数，在静态方法中调用时候无法传递this引用

public static String getClassRoom(){
    doClass();
    return classRoom;
} 
// 编译报错：Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态 方法 doClass()

• 静态方法无法重写，不能用来实现多态(后序多态位置详细讲解)

7.4 static成员变量初始化

注意：静态成员变量一般不会放在构造方法中来初始化，构造方法中初始化的是与对象相关的实例属性

静态成员变量的初始化分为两种：就地初始化 和 静态代码块初始化

• 就地初始化：在定义时直接给出初始值

public class Student{
    private String name;
    private String gender;
    private int age;
    private double score;
    private static String classRoom = "Bit306";
    // ...
}

• **静态代码块初始化 **：下文

8. 代码块

8.1 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 ： 普通代码块、构造块、静态块、同步代码块（后续讲解多线程部分再谈）

8.2 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);
    }
} 
// 执行结果
//x1 = 10
//x2 = 100

8.3 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 double score;
    public Student() {
        System.out.println("I am Student init()!");
    } 
    //实例代码块
    
    {
        this.name = "bit";
        this.age = 12;
        this.gender = "man";
        System.out.println("I am instance init()!");
    }
    
    
    public void show(){
        System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" sex: "+gender);
    }
}

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

8.4 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

public class Student{
    private String name;
    private String gender;
    private int age;
    private double score;
    private static String classRoom;
    //实例代码块
    {
        this.name = "bit";
        this.age = 12;
        this.gender = "man";
        System.out.println("I am instance init()!");
    } 

    // 静态代码块
    static {
        classRoom = "bit306";
        System.out.println("I am static init()!");
    }
   
    public Student(){
        System.out.println("I am Student init()!");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student();
        Student s2 = new Student();
    }
}

注意事项

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

9. 内部类

当一个事物的内部，还有一个部分需要一个完整的结构进行描述，而这个内部的完整的结构又只为外部事物提供服务，那么这个内部的完整结构最好使用内部类

在 Java 中，可以将一个类定义在另一个类或者一个方法的内部，前者称为内部类，后者称为外部类。内部类也是封装的一种体现

public class OutClass {
    class InnerClass{
    }
} 
// OutClass是外部类
// InnerClass是内部类

注意事项

1. 定义在class 类名{}花括号外部的，即使是在一个文件里，都不能称为内部类

public class A{
    
}
class B{
    
} 
// A 和 B是两个独立的类，彼此之前没有关系

2. 内部类和外部类共用同一个Java源文件，但是经过编译之后，内部类会形成单独的字节码文件

内部类的分类

先来看下，内部类都可以在一个类的那些位置进行定义

public class OutClass {
    // 成员位置定义：未被static修饰 --->实例内部类
    public class InnerClass1{
    } 
    // 成员位置定义：被static修饰 ---> 静态内部类
    static class InnerClass2{

    }
    public void method(){
        // 方法中也可以定义内部类 ---> 局部内部类：几乎不用
        class InnerClass5{
        }
    }
}

根据内部类定义的位置不同，一般可以分为以下几种形式 :

• 成员内部类(普通内部类：未被static修饰的成员内部类 和 静态内部类：被static修饰的成员内部类)
• 局部内部类(不谈修饰符)、匿名内部类

注意：内部类其实日常开发中使用并不是非常多，大家在看一些库中的代码时候可能会遇到的比较多，日常开发中使用最多的是匿名内部类

9.1 内部类

在外部类中，内部类定义位置与外部类成员所处的位置相同，因此称为成员内部类

9.1.1 实例内部类

即未被static修饰的成员内部类

class OuterClass {
    public int data1 = 1;
    private int data2 = 2;
    public static int data3 = 3;

    class InnerClass {
        public int data1 = 11;
        public int data4 = 4;
        private int data5 = 5;
        //public static int data6 = 6;
        //报错
        //常量是在编译的时候确定的
        public static final int data6 = 6;
        public void test() {
            System.out.println(data1);//11
            System.out.println(this.data1);//11
            System.out.println(OuterClass.this.data1);//1
            //实例内部类中包含了两个this，一个是外部类的this，一个是实例内部自己的this

            System.out.println("test()");
        }
    }
    public void func() {
        InnerClass innerClass = new InnerClass();
        innerClass.test();
    }

}

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        OuterClass out = new OuterClass();
        out.func();

