JavaSE入门篇——类和对象（实例理解）

一、面向对象简述

面向对象是一种现在最为流行的程序设计方法，几乎现在的所有应用都以面向对象为主了，最早的面向对象的概念实际上是由IBM提出的，在70年代的Smaltalk语言之中进行了应用，后来根据面向对象的设计思路，才形成C++，而由C++产生了Java这门面向对象的编程语言。

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

相比于面向对象，更多的是要进行子模块化的设计，每一个模块都需要单独存在，并且可以被重复利用，所以，面向对象的开发更像是一个具备标准的开发模式。

在面向对象定义之中，也规定了一些基本的特征：

（1）封装：保护内部的操作不被破坏；
（2）继承：在原本的基础之上继续进行扩充；
（3）多态：在一个指定的范围之内进行概念的转换。

二、类与对象的基本概念

类：是抽象的概念集合，表示的是对一个实体对象的描述，类之中定义的是属性和行为方法；

对象：对象是一种个性的表示，表示一个独立的个体，每个对象拥有自己独立的属性，依靠属性来区分不同对象

可以一句话来总结出类和对象的区别：类是对象的模板，对象是类的实例。类只有通过对象才可以使用，而在开发之中应该先产生类，之后再产生对象。类不能直接使用，对象是可以直接使用的。

三、类的定义与使用

在Java中定义类，使用关键字class完成。语法如下：

// 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
}
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class为定义类的关键字，ClassName为类的名字，{}中为类的主体；
范例，定义一个student类：

class student{
    String name;
    int age;
    String classroom;
    public void show() {        // 与main方法不同的是没有static
        System.out.println("姓名：" + name + "，年龄：" + age+",班级："+classroom) ;
    }
}
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类定义完成之后，还没有一个具体的对象。如果要使用类，必须创建一个对象，那么由于类属于引用数据类型，所以对象的产生格式（两种格式）如下：

（1）格式一：声明并实例化对象

类名称 对象名称 = new 类名称 () ;

（2）格式二：先声明对象，然后实例化对象：

类名称 对象名称 = null ;
对象名称 = new 类名称 () ;

引用数据类型与基本数据类型最大的不同在于：引用数据类型需要内存的分配和使用。所以，关键字new的主要功能就是分配内存空间，也就是说，只要使用引用数据类型，就要使用关键字new来分配内存空间。

那么调用对象的语法是什么呢？

对象.属性：表示调用类之中的属性；
对象.方法()：表示调用类之中的方法。

范例：使用对象操作类：

class student{
    String name;
    int age;
    String classroom;
    public void show() {        // 没有static
        System.out.println("姓名：" + name + "，年龄：" + age+",班级："+classroom) ;
    }
}

public class text3 {
    public static void main(String[] args) {
        //student student1 = null;
       // student1=new student() ;// 第一种声明并实例化对象
        student student1 = new student() ;// 第二种声明并实例化对象
        student1.name = "张三" ;//操作属性内容
        student1.age = 30 ;//操作属性内容
        student1.classroom="jike" ;//操作属性内容
        student1.show() ;//调用类中的get()方法
    }
}
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运行结果如下：

我们从内存的角度分析类的内存。首先，给出两种内存空间的概念：

（1）堆内存：保存对象的属性内容。堆内存需要用new关键字来分配空间；

（2）栈内存：保存的是堆内存的地址（在这里为了分析方便，可以简单理解为栈内存保存的是对象的名字）。

任何情况下，只要看见关键字new，都表示要分配新的堆内存空间，一旦堆内存空间分配了，里面就会有类中定义的属性，并且属性内容都是其对应数据类型的默认值。（除过char默认\u0000'，boolean默认false，引用类型默认null外都是默认为0）

注：程序只声明对象，但并没有实例化对象（只有了栈内存，并没有对应的堆内存空间），则程序可以正常编辑，但是在执行的时候会出现“NullPointerException（空指向异常）”。所以我们要尽可能的避免这种无意义的写法。

