【Java】—— 类和对象（一）-优快云博客

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1.面向对象的初步认识

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。

类和对象是面向对象中，最关键的两个要点

1.2面向对象和面向过程

用面向过程的方式制作一杯咖啡：

准备材料：咖啡粉、热水、咖啡杯、搅拌棒等。
量取适量的咖啡粉，加入咖啡杯中。
烧开适量的水，待水温降至约90°C时倒入咖啡杯中。
用搅拌棒搅拌咖啡粉和热水，确保咖啡充分溶解。
等待几分钟，让咖啡充分浸泡。
用搅拌棒再次搅拌咖啡杯中的咖啡。

在这个过程中，每个步骤都是按照一定顺序执行的，没有使用任何特定的对象或类。整个过程都是围绕着完成某个目标——制作一杯咖啡——而进行的。这就是一个面向过程的例子。

用面向对象的方式制作一杯咖啡：

先定义两个类来分别存储有关咖啡机和咖啡的信息，如咖啡的品种、浓度，咖啡机的功率、容量等等....

在主程序中，通过类创建一个咖啡机对象和咖啡对象，并设置好参数，调用咖啡机的方法来操作咖啡，比如打开咖啡机、加水、加糖等。调用咖啡的方法来完成泡咖啡的过程，比如添加咖啡豆、研磨咖啡豆、调节温度等。

通过面向对象的方式，我们可以将泡咖啡的过程抽象为一个咖啡机对象和一个咖啡对象，通过对象之间的交互来完成的。

这种方式可以更好地封装和组织代码，使代码更加可读、可维护和可扩展。

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。

2.类定义和使用

2.1简单认识类

类是用来对一个实体（对象）进行描述的，主要描述该对象有哪些属性（外观尺寸），哪些功能。

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 类名{
    field    //属性 or 成员变量
    method    //行为 or 成员方法
}

举例:定义一个学生类,用来表示学生的相关信息

public class Student {
    //属性
    public int id;  //学生的学号
    public String name; //学生的姓名
    public int age; //学生的年龄
    //这里还有非常多的信息,应该有哪些属性,取决于要解决的问题

    //方法
    public void DoClass(){
        System.out.println(name +"同学在上课");
    }     //上课
    public void DoHomework(){
        System.out.println(name + "同学在做作业");
    }  //做作业
    public void Exam(){
        System.out.println(name + "同学在考试");
    }    //考试
}

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
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

3.类的实例化

3.1 什么是实例化

定义好了一个类,就相当于在计算机中定义了一个新的类型。与 int、double 类似，只不过 int、double 是Java自带的内置类型，而类是用户自定义了一个新的类型。

用类型创建对象的过程，称为类的实例化

在Java中采用关键字 new 来配合类名实例化对象

public static void main(String[] args) {
    Student student = new Student();
}

当实例化创建完后就可以使用对象的成员（属性和方法）

通过 . 成员访问运算符来进行调用

public static void main(String[] args) {
    Student student = new Student();
    student.name = "清清";
    System.out.println(student.name);
    student.DoHomework();
    Student student2 = new Student();
    student.name = "风风";
    System.out.println(student.name);
    student.DoClass();
}

3.2 类中属性和方法的说明

一个类可以实例化出多个对象

属性是每创建一个对象就有一个新的属性

类中也有方法，JVM中有一个专门的内存空间，称为 “方法区”

一个类中的方法，都是只在内存中有一份的，被所有的对象共用

4.this引用

4.1 为什么要有this引用

先看一个日期类的例子

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

    public void setDate(int y,int m ,int d){
        year = y;
        mouth = m;
        day = d;
    }

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

    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
        date.setDate(2024,12,12);
        date.printDate();
    }
}

