类与对象基本知识

一、面向对象的初步认知

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。
注意：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、认识：类与对象

2.1 类（模板）

（一般）一个Java文件只有一个类。
类是用来对一个实体(对象)来进行描述的，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。
在java中定义类时需要用到class关键字，具体语法如下：

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。
注意：
1.一般情况下，类名用大驼峰；变量、方法名用小驼峰。
2. 一般一个文件当中只定义一个类。
3. 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)
4. public修饰的类必须要和文件名相同。
5. 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：

2.2 对象（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。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。


注意： 方法只有调用时才占用内存，在栈区开辟！

类对象的表示 (以Counter类举例)：Counter.class ，可以理解为类加载完成之后就形成了一个Class对象，它返回的是Counter。在反射中会用到~

三、this引用

3.1 两个问题

细思有以下两个问题：
1. 形参名不小心与成员变量名相同： 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？
解释：

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？

解释：
其实每个方法都有一个隐藏参数（第一个参数），就是this(谁调用它了，调用对象的一个引用)：

3.2 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。
注意： this引用的是调用成员方法的对象。

3.3 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。
   在代码层面来简单演示—>注意：下图右侧中的Date类也是可以通过编译的：
   

四、对象的构造及初始化

4.1 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。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。现在我们提出两个疑问：
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？
答：默认初始化

4.2 构造方法

4.2.1 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。
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。

4.2.2 特性

1. 名字必须与类名相同（注意：方法也可以与class同名，但是构造方法没有返回值类型~）
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)：
   
   
   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。
   分别这样自动调用：

Date date1 = new Date();
Date date2 = new Date(2022,9,11);

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。
   注意： 一旦用户定义，编译器则不再生成。
   

6. 构造方法中，可以通过this调用其他构造方法来简化代码
   
   
   注意：
   1. this(…)必须是构造方法中第一条语句
   2. 不能形成环

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)

4.3 默认初始化

在上文中提出的第二个问题：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？

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);

1. 检测对象对应的类是否加载了，如果没有加载则加载
2. 为对象分配内存空间
3. 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
4. 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，比如：
   
5. 设置对象头信息
6. 调用构造方法，给对象中各个成员赋值

4.4 就地初始化

在声明成员变量时，就直接给出了初始值。

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。

4.5 补充

1. 后续可以使用set函数来进行赋值（成员方法可以访问到private成员）。

五、封装

5.1 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。
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。

5.2 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：

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。(default权限指：什么都不写时的默认权限)
private：只有自己知道，其他人都不知道。
protected主要是用在继承中
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
注意：

1. 一般情况下，成员变量设置为private，成员方法设置为public。
2. 访问限定符只是表示能够访问到，但在其他类中使用时还是需要前缀（Person.xxx），因为是局部的。

5.3 封装扩展：包

5.3.1 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。

5.3.2 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。

但是这种写法比较麻烦一些, 可以使用import语句导入包。

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

但是我们更建议显示的指定要导入的类名， 否则还是容易出现冲突的情况。

在这种情况下需要使用完整的类名：

可以使用import static导入包中静态的方法和字段。
import static java.lang.Math.*;
有double x = 30; double y = 40;

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。

5.3.3 自定义包

（1）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。（IDEA里是src）

（2）操作步骤

1. 在 IDEA 中先新建一个包: 右键 src -> 新建 -> 包
   

2. 在弹出的对话框中输入包名, 例如 com.bit.demo1
   

3. 在包中创建类, 右键包
   

4. 此时可以看到我们的磁盘上的目录结构已经被 IDEA 自动创建出来了

5. 同时我们也看到了, 在新创建的 Test.java 文件的最上方, 就出现了一个 package 语句
   

5.3.4 包的访问权限控制举例

1.当访问不同包里的文件时：

需要加上：

2.同名加前缀：

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


能创建出来是因为Computer类是public；能初始化出来是因为构造方法是public
private修饰是只能在本类中调用，而不能在另外一个类中调用

5.3.5 常见的包

1. java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后：运行时自动导入。
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。

