类和对象的初步介绍

面向对象的初步认识

什么是面向对象

Java是一门纯面向对象的语言（简称OOP），在面向对象的世界里，一切皆为对象。面向对象是一种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。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。

面向对象与面向过程

1. 传统洗衣服过程
   
   
   传统的方式：注重的是洗衣服的过程，少了一个环节都可能不行。
   而且不同的衣服洗的方式、时间、拧干方式都不同，处理起来我们必须逐过程解决。如果换成洗鞋子，过程还要使用另一种方式。
   按照这种方式来写代码，如需求改变，将来扩展或者维护起来会很麻烦。
2. 现代洗衣服
   

总共有四个对象：人、衣服、洗衣机。
整个洗衣服的过程就变成了人设置洗衣机，让洗衣机洗衣服的过程。
一面向对象方式来进行处理，就不关注洗衣服的过程，具体是怎麽洗衣服我们并不关注，我们只需要对洗衣机进行交互即可。通过对象间的交互来完成任务。
【注意】面向对象和面向过程是解决问题的两种思路，并没有好坏之分。

类定义和使用

面向对象设计的重点是对象。而对象是生活中的实体，如洗衣服，房子。

简单认识类

***类是用来对一个实体（对象）来进行描述的，***主要描述该对象的具体属性和功能。描述之后计算机即可识别和使用。

比如：类：手机
属性：品牌，颜色，系统…
功能：打电话，看视频，听音乐…

接下来让我们在Java中来定义。

类的定义格式

在Java中定义类时需要用到 class 关键字，格式如下：

class className {
//成员属性
//方法
}

class 为定义类时的关键字，className 为类的名字，{}内为类的主体。
类中包含的内容称为类的成员。属性主要是用来描述类的，称为类的成员属性或者成员变量。方法主要说明类的功能，称为类的成员方法。
这里我们定义一个狗的类。

//关于狗的类
class Dog {
    //成员属性 成员变量
    public String name;
    public int age;

    //成员方法
    public void eat() {
        System.out.println("吃骨头！");
    }
    public void run() {
        System.out.println("用四条腿奔跑！");
    }

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【注意事项】

1. 类名注意采用大驼峰的形式；

随堂练习

定义一个学生类

//定义一个学生类
class Student {
    //成员属性 成员变量
    public String name;
    public int age;
    public int achievement;

    //成员方法
    public void DoHomeork() {
        System.out.println("写作业！");
    }
    public void play() {
        System.out.println("去玩耍！");
    }

}
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【注意事项】

1. 一般一个文件当中只有一个类；
2. main 方法所在的类要使用 public 修饰（注意：Eclipse 默认会在 public 修饰的类中找 main 方法）；
3. public 修饰的类必须要和文件名相同；
4. 不要轻易去修改 public 修饰的类的名称，如果要修改，通过开发工具修改。

类的实例化

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种新的类型。比如上述的：DOG 和 Student 类。
用类创建对象的过程，称为类的实例化。在Java中采取 new 关键字，配合类名来实例化的对象。

//狗
//实例化对象
class Dog {
    public String name;
    public int age;

    public void wangwang() {
        System.out.println("汪汪叫！");
    }

    public void run() {
        System.out.println("用四条腿奔跑!");
    }
}

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog1 = new Dog();//通过new实例化对象
        dog1.name = "汪汪队";
        dog1.age = 1;
        dog1.run();
        dog1.wangwang();

        //再实例化一个对象
        Dog dog2 = new Dog();
        dog2.name = "哮天犬";
        dog2.age = 100;
        dog2.run();
        dog2.wangwang();
    }
}
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【注意事项】

• new关键字是用来创建一个对象的实例；
• 使用 . 来访问对象中的属性和方法；
• 用同一类可以创建N个实例；

类和对象的说明

1. 类知识一个模型一样的东西，用来对实体进行描述，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. 一个类可以实例化多个对象，实例化出来的对象占用实际的物理空间，储存成员变量；
4. 通俗一点来讲，类相当于一个统称，像：房子。但我们并不知道这个房子的具体细节。实例化一个对象相当于一个具体的、真实存在的房子，像：一个三层楼，带花园的小别墅。类实例化一个对象相当于通过通过图纸造房子。
   

this 引用

为什么要有this引用

//this 应用
//为什么要有this引用
class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;

    public void setDate(int y, int m, int d) {
        year = y;
        month = m;
        day = d;
    }
    public void printDate() {
        System.out.println(year + "." + month + "." + day);
    }
}

