JavaSE--【类和对象】

本篇目标

1. 掌握类的定义方式以及对象的实例化

2. 掌握类中的成员变量和成员方法的使用

3. 掌握对象的整个初始化过程

一、面向对象的初步认知

1.1 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

1.2面向对象与面向过程

1.2.1 传统洗衣服过程

传统的方式：注重的是洗衣服的过程，少了一个环节可能都不行。而且不同衣服洗的方式，时间长度，拧干方式都不同，处理起来就比较麻烦。如果将来要洗鞋子，那就是另一种放方式。按照该种方式来写代码，将来扩展或者维护起来会比较麻烦。

1.2.2 现代洗衣服过程

以面向对象方式来进行处理，就不关注洗衣服的过程，具体洗衣机是怎么来洗衣服，如何来甩干的，用户不用去关心，只需要将衣服放进洗衣机，倒入洗衣粉，启动开关即可，通过对象之间的交互来完成的。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、类定义和使用

面相对象程序设计关注的是对象，而对象是现实生活中的实体，比如：洗衣机。但是洗衣机计算机并不认识，需要开发人员告诉给计算机什么是洗衣机

上图左侧就是对洗衣机简单的描述，该过程称为对洗衣机对象(实体)进行抽象(对一个复杂事物的重新认知)，但是这些简化的抽象结果计算机也不能识别，开发人员可以采用某种面相对象的编程语言来进行描述，比如：Java语言。

2.1 简单认识类

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

比如：洗衣机，它是一个品牌，在Java中可以将其看成是一个类别。

属性：产品品牌，型号，产品重量，外观尺寸，颜色...

功能：洗衣，烘干、定时....

在Java语言中，如何对上述的洗衣机类来进行定义呢？

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

  // 创建类
  class ClassName{
      field; // 字段(属性) 或者 成员变量
      method; // 行为 或者 成员方法
  }

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。

  class WashMachine{
    public String brand; // 品牌
    public String type; // 型号
    public double length; // 长
    public double width; // 宽
    public double height; // 高
    public void washClothes(){ // 洗衣服
    System.out.println("洗衣功能");
   }
  public void dryClothes(){ // 脱水
     System.out.println("脱水功能");
   }
  public void setTime(){ // 定时
     System.out.println("定时功能");
   } 
  }

注意事项

$\bullet$ 类名注意采用大驼峰定义

$\bullet$ 成员前写法统一为public

$\bullet$ 此处写的方法不带 static 关键字

三、类的实例化

3.1 什么是实例化

定义了一个类，就相当于在计算机中定义了一种新的类型，与int，double类似，只不过int和double是java语言自带的内置类型，而类是用户自定义了一个新的类型，比如上述的：PetDog类和Student类。它们都是类(一种新定义的类型)有了这些自定义的类型之后，就可以使用这些类来定义实例(或者称为对象)。

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。

  public class Main{
    public static void main(String[] args) {
       PetDog dogh = new PetDog(); //通过new实例化对象
       dogh.name = "阿黄";
       dogh.color = "黑黄";
       dogh.barks();
       dogh.wag();
       PetDog dogs = new PetDog();
       dogs.name = "阿黄";
       dogs.color = "黑黄";
       dogs.barks();
       dogs.wag();
    }
  }

  输出结果：
  阿黄: 旺旺旺~~~
  阿黄: 摇尾巴~~~
  赛虎: 旺旺旺~~~
  赛虎: 摇尾巴~~

注意事项

$\bullet$ new 关键字用于创建一个对象的实例.

$\bullet$ 使用 . 来访问对象中的属性和方法.

$\bullet$ 同一个类可以创建对个实例

3.2类和对象的说明

1. 类只是一个模型一样的东西，用来对一个实体进行描述，限定了类有哪些成员.

2. 类是一种自定义的类型，可以用来定义变量.

3. 一个类可以实例化出多个对象，实例化出的对象占用实际的物理空间，存储类成员变量

4. 做个比方。类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子，类就像是设计图，只设计出需要什么东西但是并没有实体的建筑存在，同样类也只是一个设计，实例化出的对象才能实际存储数据，占用物理空间

四、this引用

4.1 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。

  public class Date {
     public int year;
     public int month;
     public int day;
     public void setDay(int year, int month, int day){
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
   }
  public void printDate(){
      System.out.println(this.year + "/" + this.month + "/" + this.day);
   }
  }

注意：this引用的是调用成员方法的对象。

  public static void main(String[] args) {
     Date d = new Date();
     d.setDay(2020,9,15);
     d.printDate();
  }

4.2 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

五、对象的构造及初始化

5.1 如何初始化对象

如下代码：

  public static void main(String[] args) {
     Date d = new Date();
     d.printDate();
     d.setDate(2021,6,9);
     d.printDate();
  }

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。通过上述例子发现两个问题：

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？

5.2 构造方法

5.2.1 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。

  public class Date {
     public int year;
     public int month;
     public int day;
   // 构造方法：
   // 名字与类名相同，没有返回值类型，设置为void也不行
   // 一般情况下使用public修饰
   // 在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
  public Date(int year, int month, int day){
     this.year = year;
     this.month = month;
     this.day = day;
     System.out.println("Date(int,int,int)方法被调用了");
  }
  public void printDate(){
     System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
  }
  public static void main(String[] args) {
   // 此处创建了一个Date类型的对象，并没有显式调用构造方法
     Date d = new Date(2021,6,9); // 输出Date(int,int,int)方法被调用了
     d.printDate(); // 2021-6-9
   }
  }

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。

5.2.2 特性

1. 名字必须与类名相同

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)

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。

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：this(...)必须是构造方法中第一条语句

  public class Date {
     public int year;
     public int month;
     public int day;
  // 无参构造方法--内部给各个成员赋值初始值，该部分功能与三个参数的构造方法重复
  // 此处可以在无参构造方法中通过this调用带有三个参数的构造方法
  // 但是this(1900,1,1);必须是构造方法中第一条语句
  public Date(){
  //System.out.println(year); 注释取消掉，编译会失败
     this(1900, 1, 1);
     //this.year = 1900;
     //this.month = 1;
     //this.day = 1;
  }
  // 带有三个参数的构造方法
  public Date(int year, int month, int day) {
     this.year = year;
     this.month = month;
     this.day = day;
   }
  }

7. 绝大多数情况下使用public来修饰，特殊场景下会被private修饰

5.3 默认初始化

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);

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数据类型默认值

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

5.4 就地初始化

在声明成员变量时，就直接给出了初始值。

  public class Date {
     public int year = 1900;
     public int month = 1;
     public int day = 1;
     public Date(){
   }
  public Date(int year, int month, int day) {
   }
  public static void main(String[] args) {
    Date d1 = new Date(2021,6,9);
    Date d2 = new Date();
   }
  }

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

本篇终......