        OuterClass.InnerClass innerClass = out.new InnerClass();
        OuterClass.InnerClass innerClass1 = new OuterClass().new InnerClass();
        innerClass.test();
    }
}

注意事项

1. 外部类中的任何成员都可以在实例内部类方法中直接访问
2. 实例内部类所处的位置与外部类成员位置相同，因此也受public、private等访问限定符的约束
3. 在实例内部类方法中访问同名的成员时，优先访问自己的，如果要访问外部类同名的成员，必须：外部类名称.this.同名成员来访问
4. 实例内部类对象必须在先有外部类对象前提下才能创建
5. 实例内部类的非静态方法中包含了一个指向外部类对象的引用
6. 外部类中，不能直接访问实例内部类中的成员，如果要访问必须先要创建内部类的对象

9.1.2 静态内部类

被static修饰的内部成员类称为静态内部类

class OuterClass {
    public int data1 = 1;
    private int data2 = 2;
    public static int data3 = 3;

    static class InnerClass {
        public int data4 = 4;
        private int data5 = 5;
        public static int data6 = 6;

        public void test() {
            OuterClass outerClass = new OuterClass();
            System.out.println(outerClass.data1);
            System.out.println(outerClass.data2);
            System.out.println(data3);
            System.out.println(data4);
            System.out.println(data5);
            System.out.println(data6);
        }
    }
    public void func() {
        InnerClass innerClass = new InnerClass();
        innerClass.test();
    }

}



public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        OuterClass.InnerClass innerClass = new OuterClass.InnerClass();
        innerClass.test();
        OuterClass outerClass = new OuterClass();
        outerClass.func();
    }

}

注意事项

• 在静态内部类中只能访问外部类中的静态成员，不可以直接访问外部类对象的非静态成员变量，因为外部类对象的成员依赖外部类对象
• 创建静态内部类对象时，不需要先创建外部类对象

9.2 局部内部类

定义在外部类的方法体或者{}中，该种内部类只能在其定义的位置使用，一般使用的非常少，此处简单了解下语法格式

public class OutClass {
    int a = 10;
    public void method(){
        int b = 10;
        // 局部内部类：定义在方法体内部
        // 不能被public、static等访问限定符修饰
        class InnerClass{
            public void methodInnerClass(){
                System.out.println(a);
                System.out.println(b);
            }
        }
        // 只能在该方法体内部使用，其他位置都不能用
        InnerClass innerClass = new InnerClass();
        innerClass.methodInnerClass();
    }
    public static void main(String[] args) {
        // OutClass.InnerClass innerClass = null; 编译失败
    }
}

9.3 匿名内部类

9.3.1 匿名对象

public class Test3 {
    public void func() {
        System.out.println("func()");
    }
    public static void main(String[] args) {
        Test3 test3 = new Test3();
        test3.func();
        test3.func();

        new Test3().func();//匿名对象
    }
}

如果以后的场景是使用一次对象，那么就使用匿名对象

9.3.2 匿名内部类

interface InterfaceA {
    void func();
}

class TestA implements InterfaceA{

    @Override
    public void func() {
        System.out.println("我是重写的funcA方法");
    }
}
public class Test3 {

    public static void main(String[] args) {
        TestA testA = new TestA();
        System.out.println("-----------");
        InterfaceA interfaceA = new InterfaceA() {
            @Override
            public void func() {
                System.out.println("哈哈哈，不懂了吧！");
            }
        };//匿名内部类
        //这部分可以看做是一个类，实现了一个接口，并且重写了接口当中的方法

        interfaceA.func();
        
        new InterfaceA() {
        	@Override
            public void func() {
                System.out.println("哈哈哈，不懂了吧！");
            }
        }.func();
        //上述写法也可以
    }

}

10. 对象的打印

public class Person {
    String name;
    String gender;
    int age;
    public Person(String name, String gender, int age) {
        this.name = name;
        this.gender = gender;
        this.age = age;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("Jim","男", 18);
        System.out.println(person);
    }
} 
// 打印结果：day20210829.Person@1b6d3586

如果想要默认打印对象中的属性该如何处理呢？答案：重写toString方法即可

public class Person {
    String name;
    String gender;
    int age;
    public Person(String name, String gender, int age) {
        this.name = name;
        this.gender = gender;
        this.age = age;
    } 
    @Override
    public String toString() {
        return "[" + name + "," + gender + "," + age + "]";
    }
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("Jim","男", 18);
        System.out.println(person);
    }
} 
// 输出结果：[Jim,男,18]