例题：

六、static成员

知识点：

• 在本类当中，静态方法可以直接调用；在其他类中调用就需要类名

6.1 再谈学生类

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。

6.2 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】
1.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
2.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
3.类变量存储在方法区当中
4.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)

不赋值默认就是null
也可以之后再赋值：Student.classRoom = "xxx306"

public void print(){
	System.out.println(this.name+"=>"+this.age+"=>"+classRoom)
	// 或者Student.classRoom  或者this.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。

6.3 static修饰成员方法

一般类中的数据成员都设置为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？
答：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。

【静态方法特性】:

1. 不属于某个具体的对象，是类方法

2. 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

3. 不能在静态方法中访问任何非静态成员变量和非静态成员方法：
   
   
   不能调用是指直接调用，直接访问，但是不是说怎么样都不行：
   并不是说在静态方法里面完全不能存在非静态对象，只是不能直接去访问。因为在实例方法里面，我们可以直接访问是因为方法的参数列表中隐式包含着一个this引用（引用当前类对象），但是静态方法里面没有
   

4. 静态成员方法没有this引用
   

5. 静态方法无法重写，所以不能用来实现多态。

6. 同一类中，成员方法可以相互调用：（size方法虽然不是静态的，但是clear方法可以直接调用：因为两个都是成员方法，成员方法的话你在写的时候就是默认都依赖对象了（this隐式参数））

6.4 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（也可以之后再赋值）
  private static String classRoom = "Bit306";
• 静态代码块初始化
  那什么是代码块呢？继续往后看~~~

补充：
main方法中的static是属于一种标识，是main方法区别于其他方法的一个方法标签，java中规定main方法为静态方法。

例题一：

例题二：

答案解析：
因为调用的是静态类方法，所以即使用null调用，也不会出现空指针问题（静态的属性和方法本来就不依赖于对象）！！

七、代码块

7.1 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
• 构造代码块
• 静态代码块
• 同步代码块（后续讲解多线程部分再谈）

7.2 普通代码块

普通代码块：定义在方法中的代码块

这种用法较少见

7.3 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。

7.4 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。

例一：


执行结果：

---

例二：

依然都先执行静态代码块！！！

【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)（当存在相同类型的代码块和成员变量的时候，需要看定义顺序执行。）
• 实例代码块只有在创建对象时才会执行

八、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，那么整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。
注意： 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：

根据内部类定义的位置不同，一般可以分为以下几种形式：

1. 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)
2. 局部内部类(不谈修饰符)
3. 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，在看一些库中的代码时候可能会遇到的比较多，日常中使用最多的是匿名内部类

8.1成员内部类

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。

8.1.1 实例内部类

即未被static修饰的成员内部类。

内部类中不能出现静态：
静态成员是随类的创建而创建的，如果在内部类里创建就不符合。

但加上final就不会报错了：（final表示常量）

【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（this）。
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。

8.1.2 静态内部类

被static修饰的内部成员类称为静态内部类。


静态内部类中的非静态成员，需要通过外部类的对象的引用才可以访问到
outerClass.date1

【注意事项】

1. 在静态内部类中只能访问外部类中的静态成员
2. 创建静态内部类对象时，不需要先创建外部类对象

8.1.3 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。

【注意事项】

1. 局部内部类只能在所定义的方法体内部使用
2. 不能被public、static等修饰符修饰
3. 几乎不会使用

对于内部类，编译器也有自己独立的字节码文件，
命名格式：外部类名字$数字内部类名字.class

8.1.4 匿名内部类

或者：

运行结果：

---

例题：


正确答案是：B；
解析：

该中语法是实现了一个匿名内部类，在该类中重写了Object类中的equals方法，o实际指向的是该匿名内部类的一个对象。因此o调用equals方法时，实际调用的是在匿名内部类中重写的equals方法，因此结果为true。
应该选择B。
注意：匿名内部类中重写的equals方法的参数为Object，但是实际传参传递的是String对象，因为Object是所有类的基类，因此传递String对象是可以的。

九、对象的打印

前面部分是全路径，后面部分是真实地址的哈希值（唯一的）。
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。
（因为println方法的底层实现依靠toString方法）
在类中右击鼠标：（IDEA中）
即可。
我们也可以自己重写实现想要的：

其中，