在这段代码中定义了三个成员变量，分别是 year ，mouth，day，再定义一个setDate方法来进行传参，打印。

在setDate中我们将形参的变量名字特地跟成员变量名区分开，如果将形参名写成和成员变量名一样呢？

当我们修改完后，所有的变量名都变成灰色了

这是因为编译器会优先把year理解成形参，而不是成员变量

这里就需要通过 this 关键字来区分哪些是成员变量

public void setDate(int year,int mouth ,int day){
    this.year = year;
    this.mouth = mouth;
    this.day = day;
}

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。

4.3 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（如果给方法加上static，就无法使用this）；

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。

5.对象的构造和初始化

5.1如何初始化对象

在这段代码中，只是给 date 这个引用初始化了，并没有将成员变量初始化

我们可以通过在类中赋值的方式初始化，这里主要介绍类的另一个语法机制，构造方法

5.2构造方法

构造方法是初始化对象的最核心方式

语法格式：

    public Date(){
        
    }

在里面就可以执行对成员变量的初始化

//第一个构造方法
public Date(){
    year = 2024;
    mouth = 10;
    day = 20;
}

这是第一种无参的构造方法

还可以写一个带有三个参数的构造方法

//带有三个参数的构造方法
public Date(int year,int mouth ,int day){
    this.year = year;
    this.mouth = mouth;
    this.day = day;
}

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

构造方法中，可以通过 this 调用其他构造方法来简化代码

代码示例：

public Date(){
    this(2024,12,12);
}
public Date(int year,int mouth ,int day){
    this.year = year;
    this.mouth = mouth;
    this.day = day;
}

this(...)必须是构造方法中第一条语句

这段代码中我们就通过 this 调取了有参数的构造方法，这个时候代码就可以复用了。

注意事项：

构造方法的方法名，必须和类名一致，并且不能有返回值；
构造方法一般不需要手动调用，new 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；
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）；
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；
如果没有定义构造方法，编译器会默认生成一个不带参数的构造方法，确保 new 操作能够正常运行

构造方法虽然很好用，但是随着语法的发展进化，还演化出了一些其他的初始化的方式

5.3就地初始化

回到我们最开始定义成员变量时

public class Date {
    public int year = 2024;
    public int mouth = 12;
    public int day = 23;
}

在声明成员变量时就进行赋值就叫做就地初始化

5.4代码块初始化

使用一个大括号，将要初始化的变量括起来，就叫做代码块初始化

{
    year = 2024;
    mouth = 11;
    day = 22;
}

注意这三种初始化的执行顺序

就地初始化
代码块初始化
构造方法

5.5 IDEA 快速生成构造方法

操作方法：

按住 alt + insert

在弹出的对话框选择第一个

在这选择需要初始化的变量

public Date(int year, int mouth, int day) {
    this.year = year;
    this.mouth = mouth;
    this.day = day;
}

IDEA 就会自动帮我们初始化完所选择的变量

6.对象的打印

Date date = new Date();
System.out.println(date);

当我们直接打印变量时，会得到下面这个结果

这并非是对象的地址，而是hashCode，之后涉及到数据结构在细讲

在数组中我们可以使用 Arrays.toString() 将数组转为字符串，然后进行打印输出

对于类来说，也可以 toString

首先添加一个toString方法

//注意这里的写法，方法名字固定toString，返回值是String，无参数
public String toString(){
    //在返回的地方写上要打印的格式
    return year + "/" + mouth + "/" + day;
}

toString 是一个特殊的方法

当打印对象的时候，编译器会自动调用 toString，把对象转成 String

同样可以使用IDEA快速生成的方法。

方法与5.5一样

可以看到最上方有一个 @Override

这是Java内置的一个注解，相对于对这个类/方法进行了一些“补充说明”

不加这个功能也是可以正常完成的，加了之后，编译器会做更多的工作（例如更严格的语法检查.....）

小试牛刀：

1.下列哪些说法是错误的？为什么？

A.一个类只能实例化一个对象

B,一个引用可以同时指向多个对象

C.Person p = null;表示p这个引用指向一个空对象

D.当一个类没有定义构造方法的时候，该类中不会默认生成构造方法