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Date d1 = new Date();
        Date d2 = new Date();
        Date d3 = new Date();

        d1.setDate(2022, 11, 17);
        d2.setDate(2011, 11, 12);
        d3.setDate(2001, 1, 30);

        d1.printDate();
        d2.printDate();
        d3.printDate();
    }

}
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以上代码定义了一个日期类， 同时main方法中创建了三个对象，通过对Date类中的成员方法我们可以对对象进行初始化和打印。但是有两个疑问。
1. 参数名与成员变量相同时会发生什么？

public void setDate(int year, int month, int day) {
        year = year;
        month = month;
        day = day;
    }
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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？这样我们又能否进行初始化？
2. 三个对象都在调用setDate和printDate函数，但是这两个函数中并没有任何有关对象的说明，setDate和printDate函数如何知道对象的数据呢？

接下来让我们揭开this神秘的面纱。

什么时this引用

***this应用指向当前对象，在成员方法中对成员变量的操作，都是通过引用去访问。***只不过所有的操作对用户都是透明的，即用户不需要自己来传递，编译器会帮你完成。

在实际的操作过程中编译器都会加上这样的参数，以便识别不同的对象。
【注意】this引用的时调用成员方法的对象。

this引用的特性

1. this的类型：对应类类型的引用，即哪个对象调用就是那个对象的引用类型；
2. this只能在“成员方法”里使用；
3. 在“成员方法”里，this只能引用当前对象。
4. this是一个隐蔽的参数。编译器会自动传递，编译器会负责将调用成员方法的对象的引用传递给“成员方法”，this用来接收对象的引用。

对象的构造和初始化

构造方法

概念

构造方法（也称构造器）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只能调用一次。

/构造方法
//概念
class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;

    //构造方法
    //名字要与类名熊，没有放回值，void也不行
    //一般情况下使用public修饰
    //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能调用一次。
    public Date(int year, int month, int day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
        System.out.println("Date带参数的构造别调用了一次");
    }

    public void printDate() {
        System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
    }
}

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        //此处创建对象时，构造方法自动被调用
        Date d = new Date(2022, 11, 17);
        d.printDate();
    }
}
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【注意】构造方法的作用是对对象中的成员进行初始化，并不负责开辟空间。

特性

1. 名字要与类名相同；
2. 没有返回值，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能调用一次。如果当时没有进行赋值，只能在接下来的步骤中，自己手动赋值。
4. 如果用户自己没有写构造方法，编译器会自动提供一套无参的、默认的构造方法。【注意】如果自己写了构造方法，默认的构造方法将不会被提供。
5. 构造方法可以重载（根据自己的需求提供不同参数的构造方法）；
6. 构造方法中，可以通过this调用其他的构造方法；【注意】this(…)必须在构造方法中第一条语句；不能相互调用

//this调用其他的构造方法
class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;

    public Date() {
        //这里的this调用了另一个带参的构造方法
        //this(...)必须放在构造方法的第一行
        this(2000, 1, 1);
        System.out.println("Date不带参数的构造方法被调用了一次");
    }
    
    public Date(int year, int month, int day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
        System.out.println("Date带参数的构造别调用了一次");
    }

    public void printDate() {
        System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
    }
}

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        //此处创建对象时，构造方法自动被调用
        Date d = new Date();
        d.printDate();
    }
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默认初始化

在上文中提出的第二个问题：为什么局部变量在使用时必须初始化，而成员变量不需要呢？

//默认初始化
class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;

    public void printDate() {
        System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
    }
}

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        //此处创建对象时，构造方法自动被调用
        Date d = new Date();
        d.printDate();
    }
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要搞清楚这个过程，就要知道new关键字背后所发生的一些事情。

