Java语法-类和对象(上)

1. 面向对象的初步认识

1.1 什么是面向对象

概念: 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。

1.2 面向对象VS面向过程

如:洗衣服

面向过程: 注重的是洗衣服的过程,少了一个环节也不行.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。

面向对象: java中一切皆对象

1. 找对象

2. 创建对象

3. 使用对象

总共四个对象:人,衣服,洗衣机,洗衣粉

整个过程: 把衣服倒进洗衣机,放入洗衣粉,启动洗衣机

总:可以看出该过程是人,衣服,洗衣机,洗衣粉四个对象之间交互完成的,不需要关注具体某个过程是什么

2. 类的定义和类的实例化

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),洗衣机有哪些属性如:品牌,型号,功率...有哪些功能(方法): 干洗,快洗...

2.1 认识类

概念: 类就是一个用来描述一个事物的东西,描述该事物有哪些属性,有哪些功能.

2.2 定义类

java中定义类需要使用class关键字:

class 类名 { 属性;

方法 }

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。

2.3 实例化类

定义了一个类，就相当于在计算机中定义了一种新的类型(和int double类似,不过我更倾向于引用类型String),用类类型创建对象的过程，称为类的实例化.

我们采用new关键字配合类名字来实例化对象

首字母大写类名自定义名字 = new 首字母大写类名();

好了,我们来定义一个狗类:

//TODO 每个类会产生一个字节码文件
class PetDog {
    public String name;//名字
    public String color;//颜色
    public static int ID;
    // 狗的属性
    public void barks() {
        System.out.println(name + ": 旺旺旺~~~");
    }
         //狗的行为
    public void wag() {
        System.out.println(name + ": 摇尾巴~~~");
    }

    public static void main(String[] args) {
        //实例化 实例化出来的东西就是一个真正的实体
        //用类类型创建对象的过程叫类的实例化
        //TODO 定义了一个类,就相当于在计算机中定义了一种类型
        PetDog dog = new PetDog();
        PetDog dog2 = new PetDog();
        PetDog dog3 = new PetDog();
        System.out.println(dog);//存的是这个对象的地址
        dog.name = "小白";
        System.out.println(dog.name);
        dog.barks();
        dog.wag();
        dog2.name = "小黑";
        dog2.barks();
        dog2.wag();
        System.out.println(PetDog.ID);//静态的要用类名来调用
    }
}

注意事项:

        类名注意采用大驼峰定义
        成员前写法统一为public，后面会详细解释
        此处写的方法不带 static 关键字. 后面会详细解释
使用.来访问对象中的属性和方法
同一个类可以创建多个实例

2.4 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

总之这么理解: 类其实就是一种事物的模板,对象就是具体根据整个模板构造出来的东西.

3 .this引用

this表示当前对象的引用

3.1 为什么要有this?

我们来看一个代码

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

如上述代码可知,我们不晓得这个方法里面的形参和成员变量谁是是谁.谁给谁赋值,并且后续我们创建多个对象之后,如果都使用setDay这个成员方法,就更加分不清谁是形参谁是当前对象的成员变量了.这时候this的作用就出来了.

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。

像上述代码,我们就可以这么写:

package Class_Object;

public class Class_Object_This {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    public void setDate(int year,int month,int day) {//方法只有一个,你怎么知道在给谁赋值?
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
        //year = year 这个表示局部变量对自己赋值
    }


    public static void main(String[] args) {
        Class_Object_This date = new Class_Object_This();
        date.setDate(1999,1,1);
        System.out.println(date.year + " " +date.month + " " + date.day);
        Class_Object_This date1 = new Class_Object_This();
        date1.setDate(1990,2,1);
        System.out.println(date1.year + " " +date1.month + " " + date1.day);


    }

}

在setDate这个方法里面我们就能够分清楚形参和成员变量了,因为this是当前对象的引用,每个创建出来的对象都有一块自己的地址空间,因此this也是唯一的,也就能够区分出来了,this.year就是创建出来的对象的成员变量.

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

4. 对象的构造以及初始化

4.1 构造方法

这个方法很特殊,就是在创建对象的时候会把对象里面的属性一起赋值,不需要再这么赋值 "对象名.属性=赋值",或者调用自己的方法来进行赋值,而是在创建对象的时候就会自动调用该方法,把赋值的东西通过参数传过去.

