Java 基础——类和对象

Java作为一种面向对象语言。支持以下基本概念：

•多态
•继承
•封装
•抽象
•类
•对象
•实例
•方法
•消息解析

本节我们重点研究类与对象的概念。

对象：对象是类的一个实例，有状态和行为。例如，一条狗是一个对象，它的状态有：颜色、名字、品种；行为有：摇尾巴、叫、吃等。

类：类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态。

Java中的对象

现在让我们深入了解什么是对象。看看周围真实的世界，会发现身边有很多对象，车，狗，人等等。所有这些对象都有自己的状态和行为。
拿一条狗来举例，它的状态有：名字、品种、颜色，行为有：叫、摇尾巴和跑。
对比现实对象和软件对象，它们之间十分相似。
软件对象也有状态和行为。软件对象的状态就是属性，行为通过方法体现。
在软件开发中，方法操作对象内部状态的改变，对象的相互调用也是通过方法来完成。

Java中的类

类可以看成是创建Java对象的模板。
通过下面一个简单的类来理解下Java中类的定义：

[java] view plaincopy  
 public class Dog{  
    String breed;  
    int age;  
    String color;  
    void barking(){  
    }  
      
    void hungry(){  
    }  
      
    void sleeping(){  
    }  
 }  

一个类可以包含以下类型变量：

局部变量：在方法、构造方法或者语句块中定义的变量被称为局部变量。变量声明和初始化都是在方法中，方法结束后，变量就会自动销毁。

成员变量：成员变量是定义在类中，方法体之外的变量。这种变量在创建对象的时候实例化。成员变量可以被类中方法、构造方法和特定类的语句块访问。

类变量：类变量也声明在类中，方法体之外，但必须声明为static类型。

一个类可以拥有多个方法，在上面的例子中：barking()、hungry()和sleeping()都是Dog类的方法。

构造方法

每个类都有构造方法。如果没有显式地为类定义构造方法，Java编译器将会为该类提供一个默认构造方法。
在创建一个对象的时候，至少要调用一个构造方法。构造方法的名称必须与类同名，一个类可以有多个构造方法。
下面是一个构造方法示例：

[java] view plaincopy  
 public class Puppy{  
    public puppy(){  
    }  
   
    public puppy(String name){  
       // 这个构造器仅有一个参数：name  
    }  
 }  

Java也支持单例类，这种类只允许你创建单个实例。

创建对象

对象是根据类创建的。在Java中，使用关键字new来创建一个新的对象。创建对象需要以下三步：

声明：声明一个对象，包括对象名称和对象类型。

实例化：使用关键字new来创建一个对象。

初始化：使用new创建对象时，会调用构造方法初始化对象。

下面是一个创建对象的例子：

[java] view plaincopy  
 public class Puppy{  
    public Puppy(String name){  
       //这个构造器仅有一个参数：name  
       System.out.println("Passed Name is :" + name );   
    }  
    public static void main(String []args){  
       // 下面的语句将创建一个Puppy对象  
       Puppy myPuppy = new Puppy( "tommy" );  
    }  
 }  

编译并运行上面的程序，会打印出下面的结果：

[java] view plaincopy  
 Passed Name is :tommy  

访问实例变量和方法

通过已创建的对象来访问成员变量和成员方法，如下所示：

[java] view plaincopy  
 /* 实例化对象 */  
 ObjectReference = new Constructor();  
 /* 访问其中的变量 */  
 ObjectReference.variableName;  
 /* 访问类中的方法 */  
 ObjectReference.MethodName();  

例子

下面的例子展示如何访问实例变量和调用成员方法

[java] view plaincopy  
 public class Puppy{  
    int puppyAge;  
    public Puppy(String name){  
       // 这个构造器仅有一个参数：name  
       System.out.println("Passed Name is :" + name );   
    }  
   
    public void setAge( int age ){  
        puppyAge = age;  
    }  
   
    public int getAge( ){  
        System.out.println("Puppy's age is :" + puppyAge );   
        return puppyAge;  
    }  
   
    public static void main(String []args){  
       /* 创建对象 */  
       Puppy myPuppy = new Puppy( "tommy" );  
       /* 通过方法来设定age */  
       myPuppy.setAge( 2 );  
       /* 调用另一个方法获取age */  
       myPuppy.getAge( );  
       /*你也可以像下面这样访问成员变量 */  
       System.out.println("Variable Value :" + myPuppy.puppyAge );   
    }  
 }  

