类和对象

燕君澜

已于 2023-04-20 16:57:41 修改

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文章标签： java 开发语言

于 2023-04-19 17:25:04 首次发布

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一、类

1.1 概述

类是组成Java程序的基本要素，是对象共同特征的描述。

类是一组相关属性和行为的集合；
可以看成是一类事务的模板，使用事务的属性特征和行为特征来描述该类事务；
- 属性：该事务的状态信息；
- 行为：该事务的功能信息。

1.2 定义类

类的定义包括两部分：类声明和类体。

1.2.1 格式

class 类名{
    成员变量;    //代表属性，一般是名词
    成员方法;    //代表行为，一般是动词
    构造器;
    代码块;
    内部类;
}

1.2.2 类体

（1）变量的声明：用来存储属性的值——成员变量

格式：修饰符数据类型变量名 [= 初始值];
一般无需指定初始值，存在默认值。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象格式： 类名 对象名 = new 类名();
        Student s = new Student();
        System.out.println("s: " + s);            //s: com.demo3.Student@1540e19d
        //直接输出成员变量的值
        System.out.println("姓名: " + s.name);      //null
        System.out.println("年龄" + s.age);         //0
        System.out.println("--------");
        //给成员变量赋值
        s.name = "刘德华";
        s.age = 38;
        //再次输出成员变量的值
        System.out.println("姓名： " + s.name);      //刘德华
        System.out.println("年龄： " + s.age);       //18
        System.out.println("---------");
    }
}

class Student {
    // 成员变量(属性)
    String name;        //姓名
    int age;            //年龄
}

（2）方法的定义：方法可以对类中声明的变量进行操作，即给出算法——成员方法

提供每一个成员变量对应的赋值方法：set和get方法；
若还有其他行为，也需要写上。

public void setXxx(数据类型 xxx){
    this.xxx = xxx;
}

public 数据类型 getXxx(){
    return xxx;
}

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象格式： 类名 对象名 = new 类名();
        Student s = new Student();
        System.out.println("s: " + s);            //s: com.demo3.Student@1540e19d
        //直接输出成员变量的值
        System.out.println("姓名: " + s.name);      //null
        System.out.println("姓名: " + s.getName()); //null
        System.out.println("年龄" + s.age);         //0
        System.out.println("年龄" + s.getAge());    //0
        System.out.println("--------");
        //给成员变量赋值
        s.name = "刘德华";     //相当于 s.setName("刘德华");
        s.age = 38;            //相当于 s.setAge(18);
        //再次输出成员变量的值
        System.out.println("姓名： " + s.name);      //刘德华
        System.out.println("姓名: " + s.getName()); //刘德华
        System.out.println("年龄： " + s.age);       //18
        System.out.println("年龄" + s.getAge());    //18
        System.out.println("---------");
        //调用成员方法
        s.study();          //学习
        s.eat();            //吃饭
    }
}

class Student {
    // 成员变量(属性)
    String name;        //姓名
    int age;            //年龄

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    // 成员方法(行为) 
    public void study(){
        System.out.println("学习");
    }

    public void eat(){
        System.out.println("吃饭");
    }
}

1.2.3 局部变量和成员变量

成员变量：在变量声明部分声明的变量；
局部变量：在方法体中声明的变量；

区别	成员变量	局部变量
类中位置不同	类中，方法外	方法内，方法声明上
初始值不同	有默认初始值	没有，使用前需完成赋值
内存位置不同	堆内存	栈内存
生命周期不同	随着对象的创建而存在，随着对象的消失而消失	对着方法的调用而存在，随着方法的运行结束而消失

1.3 this关键字

就近原则：当成员变量和局部变量同名时，输出结果将触发就近原则：谁离我近，我就用谁；
作用：
- 可以区分成员变量和局部变量；
- 在set方法中，this.成员变量 = 局部变量;
本质：this是所在方法调用者的地址值（本类）。

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student();
        System.out.println("s1: " + s1);            //s1: Student@1540e19d

        Student s2 = new Student();
        System.out.println("s2: " + s2);            //s2: Student@677327b6

    }
}

class Student {
    String name;
    int age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        //this代表当前对象的内存地址值
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        //this代表当前对象的内存地址值
        this.age = age;
    }
}

1.4 static 关键字

static 表示静态，是 Java 中的一个修饰符，可以修饰成员。

1.4.1 实例变量和类变量的区别

类变量是属于是所有对象的，用 static 修饰，实例变量是属于某个对象的；
不同对象的实例变量将被分配不同的内存空间；所有对象的这个类变量都将分配给同一个内存空间（静态区），改变其中一个对象的这个类变量会影响其他对象的这个类变量（对象共享类变量）；