好了介绍一下构造方法的写法: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.即: public 类的名字(){}

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

4.2 构造方法的特性:

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)

构造方法不止一个,可以有多个构造方法构成重载(名字相同,参数列表不同)

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
// 无参构造方法
    public Date(){
        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;
    }
    public void printDate(){
        System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
}
    public static void main(String[] args) {
    Date d = new Date();
    d.printDate();
}
}

注意:如果你自己没写构造方法,系统会给你默认生成一份不带参数的构造方法.一旦你自己写了,就不生成.(救急不救穷)

并且构造方法里面也可以调用其他的构造方法(使用this)

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;
}
}

其中this()必须是构造方法的第一条语句(但是不能成环,也就是俩个构造方法不能相互调用)

5. 封装和访问权限

5.1 封装的概念

面向对象的三大特性: 封装,继承,多态.继承和多态我们后期再讲,先说封装.

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.差不多就是套壳屏蔽细节.比如:对于电脑这样一个复杂的设备，提供给用户的就只是：开关机、通过键盘输入，显示器，USB插孔等，让用户来和计算机进行交互，完成日常事务。但实际上：电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件

对于用户而言,我们只需要使用鼠标键盘,即可,不需要关注具体电脑里面的部件和构成

5.2 访问修饰限定符:

在具体了解封装之前我们需要看一下访问修饰限定符.ava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：

像之前我们定义类或者方法前面就有这个玩意,public就是一个访问修饰限定符,它规定了这个类或者方法的访问范围是多少.是否能够在当前包内访问,是否支持跨包访问....

public: 表示无论你在哪,是谁都可以访问到

default: 表示在创建自己的这个包内可以访问到(当你什么都不写的时候就是dedault)

private: 表示这个只有自己晓得,其他人都不晓得

protected: 后续讲了继承再说

public class Computer {
private String cpu; // cpu
private String memory; // 内存
public String screen; // 屏幕
String brand; // 品牌---->default属性
public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {
this.brand = brand;
this.cpu = cpu;
this.memory = memory;
this.screen = screen;
}
public void Boot(){
System.out.println("开机~~~");
}
public void PowerOff(){
System.out.println("关机~~~");
}
public void SurfInternet(){
System.out.println("上网~~~");
}
}
public class TestComputer {
public static void main(String[] args) {
Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14");
System.out.println(p.brand); // default属性：只能被本包中类访问
System.out.println(p.screen); // public属性： 可以任何其他类访问
// System.out.println(p.cpu); // private属性：只能在Computer类中访问，不能被其他类访问
}
}

被private修饰的属性,然后你试图在其他类通过 "对象.这个属性"来访问它,但是访问不到,这个过程体现的就是封装.

那有没有方法来访问被private修饰的属性呢,是有的,我们可以通过get和set方法来对被private修饰的属性进行设置和访问.

package Class_Object;

public class People {
    private String name;
    private int age;


    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return this.name;
    }


    public People(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
}
class Test{
    public static void main(String[] args) {
        People people = new People("小白",18);
//        people.name = "小黑";name被private修饰,我们无法在不同类里面访问它
        people.setName("小黑");//我们可以通过set方法来设置这个private修饰的属性
        System.out.println(people.getName());//再调用getName这个方法来获得这个属性的值
    }
}

6. static成员

被static修饰的成员方法或者成员变量是属于类的,是类方法,类变量,是独一份的.像普通成员方法和变量,我们创建一个新的对象就会开辟新的空间,每个对象就都会有一份成员方法和成员变量.而被static修饰的类方法和类变量是属于类的,只有一份.

6.1 学生类例子:



public static void main(String[] args) {
Student s1 = new Student("Li leilei", "男", 18, 3.8);
Student s2 = new Student("Han MeiMei", "女", 19, 4.0);
Student s3 = new Student("Jim", "男", 18, 2.6);
}
}

假设三个同学是同一个班的，那么他们上课肯定是在同一个教室，那既然在同一个教室，那能否给类中再加一个成员变量，来保存同学上课时的教室呢？答案是不行的。

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修饰的成员方法和变量

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)

public class Student{
public String name;
public String gender;
public int age;
public double score;
public static String classRoom = "Bit306";
// ...
public static void main(String[] args) {
// 静态成员变量可以直接通过类名访问
System.out.println(Student.classRoom);
Student s1 = new Student("Li leilei", "男", 18, 3.8);
Student s2 = new Student("Han MeiMei", "女", 19, 4.0);
Student s3 = new Student("Jim", "男", 18, 2.6);
// 也可以通过对象访问：但是classRoom是三个对象共享的
System.out.println(s1.classRoom);
System.out.println(s2.classRoom);
System.out.println(s3.classRoom);
}
}

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

public class Student{
// ...
private static String classRoom = "Bit306";
// ...
public static String getClassRoom(){
return classRoom;
}
}

public class TestStudent {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Student.getClassRoom());
}
输出：Bit306

【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

总之:我个人认为,当某个属性的值是确定的时候,比如班级,我们就可以使用static修饰这个属性,同一样,当这个方法也是不需要变动的时候,我们也使用static来修饰这个方法.这样就可以节省很多的空间.

