Java 类和对象详解(上 )

 

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🏫前言: 

类与对象的学习是一个碎片化的过程,知识是很碎片的拼凑,所以今天小编整理了类和对象的详细知识,通过是什么,怎么做,慢慢走进类与对象,希望给你带来帮助!

面向对象 和 我们过去的 面向过程有什么区别呢?

可以这么说,把大象塞进冰箱里分为几步?

  1.打开冰箱

  2.把大象塞进去

  3.关上冰箱门

至于我怎么把大象塞进冰箱里的,我并不关心,因为我不面向过程。同样的,在面向对象时,我们并不关心过程,只需要把过程交给"对象"去做。面向对象程序设计的主要步骤是:定义类->用类创建对象。别急,下面我们来深入讲讲。

目录

🏫前言: 

💯一. 类和对象的概念

⭐️1.什么是一个类?

⭐️2.一个类里有什么?

⭐️3.什么是对象?

💯二.类的实例化

⭐️1.什么是实例化?

⭐️2.如何实例化 ?

💯三.构造方法(构造器)

⭐️1.什么是构造方法

⭐️2. 初始化

⭐️3.this关键字

3.1 为什么要有this引用?

3.2 什么是this引用

3.3 this引用的特性

⭐️4.构造器的使用

4.1

4.2

4.3

4.4 

 格式:

4.5

💯四.public修饰符

 💯五.封装

⭐️1. 访问限定符 

⭐️2. 包 

2.1 什么是包

 2.2 怎么创建一个包

2.3 如何导入包

2.4 default 

🏫六.小结


 

💯一. 类和对象的概念

⭐️1.什么是一个类?

类是对某一具体事物进行抽象的概念,构建一个描述事物主要特征,行为的框架。

通俗点说,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。

如下图,我们打开idea敲代码要创建的就是一个类。

 

⭐️2.一个类里有什么?

一个Java 类中通常由成员变量(字段),成员方法,构造方法组成(其余的如 代码块,我们下文慢慢揭开)。类名一般用大驼峰命名。

注意:成员变量和成员方法不能称为类变量,类方法。

成员方法一般使用小驼峰命名!

一般一个文件当中只有一个类。

如下图:成员变量 一般由修饰符 变量类型 变量名组成,可以赋予初始值,我们称为就地初始化

如果没有初始化,也会有默认值,如int类型默认为 0 ,boolean 类型默认为 false, String类型默认为 null。

 

 

⭐️3.什么是对象?

当我们 构造完一个类,在此基础上,我们可以创建对象,通过对象可以对成员变量进行初始化,也可以调用成员方法。

💯二.类的实例化

⭐️1.什么是实例化?

通过new 关键字, 配合类名 就可以实例化对象。即用类类型(实际上类就相当于是我们直接定义的一个类型,int,char则是计算机定义的类型)创建对象的过程称为实例化。 

class Person {//成员变量String name;String gender;int age;public String toString() {return "name= " + name  +", gender= " + gender +", age= " + age ;}}public class Main {public static void main(String[] args) {Person p = new Person();p.name = "taotao";p.gender = "男";p.age = 18;System.out.println(p.toString());}
}

 

⭐️2.如何实例化 ?

上图中,我们用new 关键字创建了一个对象 p 。

然后使用 . 来访问对象中的属性和方法。(对象.成员变量 / 对象.成员方法)实际上可以理解为c语言上的指针,实例化的对象会占用物理空间。可以这样巧记:对象都扎堆扎堆的。

同一个类可以创建多个实例。

 

💯三.构造方法(构造器)

⭐️1.什么是构造方法

我们先浅谈一下构造方法,再慢慢引入!

