Java基础篇--对象和类

news2024/11/24 6:43:48

对象（Object）

类（Class）

构造方法

创建对象

访问对象的成员

总结

在面向对象中，为了做到让程序对事物的描述与事物在现实中的形态保持一致，面向对象思想中提出了两个概念，即类和对象。在Java程序中类和对象是最基本、最重要的单元。类表示某类群体的一些基本特征抽象，对象表示一个个具体的事物。

例如，在现实生活中，学生就可以表示为一个类，而一个具体的学生，就可以称为对象。一个具体的学生会有自己的姓名和年龄等信息，这些信息在面向对象的概念中称为属性；学生可以看书和打篮球，而看书和打篮球这些行为在类中就称为方法。类与对象的关系如下图。

在上图中，学生可以看作是一个类，小明、李华、大军都是学生类型的对象。类用于描述多个对象的共同特征，它是对象的模板。对象用于描述现实中的个体，它是类的实例。对象是根据类创建的，一个类可以对应多个对象。

对象（Object）

对象是具体的实体，它具有状态和行为。在现实世界中，我们可以将对象看作是具体的事物，如人、车、动物等。在Java中，对象是根据类定义而创建的实例。每个对象都有自己独特的状态，并能够执行与其相关的操作。

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。

类（Class）

类是一个模板或蓝图，用于创建对象。类定义了对象的属性（也称为字段）和行为（也称为方法）。在类定义中，我们可以指定对象应具有的字段和方法，然后通过该类创建多个对象。

字段：字段是类中的变量，用于存储对象的数据。字段可以表示对象的各种属性，如姓名、年龄、颜色等。字段可以根据需要进行私有或公共的访问控制。
方法：方法是类中的函数，用于定义对象的行为。方法包含一系列语句，描述了对象应该如何执行某些操作。例如，一个人的类可能有一个 sayHello() 方法来实现打招呼的行为。

创建一个简单的类来理解下 Java 中类的定义：

public class Person {
    String name;
    int age;
    String gender;
    String occupation;
    
    void eat() {
        // 实现人吃饭的逻辑
    }
    
    void work() {
        // 实现人工作的逻辑
    }
    
    void sleep(){
        // 实现人睡觉的逻辑
    }
    
    void introduce(){
        // 实现人介绍自己的逻辑
    }
}

一个类可以包含以下类型变量：

局部变量（Local Variables）：局部变量是在方法、构造方法或语句块中声明的变量。它们只在声明它们的作用域内可见，并且在程序执行离开该作用域后将自动销毁。局部变量必须显式声明并初始化，才能在作用域内使用。
成员变量（Instance Variables）：成员变量是定义在类中、方法体之外的变量。每个对象创建时，会为每个成员变量分配内存空间，并根据其数据类型设置默认值。成员变量在对象的整个生命周期内存在，可以通过对象引用访问。
类变量（Class Variables）：类变量也称为静态变量，是被声明为 static 关键字的成员变量。与成员变量不同，类变量属于类本身而不是对象实例。类变量在第一次使用时会被初始化，并且在整个程序执行过程中保持唯一的副本。它们可以通过类名称直接访问，无需创建类的对象。

构造方法

在Java中，构造方法（Constructor）是一种特殊的方法，用于创建和初始化对象。构造方法与类名相同，没有返回类型（包括void），并且在使用 new 关键字创建对象时自动被调用。

Java中的构造方法可以分为两种类型：无参构造方法和有参构造方法。

无参构造方法：
- 无参构造方法没有参数。
- 如果一个类中没有显式定义构造方法，编译器会默认提供一个无参构造方法。
- 无参构造方法可以用来创建一个默认的对象，其中的实例变量会被设置为默认值。
有参构造方法：
- 有参构造方法带有一个或多个参数，用于接收外部传入的数据。
- 使用有参构造方法时，需要根据参数列表的类型和顺序传入对应的参数值。
- 有参构造方法可以根据传入的参数值来初始化实例变量，设置对象的初始状态。

示例代码：

public class Main {
    private String brand;
    private String color;
    private int year;

    // 无参构造方法
    public Main() {
        this.brand = "未知";
        this.color = "绿色";
        this.year = 2021;
    }

    // 有参构造方法
    public Main(String brand, String color, int year) {
        this.brand = brand;
        this.color = color;
        this.year = year;
    }

    // getter和setter方法
    public String getBrand() {
        return brand;
    }

    public void setBrand(String brand) {
        this.brand = brand;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    public int getYear() {
        return year;
    }

    public void setYear(int year) {
        this.year = year;
    }


    public static void main(String[] args) {
        // 使用无参构造方法创建对象
    	Main car1 = new Main();
        System.out.println("车辆1 - 品牌: " + car1.getBrand());
        System.out.println("车辆1 - 颜色: " + car1.getColor());
        System.out.println("车辆1 - 年份: " + car1.getYear());

        // 使用有参构造方法创建对象
        Main car2 = new Main("未知", "红色", 2022);
        System.out.println("车辆2 - 品牌: " + car2.getBrand());
        System.out.println("车辆2 - 颜色: " + car2.getColor());
        System.out.println("车辆2 - 年份: " + car2.getYear());
    }
}

运行结果

创建对象

在Java中，我们使用 new 关键字来创建对象。创建一个对象的过程称为实例化。当我们创建一个新对象时，Java会为其分配内存，并调用对象的构造方法（如果有的话）来初始化对象的状态。

创建对象的一般步骤如下：

定义一个类：首先，需要定义一个类，其中包含了对象的属性和行为（即字段和方法）。
声明对象变量：通过在类外部声明一个对象变量，指定对象的类型。
创建对象：使用 new 关键字创建对象，并将其分配到内存中。
访问对象的属性和方法：通过对象变量来访问对象的属性和方法。

以下是一个简单的示例代码，演示如何创建一个包含属性和方法的类，并使用该类创建对象：

public class Person {
    private String name; // 姓名属性

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

    public void sayHello() {
        System.out.println("你好，我叫" + name);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person(); // 创建对象

        person.setName("张三"); // 设置姓名属性
        person.sayHello(); // 调用方法，输出问候语
    }
}

访问对象的成员

一旦我们创建了对象，就可以通过使用点操作符 . 来访问对象的字段和方法。对于公共字段和方法，我们可以直接通过对象引用来访问；对于私有字段和方法，我们通常会提供公共的 getter 和 setter 方法来进行间接访问。

Getter 和 Setter 方法：Getter 方法用于获取对象的字段值，Setter 方法用于设置对象的字段值。通过这些方法，我们可以控制对字段的访问和修改，并提供封装性和安全性。

Getter方法用于获取私有字段的值，并以特定的命名约定命名，一般使用"get"作为前缀。例如，如果我们有一个私有的整型字段名为"age"，对应的getter方法可以命名为"getAge"，其返回类型为整型。
Setter方法用于设置私有字段的值，并以特定的命名约定命名，一般使用"set"作为前缀。例如，如果我们有一个私有的字符串字段名为"name"，对应的setter方法可以命名为"setName"，其参数类型为字符串。