探索Java面向对象编程的奇妙世界(二)

news2025/1/11 16:01:45

- ⭐ 对象和类的详解
- ⭐ 构造方法(构造器 constructor)
- ⭐ 构造方法的重载
- ⭐ 面向对象的内存分析

⭐ 对象和类的详解

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类可以看做是一个模版，或者图纸，系统根据类的定义来造出对象。我们要造一个汽车，怎么样造？类就是这个图纸，规定了汽车的详细信息，然后根据图纸将汽车造出来。

类：我们叫做 class。对象：我们叫做Object,instance(实例)。

注意：

🐟	类可以看成一类对象的模板，对象可以看成该类的一个具体实例。
🐟	类是用于描述同一类型的对象的一个抽象概念，类中定义了这一类对象所应具有的共同的属性、方法。

类的定义
【eg】类的定义方式

// 每一个源文件必须有且只有一个public class，并且类名和文件名保持一致！
	public class Car { 
	}
	class Tyre { // 一个Java文件可以同时定义多个class
	}
	class Engine {
	}
	class Seat {
	}

对于一个类来说，有三种成员：属性 field、方法 method、构造器 constructor。
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属性（field 成员变量）

属性用于定义该类或该类对象包含的数据或者说静态特征。属性作用范围是整个类体。在定义成员变量时可以对其初始化，如果不对其初始化，Java 使用默认的值对其初始化。

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属性定义格式：

[修饰符] 属性类型 属性名 = [默认值] ;

方法

方法用于定义该类或该类实例的行为特征和功能实现。方法是类和对象行为特征的抽象。面向对象中，整个程序的基本单位是类，方法是从属于类和对象的。

	[修饰符] 方法返回值类型 方法名(形参列表) {
			// n 条语句
	}

【eg】编写简单的学生类

	public class SxtStu {
		 //属性（成员变量）
		int id;
		String sname;
		int age;
		//方法
		void study(){
			System.out.println("我正在学习！");
	}
		//构造方法
		SxtStu(){
	}
}

简单内存分析
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源代码

	public class SxtStu {
		int id;
		int age;
		String sname;
	public void study(){
		System.out.println("学习");
}
	public void kickball(){
		System.out.println("踢球");
}
	public static void main(String[] args) {
		SxtStu s1=new SxtStu();
		System.out.println(s1.id);
		System.out.println(s1.sname);
		s1.id = 1001;
		s1.sname = "高淇";
		System.out.println(s1.id);
		System.out.println(s1.sname);
	}
}

⭐ 构造方法(构造器 constructor)

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声明格式：

	[修饰符] 类名(形参列表){
		//n 条语句
	}

构造器 4 个要点：

🐟	构造器通过 new 关键字调用！！
🐟	构造器虽然有返回值，但是不能定义返回值类型(返回值的类型肯定是本类)，不能在构造器里使用 return 返回某个值。
🐟	如果我们没有定义构造器，则编译器会自动定义一个无参的构造方法。如果已定义则编译器不会自动添加！
🐟	构造器的方法名必须和类名一致！

【eg】

需求：
1.定义一个“点”（Point）类用来表示二维空间中的点（有两个坐标）。要求如下：
2.可以生成具有特定坐标的点对象。
3.提供可以计算该“点”距另外一点距离的方法。

	class Point {
		double x, y;
		public Point(double _x, double _y) {
		x = _x;
		y = _y;
	}
	public double getDistance(Point p) {
		return Math.sqrt((x - p.x) * (x - p.x) + (y - p.y) * (y - p.y));
}
	public static void main(String[ ] args) {
		Point p1 = new Point(3.0, 4.0);
		Point origin = new Point(0.0, 0.0);
			System.out.println(p1.getDistance(origin));
		}
}