接下来我们看一看对象引用分析的传递

class student{
    String name;
    int age;
    String classroom;
    public void show() {        // 没有static
        System.out.println("姓名：" + name + "，年龄：" + age+",班级："+classroom) ;
    }
}

public class text3 {
    public static void main(String[] args) {
        student student1 = null;
        student1=new student() ;// 声明并实例化对象
        student1.name = "张三" ;//操作属性内容
        student1.age = 30 ;//操作属性内容
        student1.classroom="jike" ;//操作属性内容
        //student1.show() ;//调用类中的get()方法

        student student2 = new student() ;// 声明并实例化对象
        student2.name = "李四" ;//操作属性内容
        student2.age = 25 ;//操作属性内容
        student2.classroom="jike" ;//操作属性内容
        //student2.show() ;//调用类中的get()方法

        student1=student2;
        student1.show() ;
    }
}
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输出结果如下：

这时候student1指向的内容变成student2指向的那片空间，而一开始student1指向的那片空间没有任何对象指向，则变成一块垃圾。

垃圾：指的是在程序开发之中没有任何对象所指向的一块堆内存空间，这块空间就成为垃圾，所有的垃圾将等待GC（垃圾收集器）不定期的进行回收与空间的释放。

四、this引用

我们先读下列代码：

class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    public void setDay(int y, int m, int d){
        year = y;
        month = m;
        day = d;
    }
    public void printDate(){
        System.out.println(year + "/" + month + "/" + day);
    }
    public static void main(String[] args) {
// 构造三个日期类型的对象 d1 d2 d3
        Date d1 = new Date();
        Date d2 = new Date();
        Date d3 = new Date();
// 对d1，d2，d3的日期设置
        d1.setDay(2020,9,15);
        d2.setDay(2020,9,16);
        d3.setDay(2020,9,17);
// 打印日期中的内容
        d1.printDate();
        d2.printDate();
        d3.printDate();
    }
}

public class text1 {
    public static void main(String[] args) {

    }
}
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打印正常：

但是在我们书写类方法时，都会为了可读性而使用的形参名不小心与成员变量名相同：

public void setDay(int year, int month, int day){
        year = year;
        month = month;
        day = day;
    }
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就会导致计算机读不懂函数体中到底是谁给谁赋值？ 成员变量给成员变量？参数给参数？参数给成员变量？成员变量参数？估计自己都搞不清楚了。就会造成如下结果：

三个对象都在调用setDate和printDate函数，但是这两个函数中没有任何有关对象的说明，setDate和printDate函数如何知道打印的是那个对象的数据呢？

一切让this引用来揭开这层神秘的面纱。

什么是this引用呢？

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);
}
}
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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();
}
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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

五、对象的构造及初始化

我们知道在Java方法内部定义一个局部变量时，必须要初始化，否则会编译失败。我们的类在使用的时候也是，每次对象创建好后调用SetDate方法设置具体日期，比较麻烦。这时候就应人们的需求，有了构造方法！

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
   }
}
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注：

1.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（名字相同，参数列表不同）；
2.在类中，没有定义任何构造方法，编译器会默认生成一个不带参数的构造方法，一旦用户定义，编译器则不再生成。

构造方法中，可以通过this调用其他构造方法来简化代码

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;
}
}
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六、static成员

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.

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);
//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)
System.out.println(s3.classRoom);
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注：类变量存储在方法区当中

Java中，被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 。.（具体说明在博主博客封装中具体介绍）

【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
4. 静态方法中不能调用任何非静态方法，因为非静态方法有this参数，在静态方法中调用时候无法传递this引用

七、 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：

• 普通代码块
• 构造块
• 静态块
• 同步代码块（多线程部分详谈，此处不多介绍）

普通代码块：定义在方法中的代码块；

public class Main{
    public static void main(String[] args) {
    { //直接使用{}定义，普通方法块，一般不使用
       int x = 10 ;
       System.out.println("x1 = " +x);
    }
       int x = 100 ;
       System.out.println("x2 = " +x);
  }
}
// 执行结果
x1 = 10
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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();
  }
}
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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();
  }
}
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注：

1.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
2.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

文章结束，内容不断，后续继续！