1.构造方法(也称为构造器)是一个特殊的成员方法它用于对象实例化,名字必须与类名相同注意Java大小写敏感!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。

2.构造器没有返回值,也没有返回类型(void类型也不可以)。

3.构造器可以进行方法的重载,常见的如在一个类中有一个无参构造器和一个有参构造器。

4.构造器一般使用public修饰符

5.构造方法不是必须的。

6.构造方法只能通过new 或 this 调用

⭐️2. 初始化

在Java中,对象成员(即成员变量)的默认初始值取决于其数据类型。以下是常见数据类型及其默认初始值:

  1. 基本数据类型:

    • byte:0
    • short:0
    • int:0
    • long:0L
    • float:0.0f
    • double:0.0
    • char:'\u0000'(空字符)
    • boolean:false
  2. 引用数据类型(如对象、数组等):

    • 默认值为null

这些都不重要,我们来思考一个问题:为什么局部变量没有初始化会报错,而成员变量没有初始化不会? 

 

答案就是:成员变量会由计算机赋予默认值。

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:

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。

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。

初始化分为默认初始化,还有上文讲到的就地初始化,以及下文即将讲到的通过构造方法初始化。 

⭐️3.this关键字

3.1 为什么要有this引用?

问题一: 

调用一个成员方法setDay

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 String Print(){return year+"年"+month+"月"+day+"日";}
}public class Main {public static void main(String[] args) {Date d1 = new Date();d1.setDay(2024,10,17);System.out.println(d1.Print());System.out.println("=============");Date d2 = new Date();d2.setDay(1999,10,1);System.out.println(d2.Print());}
}

  

 若形参改成这样

public void setDay(int year, int month, int day){year = year;month = month;day = day;}

 

那么我们怎么判断谁给谁赋值呢?其实这是有迹可循的,我们可以发现,这样的代码编译器并不会报错,其实这是一个自己给自己赋值的过程。成员变量可以与局部变量有相同的名字,但是赋值时,局部变量优先!也正是这"争强好胜"导致了代码逻辑有问题! 

 那么怎么避免,或者说怎么解决形参与成员变量同名的情况呢,毕竟这难以避免。 答案呼之欲出,就是this关键字。

问题二: 

每个方法只有一个,该方法是怎么知道给哪个对象的成员进行赋值呢?

其实,每个方法都有一个隐藏的引用参数this!哈哈很神奇吧。 this的类型是一个 类 类型!

public void setDay(Date this,int year, int month, int day){this.year = year;this.month = month;this.day = day;}public String Print(Date this){return this.year+"年"+this.month+"月"+this.day+"日";}

 

通过调试我们也可以发现this后面的值与d2后面的值一样(因为小编把断点打在d2了),说明它俩就是同一个东西。 就像我们学的方程,把鸡的只数设为x,其实x就是鸡的只数。

3.2 什么是this引用

虽然有时候并不影响代码,在我们学习了this之后,调用成员变量时最好都加上this,提高代码的可读性。

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。

1.通过this 来访问当前对象的成员变量 this.day

2.通过this 来访问 当前对象的成员方法 this.Print()

3.下文:通过this来调用当前对象其他的构造方法 this() 

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(下文会提到)

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

⭐️4.构造器的使用

现在我们加入情景慢慢了解:

构造器的格式直接拉到下文代码!

4.1

不是说构造器是类的一部分吗?为什么我们不定义构造器也能正常运行?

其实在进行编译时,系统会自动增加一个无参数,空的构造方法。也就是一个无参构造器。

 

4.2

当我们定义了构造器后,系统还会自动增加无参构造器吗?

不会,所以如果我们只定义了一个有参构造器时,在main方法中调用无参构造器就会报错!

俗话说救穷不救急······

从下图可以发现我们new 的构造器就是一个无参构造器!所以说构造器是类的一部分!! 

 

4.3

普通成员方法中 this 可以引用构造方法吗?

不可以!! 但是可以引用其他成员方法,以及下文要讲的,构造方法才能互相调用!

 

 

4.4 

每个构造器都可以互相调用吗?

不可以!!!构造方法之间的调用不能闭环,如下图。

 

如下图,增加无参构造器,同时调用两参构造器,结果如下 

 

这应该是显而易见的,总不能左脚踩右脚起飞吧? 