7. 代码块

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：

7.1 普通代码块: 定义在方法中的代码块(少见)

public class Main{
public static void main(String[] args) {
{ //直接使用{}定义，普通方法块
int x = 10 ;
System.out.println("x1 = " +x);
} in
t x = 100 ;
System.out.println("x2 = " +x);
}
} /
/ 执行结果
x1 = 10
x2 = 100

7.2 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。

public class Student{
//实例成员变量
private String name;
private String gender;
private int age;
private double score;
public Student() {
System.out.println("I am Student init()!");
} /
/实例代码块
{
this.name = "bit";
this.age = 12;
this.sex = "man";
System.out.println("I am instance init()!");
}
public void show(){
System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" sex: "+sex);
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Student stu = new Student();
stu.show();
}
} /
/ 运行结果
I am instance init()!
I am Student init()!
name: bit age: 12 sex: man
public class Student{
private String name;
private String gender;
private int age;
private double score;
private static String classRoom;
//实例代码块
{
this.name = "bit";
this.age = 12;

7.3 静态块: 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。

public class Student{
private String name;
private String gender;
private int age;
private double score;
private static String classRoom;
//实例代码块
{
this.name = "bit";
this.age = 12;
this.gender = "man";
System.out.println("I am instance init()!");
} /
/ 静态代码块
static {
classRoom = "bit306";
System.out.println("I am static init()!");
}
public Student(){
System.out.println("I am Student init()!");
}
public static void main(String[] args) {
Student s1 = new Student();
Student s2 = new Student();
}
}

同步代码块（后续讲解多线程部分再谈）

7.4 整体的实例:

package Class_Object;

public class Student {
    public String name;
    public int age;
    public int ID;
    public static String classRoom ;//静态的成员变量不属于对象,属于类
    public Student(){
        //重载
        //在构造方法里面调用其他构造方法,不能自己调用自己
        this("小黑",89);
    }
    public Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("我是构造方法");
    }
    static {
        //静态代码块
        //一般用来初始化静态成员变量
        //一般在类加载被调用
        classRoom = "337";
        System.out.println("这个是静态代码块");
    }
    {
        //对普通成员变量进行初始化
        this.ID = 2022011;
        System.out.println("这个是构造代码块/实例代码块");//实例化的时候调用
    }
    public void eat() {
        System.out.println(this.name + "正在吃饭");
//alt +insert这个可以快速生成构造方法
    }

    public static void fuc(){//func这个静态方法直接通过类名就能调用,不依赖对象
        System.out.println("静态的方法");
//        System.out.println(this.name);//name的调用需要对象的引用来调用,依赖对象,所以会报错
    }
    //TODO toString

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", ID=" + ID +
                '}';
    }

    public static void main(String[] args) {
        //静态先执行(只执行一次)
        //执行构造代码块
        //构造方法
        Student student = new Student("小白",19);
//        student.eat();
        System.out.println("==============");
        Student student1 = new Student("小黑",19);
        {
            System.out.println("我是普通代码块");
        }
        System.out.println(student1.toString());//打印对象内容
        System.out.println(student1);//打印对象内容
        }
    }
//执行结果:
这个是静态代码块
这个是构造代码块/实例代码块
我是构造方法
==============
这个是构造代码块/实例代码块
我是构造方法
我是普通代码块
Student{name='小黑', age=19, ID=2022011}
Student{name='小黑', age=19, ID=2022011}

由上述代码我们可以知道:

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)实例代码块只有在创建对象时才会执行

8. 对象的打印

在上一个代码中,我们就用到了对象的打印方法:toString(), 这个方法就是来打印对象的属性,但是如果不重写(后续讲)就只会打印地址:


class Student {
    public String name;
    public int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student("小白",18);
        //我们没有重写toString方法,直接调用
        System.out.println(student.toString());
    }
}
//运行结果:
Student@1540e19d

Process finished with exit code 0

如果我们重写了toString()方法,就可以成功打印出对象的属性值了


class Student {
    public String name;
    public int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {//这个就是重写的toString方法
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student("小白",18);
        //重写了之后再调用
        System.out.println(student.toString());
    }
}
//运行结果:
Student{name='小白', age=18}

Process finished with exit code 0