Date d = new Date(2021,6,9);

在程序层面只是一条简单的语句，但是在JVM层面需要做好多的事情：

1. 检测对象对应的类是否被加载，如果没有则加载；
2. 为对象分配空间；（对应上了上面的内容，构造方法并不负责开配空间）
3. 处理并发安全问题（保证给对象分配的空间并不冲突）
4. 初始化所分配的空间
   即：空间被申请好后，对象里面的成员变量会被设置一个初识的值，比如：

5. 调用构造方法，给对象各成员变量进行赋值。（实际上这是第二次更改成员变量的值，第一次是默认的值）；

就地初始化

在声明成员变量时，直接给出初始值。

//就地初始化
class Date {
    public int year = 2000;
    public int month = 1;
    public int day = 1;

    public void printDate() {
        System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
    }
}

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        //此处创建对象时，构造方法自动被调用
        Date d = new Date();
        d.printDate();
    }
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【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，添加到构造函数中。（意思如下）

封装

封装的概念

面向对象程序的三大特性：封装、继承、多态。
何为封装？简单的说就是套壳屏蔽细节。
比如：我们使用洗衣机的时候，我们只需要下达命令让其执行，我们不需要知道洗衣机工作原理和方法。
使用电脑进行办公时，我们只需下达命令让其操作，我们不需要关注电脑是如何实现这些功能的。
封装：将数据和操作数据的方法进行有机的结合，隐蔽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。

访问限定符

Java中主要通过类的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识，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：

比如：
public:可以理解为一个人的外貌特征，谁都能看到；
default:对于自己家族中（同一个包）不是什么秘密，对于其他人来说就是隐私了。
private:只有自己知道，其他人不知道。
【说明】

• default权限指：什么都不写的默认权限；
• 访问权限出了可以限定类中的成员可见性，也可以类的可见性
  【注意】一般情况下成员变量设置为private,成员方法设置为public.

//访问限定符
class Computer {
    private String cpu;
    private String memory;
    public String screen;
    String brand;

    public Computer(String cpu, String memory, String screen, String brand) {
        this.brand = brand;
        this.cpu = cpu;
        this.memory = memory;
        this.screen = screen;
    }

    public void Surflnternet() {
        System.out.println("上网！");
    }
}

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Computer p = new Computer("hw", "i7","8G","13*14");
        System.out.println(p.cpu);//这里cpu只能在自己的类中被访问，失败
        System.out.println(p.screen);//可以被其他类访问，成功
        System.out.println(p.brand);//可以在同一包被访问，成功
    }
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封装扩展之包

包的概念

在面向对象体系中，提出了一个软件包的概念，即：为了更好的管理类，把多个类收集在一起形成一个组，称为软件包。比如：我们为了更好的管理电脑中的音乐，我们可以将中文歌放在一个文件夹里，把英文歌放在另一个文件夹里，把日语歌放在另一个文件夹里。每一个文件夹就相当于一个包。

在Java中也引入了包。包是对类、接口等的封装机制的体现，是一种对类或者接口等的很好的组织方式，比如：一个包中的类不想被其他包中的类使用。包还有一个重要的作用：在同一个工程中允许存在相同名称的类，只要处在不同的包即可。

导入包中的类

Java中已经提供了很多现成的类供我们使用。例如Date类：可以使用java.util.Date导入java.util这个包中的Date类。
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//导入包中的类
public class test {
    public static void main(String[] args) {
        java.util.Date date = new java.util.Date();
        //得到一个毫秒级别的时间戳
        System.out.println(date.getTime());
    }
}
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这种写法有些麻烦，可以***使用import语句导入包。

import java.util.Date;

//导入包中的类
public class test {
    public static void main(String[] args) {
        //java.util.Date date = new java.util.Date();
        Date date = new Date();
        //得到一个毫秒级别的时间戳
        System.out.println(date.getTime());
    }
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但是我们更建议显示的指定要导入的类名。否则还是容易出现冲突的情况（在不同的包中，有相同名称的类名会发生冲突）。