⭐ 构造方法的重载

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【eg】构造方法重载(创建不同用户对象)

	public class User {
		int id; // id
		String name; // 账户名
		String pwd; // 密码

	public User() {
	}
	
	public User(int id, String name) {
		this.id = id;
		this.name = name;
	}

	public User(int id, String name, String pwd) {
		this.id = id;
		this.name = name;
		this.pwd = pwd;
	}

	public static void main(String[ ] args) {
		User u1 = new User();
		User u2 = new User(101, "高小七");
		User u3 = new User(100, "高淇", "123456");
	}
}

注意：

如果方法构造中形参名与属性名相同时，需要使用 this 关键字区分属性与形参。
 this.id 表示属性 id；id 表示形参 id

⭐ 面向对象的内存分析

下面我带大家了解下程序的执行过程中，内存到底发生了什么变化，让大家做到“心中有数”，通过更加形象方式理解程序的执行方式。

JAVA 虚拟机内存模型概念
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我们前面做过的内存分析过程：
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Java 虚拟机的内存可以分为三个区域：栈 stack、堆 heap、方法区 method area。

虚拟机栈（简称：栈）的特点如下：

🐟	栈描述的是方法执行的内存模型。每个方法被调用都会创建一个栈帧（存储局部变量、操作数、方法出口等）
🐟	JVM 为每个线程创建一个栈，用于存放该线程执行方法的信息（实际参数、局部变量等）
🐟	栈属于线程私有，不能实现线程间的共享！
🐟	栈的存储特性是“先进后出，后进先出”
🐟	栈是由系统自动分配，速度快！栈是一个连续的内存空间！

堆的特点如下：

🐟	堆用于存储创建好的对象和数组(数组也是对象)
🐟	JVM 只有一个堆，被所有线程共享
🐟	堆是一个不连续的内存空间，分配灵活，速度慢！
🐟	堆被所有的线程所共享，在堆上的区域，会被垃圾回收器做进一步划分，例如新生代、老年代的划分。

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方法区（也是堆）特点如下：

🐟	方法区是 JAVA 虚拟机规范，可以有不同的实现。
				i. JDK7 以前是“永久代”
				ii. JDK7 部分去除“永久代”，静态变量、字符串常量池都挪到了堆内存中
				iii. JDK8 是“元数据空间”和堆结合起来。
🐟	JVM 只有一个方法区，被所有线程共享！
🐟	方法区实际也是堆，只是用于存储类、常量相关的信息！
🐟	用来存放程序中永远是不变或唯一的内容。
🐟	常量池主要存放常量：如文本字符串、final 常量值。

【eg】编写 Person 类并分析内存

	public class Person {
		String name;
		int age;
	
	public void show(){
		System.out.println(name);
	}

	public static void main(String[ ] args) {
		// 创建p1对象
		Person p1 = new Person();
		p1.age = 24;
		p1.name = "张三";
		p1.show();
		// 创建p2对象
		Person p2 = new Person();
		p2.age = 35;
		p2.name = "李四";
		p2.show();
 		Person p3 = p1;
 		Person p4 = p1;
 		p4.age = 80;
	 	System.out.println(p1.age);
	}
}

运行时的内存分配图（执行到最后一步对应的图形）:
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参数传值机制
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Java 中，方法中所有参数都是“值传递”，也就是“传递的是值的副本”。也就是说，我们得到的是“原参数的复印件，而不是原件”。

基本数据类型参数的传值

传递的是值的副本。 副本改变不会影响原件。

引用类型参数的传值

传递的是值的副本。但是引用类型指的是“对象的地址”。因此，副本和原参数都指向了同一个“地址”，改变“副本指向地址对象的值，也意味着原参数指向对象的值也发生了改变”。

【eg】多个变量指向同一个对象

	public class User {
		int id; //id
		String name; //账户名
		String pwd; //密码
	public User(int id, String name) {
		this.id = id;
		this.name = name;
}
	public static void main(String[ ] args) {
		User u1 = new User(100, "高小七");
		User u3 = u1;
		System.out.println(u1.name);
		u3.name="张三";
		System.out.println(u1.name);
	}
}