Tips：JDK8 以前静态区在方法区中，JDK8 以后被挪到了堆中。

类变量也叫静态变量，可以通过类名访问，不需要通过创建实例就可以调用；而实例变量需要通过对象来访问，即需要创建对象后才能进行调用；
类变量在程序加载类的时候初始化（类的.class 文件被加载到内存），而且只初始化一次；
实例变量在创建对象后才会被分配内存空间；
类变量的内存空间直到程序退出运行，才释放所占有的内存；实例变量随着对象的消失而消失。

Tips:类变量被该类所有对象共享；类变量不属于对象，属于类；类变量随着类的加载而加载，优先于对象存在。

示例：为每一位新来报到的同学编学号（sid），从第一名同学开始，sid为1，以此类推。学号必须是唯一的，连续的，这样以便知道，要分配给下一名新同学的学号是多少。这样我们就需要一个变量，与单独的每一个学生对象无关。

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("张三", 23);
        Student s2 = new Student("李四", 24);
        Student s3 = new Student("王五", 25);
        Student s4 = new Student("赵六", 26);
        s1.show();
        s2.show();
        s3.show();
        s4.show();
    }
}
class Student {
    // 存储到底创建了多少个学生
    static int numberID = 0;
    
    int sid;
    String name;
    int age;
    public Student() {
        // 每次创建一个学生,id都自增1
        numberID++;
        sid=numberID;
    }
    public Student(String name, int age) {
        // 每次创建一个学生,id都自增1
        numberID++;
        sid=numberID;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void show() {
        System.out.println("sid: " + sid + "-name: " + name + "-age: " + age);
    }
}

1.4.2 实例方法和类方法的区别

类方法也叫静态方法，用 static 修饰，在程序刚开始时初始化；

在Student类中定义静态方法：

public static void showNum() {
    System.out.println("numberID:" + numberID);
}

类方法只能访问类的类变量，无法访问实例变量，而实例方法两者都可以访问；（静态方法能访问静态资源）
类方法中不存在 this 关键字；
类方法可以通过类名直接调用，也可以通过类名.类方法调用，而实例方法只能通过对象名.实例方法([参数列表]) 访问；

public static void main(String[] args) {
    // 访问类变量
    System.out.println(Student.numberID);
    // 调用静态方法
    Student.showNum();
}

类方法不能被覆盖，实例方法可以被覆盖；
类方法的入口地址直到程序退出，才被取消；实例方法的入口地址随着对象的消失而取消；
若一个方法不需要操作实例变量就可以实现某种功能，就可以考虑将其声明为类方法，避免创建对象浪费内存。

1.4.3 静态原理

static 修饰的内容：

随着类的加载而加载，且只加载一次；
存储于一块固定的内存区域（静态区），可以直接被类名调用；
优先于对象存在，可以被所有对象共享。

二、对象

2.1 概述

用类声明的变量被称为对象，对象是真实存在的具体东西（实例）。

在用类声明对象后，还不行创建对象，即为声明的对象分配所有的变量（属性）；
当使用一个类创建一个对象时，也称该出了这个类的一个实例；
类是抽象的，对象是具体的，类是对象的实例化（类是创建对象的模板）。

Tips：没有类就没有对象

2.2 类的实例化

2.2.1 格式

类名 对象名 = new 类名();    //在测试类中

用来描述一类事务的类，专业叫做JavaBean类，在JavaBean类中，不存在main方法；
在以前，编写了main方法的类，叫做测试类，可以在测试类中创建JavaBean类的对象，并进行赋值调用。

2.2.2 访问对象

//访问属性
对象名.成员变量;

//访问行为
对象名.成员方法([参数列表]);

2.3 构造方法

2.3.1 概述

构造方法是类的一种特殊方法，也叫做构造器，构造函数；
作用：在创建对象时，JVM会自动调用构造器给成员变量赋初始值；

2.3.2 格式

修饰符 类名([形参列表]){
    方法体;
}

方法名与类名相同，大小写也要一致；
没有返回值类型，连void也没有；
没有具体的返回值（不能由return待会结果数据）；
空参构造方法，默认初始化值；
代参构造方法，在初始化对象时，同时可以为对象进行赋值（自定义赋值，省却了去调用set方法赋值）。

public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象格式： 类名 对象名 = new 类名();
        Student s = new Student();
        //给成员变量赋值
        s.name = "刘德华";
        s.age = 38;
        //再次输出成员变量的值
        System.out.println("姓名： " + s.name);      //刘德华
        System.out.println("年龄： " + s.age);       //18
        System.out.println("---------");
        //调用成员方法
        s.study();          //学习
        s.eat();            //吃饭
    }
}

class Student {
    // 成员变量(属性)
    String name;        //姓名
    int age;            //年龄

    public Student() {    //空参构造
    }

    public Student(String name, int age) {    //有参构造
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 成员方法(行为) 
    public void study(){
        System.out.println("学习");
    }

    public void eat(){
        System.out.println("吃饭");
    }
}