自定义包

【基本规则】

• 在文件中的最上方加上一个 package 语句指定该代码在那个包中。
• 包名需要尽量指定成唯一的名字，通常会用公司的 域名和颠倒形式（com.***.demo1)
• 包名要和代码路径相匹配。例如建造com.baidu.demo1的包，那么会存在一个对应的路径com/baidu/demo1来储存代码。
• 如果一个类没有package语句，则该类会被放到一个默认的包中。
  【操作步骤】

1. 在IDEA中先新建一个包：右键scr-> New -> 包
   
2. 在弹出的对话框中输入包名，例如com.baidu.demo1
   
3. 在包中创建类，右键包名 -> New -> Java Class, 然后输入类名即可。
   
4. 此时可以在我们的磁盘上的目录结构已经被IDEA自动创建出来了。
   
   5.同时我们也可以看到在新建的Test.java文件的最上方，就出现了一个package语句。
   

包的访问权限控制举例

Computer类位于com.baidu.demo1包中，TestComputer位置com.baidu.demo2包中

package com.baidu.demo1;

public class Computer {
    String brand;
    private String cpu;
    private String memory;
    public String screen;

    public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {
        this.brand = brand;
        this.cpu = cpu;
        this.memory = memory;
        this.screen = screen;
    }

    public void Surflnternet() {
        System.out.println("网上冲浪~~~~");
    }
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package com.baidu.demo2;

import com.baidu.demo1.Computer;

public class TestComputer {
    public static void main(String[] args) {
        Computer p = new Computer("hw", "i7", "8G", "13*14");
        System.out.println(p.screen);
        //System.out.println(p.cpu);  //错误，cpu是私有的，不允许被其他类访问
        //System.out.println(p.brand);//错误，brand是默认的，不允许被其他包中的类访问
    }
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static成员

再谈学生类

使用前文中介绍的学生类实例化三个对象s1, s2, s3, 每个对象都有自己的名字，年龄，成绩等成员信息，这些信息就是对不同学生的描述，但是这几个学生都有一个相同的特性，我们将如何表示呢？
在Java中，被static修饰的成员，被称为静态成员，也称为类成员，其不属于某一个具体的对象，而是所有对象共享的。

static修饰成员变量

static修饰的成员变量，称为静态成员变量。
【静态成员变量特征】

1. 不属于某一个具体的对象，是类的属性，所有对象共享的，不存储在任何一个对象的空间中；
2. 可以通过对象访问，也可以通过类名访问，推荐使用类名访问；
3. 类变量储存在方法区中；
4. 生命周期伴随类的一生（随着类的加载而创建，随着类的卸载而销毁）；

//static修饰的成员变量
class Student {
    //成员属性 成员变量
    public String name;
    public int age;
    public int achievement;

    public static String school = "大肥羊学校";

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

    //成员方法
    public void DoHomework() {
        System.out.println("写作业！");
    }

    public void play() {
        System.out.println("去玩耍！");
    }
}

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("喜羊羊",10, 99);
        Student s2 = new Student("懒洋洋",9, 60);
        Student s3 = new Student("美羊羊",10, 83);

        //通过对象访问静态成员变量
        System.out.println(s1.school);
        System.out.println(s2.school);
        System.out.println(s3.school);

        //通过类访问静态成员变量
        System.out.println(Student.school);

    }
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static修饰成员方法

一般类中的数据成员都设置为private,而成员方法设置public，那样设置之后，Student类中school属性又如何在类外访问呢？

答案是我们可以通过方法方法来在类外访问和修改相关变量，实例如下：

//static修饰的成员变量
//成员变量使用private修饰，我们如何访问成员变量
class Student {
    //成员属性 成员变量
    private String name;
    private int age;
    private int achievement;

    private static String school = "大肥羊学校";

