Java学习之旅第二季-1：类与对象-优快云博客

1.1 专栏介绍

主要内容

Java学习之旅的第二季主要涉及Java中面向对象的语法，涉及到众多关键字及理论点，是进一步学习Java的基础。

适合人群

计算机相关专业的在校大学生

学习目标

理解类与对象的概念和关系、掌握类的声明与对象的创建、掌握属性的声明与访问、掌握方法的声明与调用、理解方法的传参方式、掌握构造方法的声明与调用、理解类的继承及实现语法、理解抽象类与接口以及如何使用、掌握方法重载与重写的语法、掌握密封类的使用语法、掌握内部类的声明与使用、理解枚举的特点及使用语法、理解记录的特点及使用语法、理解OOP的特征

开发环境

本专栏中的开发环境为：Windows 11专业版，Oracle JDK 25， IntelliJ IDEA 2025.2.2 (Community Edition)

1.2 面向对象编程

面向对象编程（Object-Oriented Programming），简称 OOP，是当今占主导地位的编程范式，已经取代了 20 世纪 70 年代开发的“结构化”或过程式编程技术。由于 Java 是面向对象的，所以要熟练使用 Java，就必须熟悉面向对象编程。

面向对象编程以类或对象作为组织代码的基本单元，并将封装、抽象、继承、多态四个特性，作为代码设计和实现的基石。

传统的结构化编程包括设计一组过程（或算法）来解决问题。一旦确定了这些过程，传统上的下一步就是找到合适的方式来存储数据。这是为何Pascal语言的设计者尼古拉斯·沃斯（Niklaus Wirth）将其著名的编程著作命名为《算法 + 数据结构 = 程序》的原因。在沃斯的书名中，算法排在首位，数据结构排在其次。这反映了当时程序员的工作方式。首先，他们确定处理数据的程序；然后，他们决定对数据施加何种结构以使处理更简便。而面向对象编程则颠倒了这一顺序：先考虑数据，然后考虑用于操作数据的算法。对于较小的问题，将它们分解成一系列步骤的方法效果非常好。但是对于较为复杂的问题，使用对象的方法更为合适。

使用面向对象编程时对象之间相互通信，并且作为它们交互的结果计算出有用的结果

1.3 类与对象的概念与关系

人类认识世界首先是具体的个体，随后会对相同特征和行为的个体进行分类，比如：动物、植物。

同样的，Java语言将分类的概念抽取成类，将其特征和行为就使用为类的属性和方法表示。

而类的具体个体则称之为对象或实例

Java中除了类之外，还有接口、枚举、记录、注解等可以独立存在的语法形式，后续会一一介绍。

类与对象的关系都是是怎么样的呢？

类(Class)是模板，对象(Object)就是模板的具体实现，对象也称为实例(Instance)

下面的示意图中，左边的Car就是小汽车的模板，通过模板就能创建很多不同的小汽车对象，比如右边的Audi、NIssan、Volvo等。

如何用面向对象的思维来描述世界呢？下面有一张图。

第一步：发现类

世界上有形形色色的动物，人类通过观察和研究，发现有一些动物具有相同的特征（主要是生物学特征），就将其归类为某种动物，如上图中的狗。一旦归类之后，就可以抽象出类的概念。比如上图中的动物可以成为"狗"类。

第二步：发现类的属性

如果想对狗进行描述，就可以找出它们公共的特征。如：品种、毛色等。这些可以作为类的属性。

第三步：发现类的方法

同样的，要能描述它们的行为，如看门、犬吠等，可以在类中设计对应的方法，在方法中实现具体的行为。

1.4 类的声明

Java中声明类需要使用关键字class，基本语法如下：

[修饰符] class 类名{
	//类成员
}

上面的语法中，修饰符放在中括号里表示可选，Java支持众多的修饰符，后续会一一介绍。最常用的一个修饰符是与访问控制有关的 public，后面我创建的类默认都是public类。

类名后的大括号不可省，大括号内就是该类的成员，包括：

属性
方法/构造方法
代码块/静态代码块
内部类/枚举/接口/注解/记录等

下面举一个具体的例子，声明一个类表示"狗"类：

package com.laotan.article1;