 注意:千万不要写成这样哦!

这个问题就是,直接传递给有参构造器的是你的三个成员变量,在 Java 中,调用构造方法时,必须首先调用父类构造方法,而且在调用构造方法之前,不能使用当前对象的实例变量。但是你这里调用了this,他就不会隐式的去使用super调用父类的无参构造器去。那么是无法直接使用成员变量的,你需要自己创建三个值,传给你的有参构造器。

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。 

 格式:

public class Person {//成员变量private String name;private String gender;private int age;//构造方法 没有形参public Person(){}//重载构造方法 三个形参public Person(String name,String gender,int age){System.out.println("这是第二个构造方法");this.name = name;this.gender = gender;this.age = age;}//重载构造方法 同样形参不同位置public Person(String name,int age,String gender){this(name,gender,age);//必须在第一行System.out.println("这是第三个构造方法");}
}

4.5

与类同名的不一定就是构造方法。 比如在构造方法前加入变量类型就会变成一个成员方法,大家动手试试!

看到这里大家应该眼睛也疲劳了,看看小编新换的idea背景吧! 不知道怎么换的可以搜一下教程

💯四.public修饰符

下图中为什么成员变量前面还有一个private?为什么类前面还有一个public?

我们知道面向对象具有 隐蔽性!这里就很好的体现了,举个例子:银行只提供给你的账户余额和 取款的功能,它不会告诉你用户存下的身份证,密码等等。它只提供对外开放的内容。

这时我们就会用private来让成员变量不能被创建的对象直接使用。

private就是访问限定符。public,protected ,default都是访问修饰符。后续慢慢详解。

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(也是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

而我们class前的public则可以表示可以自由使用,所以我们上文提到的构造方法一般使用public修饰符。 main方法使用的也是public 类型。

上图中发现name无法被对象调用,那我们要怎么使用它呢?

我们可以定义一个public 方法如下: 

那有同学 就说了这一个一个写也太麻烦了吧,这隐蔽性不要也罢,别急编译器为我们提供了自动生成的功能!如下:在类内按右键

 

可以看到能生成getter和setter方法,也可以生成构造器(Constructor)。按住shift键可以多选。 

 💯五.封装

有了前文对private和public的简单介绍,我们可以很清楚的了解封装。

对象有四个特征:隐蔽性,抽象性,继承性,多态性。封装就是使用private修饰符,使一个成员变量或成员方法等私密化。前文我们可知,我们并不关心过程,所以我们的封装是很有必要的。 

⭐️1. 访问限定符 

 public详细看上文。 

 

⭐️2. 包 

2.1 什么是包

包可以理解为一个文件夹,我们进入编译器时就可以对包进行命名,不过初学时我们一般略过它,直接命名class。而编译器自带一个包src,我们直接命名的class就在src中。

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。

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。

 

 2.2 怎么创建一个包

包的命名一般是域名的倒置,如下: 

 

 

 

不同包的类名可以重复 

2.3 如何导入包

我们使用scanner方法时,使用import 加包的名称再加上包中的类,就可以调用包中类的方法。我们也可以按住ctrl加方法名进入源码: 

同样的 我们可以用import调用自定义包。

 

但是此时如果此时自定义包中的类名与当前类名相同就会出现报错,

所以使用时尽量不出现同名类。

 导入分为静态导入和非静态导入,后面我们会再深挖。

2.4 default 

 default不能这么用的哦,它既不是放在类前,也不能放在变量前,当类名或变量名前没有修饰符时,就默认为default,而类也只能为默认或public型。

 

下图可以看到同一包中可以直接调用Person类 

 

下图可以看到不同包中就不可以直接调用Person类  ,需要导入Person所在的包。

 

🏫六.小结

 由于时间问题,本期关于类和对象的讲解就到这里,我们下期会讲讲static,代码块完善对类的认识,以及深入探讨继承和多态。制作不易,希望可以点赞关注支持一下小编!万分感谢!

本章相关知识点有摘自教材:《Java程序设计教程》 

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