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

    //成员方法

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public int getAchievement() {
        return achievement;
    }

    public static String getSchool() {
        return school;
    }

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

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

    public void setAchievement(int achievement) {
        this.achievement = achievement;
    }

    public static void setSchool(String school) {
        Student.school = school;
    }

    public void DoHomework() {
        System.out.println("写作业！");
    }

    public void play() {
        System.out.println("去玩耍！");
    }
}

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("喜羊羊",10, 99);
        Student s2 = new Student("懒洋洋",9, 60);
        Student s3 = new Student("美羊羊",10, 83);

        //访问成员变量
        System.out.println(s1.getName());
        System.out.println(s2.getAge());
        System.out.println(s3.getAchievement());
        
        //访问静态成员变量
        System.out.println(Student.getSchool());
        
    }
}
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Java中，***被static修饰的成员方法称为静态成员方法，是类的方法。***静态成员变量一般通过静态成员方法来访问（如上述的getSchool()）.
【静态方法特征】

1. 不属于某个具体的对象，是类的方法；
2. 可以通过对象调用，也可以通过类名调用，推荐使用类名调用；
3. 不能在静态方法中访问任何非静态成员变量（与对象无关，是类的特征）；
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；
5. 静态方法无法重写，无法实现多态（后面的知识）；

static成员变量初始化

注意：今天太成员变量一般不会放在构造方法中来初始化，构造方法初始化的是与对象相关的实例属性。
静态成员变量的初始化分为来个两种：就地初始化和静态代码块初始化

1. 就地初始化
   在定义的时候直接给出初始值
   如上述的Student类

private static String school = "大肥羊学校”；

2.静态代码初始化
什么是静态代码块呢？继续往下看:)~~

代码块

代码块概念以及分类

***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词，又可以分为一下四种：

• 普通代码块
• 构造块
• 静态块
• 同步代码块（以后讲解）

普通代码块

定义在方法中的代码块。（非常少见）

//普通代码块
public class test {
    public static void main(String[] args) {
        {
            //此部分为普通代码块
            int x = 10;
            System.out.println(x);
        }
        int x = 30;
        System.out.println(x);
    }
}
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构造代码块

构造块：定义在类中的代码块（不加修饰词），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。（初始化成员变量的另一种方法）

//构造代码块
class Student {
    private String name;
    private int age;
    private int achievement;

    private static String school = "大肥羊学校";


    //构造代码块  实例代码块
    {
        name = "未知";
        age = 10;
        achievement = 100;
    }
    public Student() {

    }

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

    public void DoHomework() {
        System.out.println("写作业！");
    }

    public void play() {
        System.out.println("去玩耍！");
    }

    public void show() {
        System.out.println(name + " " +age + " " +achievement);
    }
}

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Student s = new Student();
        s.show();
    }
}
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静态代码块

使用static定义的代码块被称为静态代码块。一般用于初始化静态成员变量

//静态代码块
class Student {
    private String name;
    private int age;
    private int achievement;

    private static String school;


    //静态代码块
    static {
        school = "大肥羊学校";
        System.out.println(school);
    }

    //构造代码块  实例代码块
    {
        name = "未知";
        age = 10;
        achievement = 100;
    }
    public Student() {

    }

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

    public void DoHomework() {
        System.out.println("写作业！");
    }

    public void play() {
        System.out.println("去玩耍！");
    }

    public void show() {
        System.out.println(name + " " +age + " " +achievement);
    }
}

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Student s = new Student();
        s.show();
    }
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【注意事项】

• 静态代码块不管生成多少个对象，只会被执行一次；
• 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，在编译代码的时候，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的时候才会被执行。

对象的打印

我们要打印对象的成员变量我们应当怎么做呢？

1. 在Java中每个类都会继承object类，除非声明了继承了别的类。在object类中有一个成员方法叫toString。该方法是将Java对象的内存地址通过哈希算法得出的int类型的值转化为十六进制。这个值可以理解为一个地址。

//toString
class Person {
    String name;
    String gender;
    int age;

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

//    public String toString() {
//        return "[" + name + "," + gender + "," + age + "]";
//    }
}
public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("Jim","男", 18);
        System.out.println(person.toString());
    }
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Person类，@分割，后面的时十六进制地址。
如果我们要打印对象的成员属性，我们可以重写toString()这个方法。