/**
 * @author 老谭
 */
public class Dog {

}

上面代码第1行首先声明了类所在的包，一段文档注释之后，就是正式的类声明。以下对第6行进行说明：

public 是类声明时最常用的修饰符，意思是公开的，可以被项目中其他代码访问。public类所在的文件名要与类名完全相同。如果要改名，使用IDEA提供的重构（Refactor）功能，而不要直接在文件中像修改字符串一样修改类名。
class 是用于声明类的关键字，注意是全小写
class 后就是类的名称，类名的命名规则可以参考Java学习之旅第一季-3：Java程序初体验

以上我们就声明好了一个Dog类，虽然暂时没有什么功能，但下一步就可以对Dog实例化了。

1.5 类的实例化

声明的类可以理解为自定义数据类型，使用类声明的变量即为其类型的变量，可以称为实例或对象，为了给这个变量赋值，我们需要使用类创建一个对象，这个过程通常称为类的实例化（instantiation）

类的实例化目的有两个：

在内存中分配空间
为属性赋值

语法：

类名 实例名;                    // 只声明不赋值，没有创建对象，没有实例化
类名 实例名 = new 构造方法( );   // 声明且赋初始值，创建了对象，进行了实例化

这里的 new 就是用于类实例化的关键字，当然之前我们也使用它进行了数组的创建。

new 后面紧跟构造方法，构造方法是Java中的一个重要且特殊的方法，目前先记住其语法规则，后续专门阐述，它的命名规则是：名称与类名完全相同，后面跟上小括号(可以有参数)

假如我们要使用Dog类创建一个具体的Dog（家里的二哈），按照语法，可以使用如下的代码：

Dog erHa = new Dog();

可以看到，这句话其实很类似声明变量并赋初始值，只不过初始值不是字面量，而是使用new关键字调用类的构造方法创建的实例（对象）。

变量的命名规则可以参考Java学习之旅第一季：7-变量

这句代码我们仍然把它放在 main 方法中，如果方便起见，可以就在Dog类中实现main方法：

package com.laotan.article1;

public class Dog {
    static void main() {
        Dog erHa=new Dog();
    }
}

如果要正式一点，可以单独实现一个测试类，在测试类中的main方法中编写测试代码，测试类的名称我以带测试的类名加上Test结尾，就和带测试的类放在一起：

public class DogTest {
    static void main() {
        Dog erHa = new Dog();
    }
}

后续我都采用第二种写法，将实现逻辑的类和测试类分开实现。

此时我建好了两个类，Dog类和DogTest类，Dog类表示"狗"类，DogTest中有入口方法main方法。

Java中的一个类最多只有一个main方法，也可以没有main方法，此时该类没有入口，不能直接运行，只能被其他类使用。

Java项目中允许多个带有main方法的类，运行时选择其中一个作为入口就行。

1.6 null 对象

null（读音nʌl）在Java中既是一个特殊的引用类型，也是该类型的唯一对象。它的特点如下：

没有名称，因此不能声明该类型的变量
该类型只有一个值，用 null 表示，日常交流通常称为空对象
null 可以赋值给任意引用类型的变量
不可赋值为基本数据类型，也不可与基本数据类型比较

下面使用两种不同的写法，体会下它的作用：

Dog dog;
Dog dog = null;    // 将 null 对象赋值给变量dog

第 1 行代码只声明了变量dog但没有给它赋初始值，那么在使用 dog前必须赋初始值，否则会有编译错误。

第2行代码不仅声明了变量dog同时赋值始值是 null，就算后面使用它，编译也不会出错，但是在运行时访问其属性或方法会抛出 NullPointerException（NPE，即空指针异常）。

1.7 小结

本小节是Java学习之旅的第二季的开篇，重点讲解面向对象编程(OOP)的概念。通过具体案例(如Dog类)演示类的声明、实例化(new关键字)和对象使用，帮助读者掌握如何声明类及如何实例化类。特别讲解了null对象的特性及空指针异常问题，为后续深入学习Java打下坚实基础。