编译并运行上面的程序，产生如下结果：

[java] view plaincopy  
 Passed Name is :tommy  
 Puppy's age is :2  
 Variable Value :2  

源文件声明规则

在本节的最后部分，我们将学习源文件的声明规则。当在一个源文件中定义多个类，并且还有import语句和package语句时，要特别注意这些规则。

1）一个源文件中只能有一个public类
2）一个源文件可以有多个非public类
3）源文件的名称应该和public类的类名保持一致。例如：源文件中public类的类名是Employee，那么源文件应该命名为Employee.java。
4）如果一个类定义在某个包中，那么package语句应该在源文件的首行。
5）如果源文件包含import语句，那么应该放在package语句和类定义之间。如果没有package语句，那么import语句应该在源文件中最前面。
6）import语句和package语句对源文件中定义的所有类都有效。在同一源文件中，不能给不同的类不同的包声明。
类有若干种访问级别，并且类也分不同的类型：抽象类和final类等。

除了上面提到的几种类型，Java还有一些特殊的类，如：内部类、匿名类。

Java包

包主要用来对类和接口进行分类。当开发Java程序时，可能编写成百上千的类，因此很有必要对类和接口进行分类。

Import语句

在Java中，如果给出一个完整的限定名，包括包名、类名，那么Java编译器就可以很容易地定位到源代码或者类。Import语句就是用来提供一个合理的路径，使得编译器可以找到某个类。

例如，下面的命令行将会命令编译器载入java_installation/java/io路径下的所有类
import java.io.*;

一个简单的例子

在该例子中，我们创建两个类：Employee和EmployeeTest。

首先打开文本编辑器，把下面的代码粘贴进去。注意将文件保存为Employee.java。

Employee类有四个成员变量：name、age、designation和salary。该类显式声明了一个构造方法，该方法只有一个参数。

[java] view plaincopy  
 import java.io.*;  
 public class Employee{  
    String name;  
    int age;  
    String designation;  
    double salary;  
    // Employee 类的构造器  
    public Employee(String name){  
       this.name = name;  
    }  
    // 设置age的值  
    public void empAge(int empAge){  
       age =  empAge;  
    }  
    /* 设置designation的值*/  
    public void empDesignation(String empDesig){  
       designation = empDesig;  
    }  
    /* 设置salary的值*/  
    public void empSalary(double empSalary){  
       salary = empSalary;  
    }  
    /* 打印信息 */  
    public void printEmployee(){  
       System.out.println("Name:"+ name );  
       System.out.println("Age:" + age );  
       System.out.println("Designation:" + designation );  
       System.out.println("Salary:" + salary);  
    }  
 }  

程序都是从main方法开始执行。为了能运行这个程序，必须包含main方法并且创建一个实例对象。

下面给出EmployeeTest类，该类实例化2个Employee类的实例，并调用方法设置变量的值。

将下面的代码保存在EmployeeTest.java文件

[java] view plaincopy  
 import java.io.*;  
 public class EmployeeTest{  
   
    public static void main(String args[]){  
       /* 使用构造器创建两个对象 */  
       Employee empOne = new Employee("James Smith");  
       Employee empTwo = new Employee("Mary Anne");  
   
       // 调用这两个对象的成员方法  
       empOne.empAge(26);  
       empOne.empDesignation("Senior Software Engineer");  
       empOne.empSalary(1000);  
       empOne.printEmployee();  
   
       empTwo.empAge(21);  
       empTwo.empDesignation("Software Engineer");  
       empTwo.empSalary(500);  
       empTwo.printEmployee();  
    }  
 }  

编译这两个文件并且运行EmployeeTest类，可以看到如下结果：

[java] view plaincopy  
 C :> javac Employee.java  
 C :> vi EmployeeTest.java  
 C :> javac  EmployeeTest.java  
 C :> java EmployeeTest  
 Name:James Smith  
 Age:26  
 Designation:Senior Software Engineer  
 Salary:1000.0  
 Name:Mary Anne  
 Age:21  
 Designation:Software Engineer  
 Salary:500.0  