Java-面向对象

        Java 是面向对象的程序设计语言，Java语言提供了定义类、成员变量、方法等最基本的功能。类可被认为是一种自定义的数据类型，可以使用类来定义变量，所有使用类定义的变量都是引用变量，它们将会引用到类的对象。类用于描述客观世界里某一类对象的共同特征，而对象则是类的具体存在，Java程序使用类的构造器来创建该类的对象。

1.1 类和对象

1.1.1 定义类

        面向对象的程序设计过程中有两个重要概念：类（class）和对象（object，也被称为实例，instance）。类和对象是面向对象的核心。Java 语言提供了对创建类和创建对象简单的语法支持。

[修饰符] class 类名

{

        零个到多个构造器定义...

        零个到多个成员变量...

        零个到多个方法...

}

        在上面的语法格式中，修饰符可以是public、final、abstract，或者完全省略这三个修饰符。Java类名必须是由一个或多个有意义的单词连缀而成，每个单词首字母大写，其他字母全部小写，单词与单词之间不要使用任何分隔符。

        对一个类定义而言，可以包含三种最常见的成员：构造器、成员变量和方法，三种成员都可以定义零个或多个，如果三种成员都只定义零个，就是定义了一个空类，这没有太大的实际意义。类里各成员之间的定义顺序没有任何影响，各成员之间可以相互调用。但需要指出的是，static修饰的成员不能访问没有static修饰的成员。

        构造器是一个类创建对象的根本途径，Java 语言通过new关键字来调用构造器，从而返回该类的实例。如果一个类没有构造器，这个类通常无法创建实例。因此，Java 语言提供了一个功能：如果程序员没有为一个类编写构造器，则系统会为该类提供一个默认的构造器。一旦程序员为一个类提供了构造器，系统将不再为该类提供构造器。

1.1.2 定义成员变量

        定义成员变量的语法格式如下：

[修饰符] 类型 成员变量名 [=默认值];

• 修饰符：修饰符可以是public、protected、private、static、final，也可省略。其中public、protected、private三个最多只能出现其中之一，可以与static、final组合起来修饰成员变量。
• 类型：类型可以是Java 语言允许的任何数据类型，包括基本类型和现在介绍的引用类型。
• 成员变量名：成员变量名由一个或多个有意义的单词连缀而成，第一个单词首字母小写，后面每个单词首字母大写，其他字母全部小写，单词与单词之间不要使用任何分隔符。成员变量用于描述类或对象包含的状态数据，因此成员变量名建议使用英文名词。
• 默认值：定义成员变量还可以指定一个可选的默认值。

1.1.3 定义方法

        定义方法的语法格式如下：

[修饰符] 方法返回值类型 方法名(形参列表)

{

        // 由零条到多条可执行性语句组成的方法体

}

• 修饰符：修饰符可以是public、protected、private、static、final、abstract，也可省略。其中public、protected、private三个最多只能出现其中之一；final 和abstract 最多只能出现其中之一，它们可以与static组合起来修饰方法。
• 方法返回值类型：返回值类型可以是Java 语言允许的任何数据类型，包括基本类型和引用类型。如果声明了方法返回值类型，则方法体内必须有一个有效的return语句，该语句返回一个变量或一个表达式，这个变量或者表达式的类型必须与此处声明的类型匹配。除此之外，如果一个方法没有返回值，则必须使用 void 来声明没有返回值。
• 方法名：方法名的命名规则与成员变量的命名规则基本相同，但由于方法用于描述该类或该类
  的实例的行为特征或功能实现，因此通常建议方法名以英文动词开头。
• 形参列表：形参列表用于定义该方法可以接受的参数，形参列表由零组到多组"形参类型 形参名"组合而成，形参类型和形参名之间以英文空格隔开，多组参数之间以英文逗号隔开。

        方法体里多条可执行语句之间有严格的执行顺序，排在方法体前面的语句总是先执行，排在方法体后面的语句总是后执行。

1.1.4 定义构造器

        定义构造器的语法格式如下：

[修饰符] 构造器名(形参列表)

{

        // 由零条到多条可执行性语句组成的构造器执行体

}

• 修饰符：修饰符可以是public、protected、private 其中之一，也可省略。
• 构造器名：构造器名必须和类名相同。
• 形参列表：和定义方法形参列表的格式完全相同。

        值得指出的是，构造器既不能定义返回值类型，也不能使用void 声明构造器没有返回值。如果为构造器定义了返回值类型，或使用void 声明构造器没有返回值，编译时不会出错，但Java 会把这个所谓的构造器当成方法来处理一它就不再是构造器。

        简单地说，这是Java的语法规定。实际上，类的构造器是有返回值的，当使用new 关键字来调用构造器时，构造器返回该类的实例，可以把这个类的实例当成构造器的返回值，因此构造器的返回值类型总是当前类，无须定义返回值类型。但必须注意：不要在构造器里显示使用return来返回当前类的对象，因为构造器的返回值是隐式的。

1.1.5 关于static

        static 是一个特殊的关键字，它可用于修饰成员变量、方法等。static 修饰的成员表明它属于这个类本身，而不属于该类的单个实例，因为通常把static 修饰的成员变量和方法也称为类变量、类方法。不使用static 修饰的普通方法、成员变量则属于该类的单个实例，而不属于该类。因为通常把不使用static 修饰的成员变量和方法也称为实例变量、实例方法。

        由于static 的英文直译就是静态的意思，因此有时也把static 修饰的成员变量和方法称为静态变量和静态方法，把不使用static 修饰的成员变量和方法称为非静态变量和非静态方法。静态成员不能直接访问非静态成员。

        static 的真正作用就是用于区分成员变量、方法、内部类、初始化块这四种成员到底属于类本身还是属于实例。在类中定义的成员，static 相当于一个标志，有static 修饰的成员属于类本身，没有static 修饰的成员属于该类的实例。

        此外，static 修饰的方法和成员变量，既可通过类来调用，也可通过实例来调用。没有使用static 修饰的普通方法和成员变量，只可通过实例来调用。

1.2.1 对象的产生和使用

        创建对象的根本途径是构造器，通过new 关键字来调用某个类的构造器即可创建这个类的实例。

        当一个对象被创建成功以后，这个对象将保存在堆内存中， Java 程序不允许直接访问堆内存中的对象， 只能通过该对象的引用操作该对象。也就是说，不管是数组还是对象，都只能通过引用来访问它们。

        栈内存里的引用变量并未真正存储对象的成员变量，对象的成员变量数据实际存放在堆内存里。而引用变量只是指向该堆内存里的对象。从这个角度来看， 引用变量与C 语言里的指针很像， 它们都是存储一个地址值，通过这个地址来引用到实际对象。实际上，Java 里的引用就是C 里的指针，只是Java语言把这个指针封装起来，避免开发者进行烦琐的指针操作。

        引用变量本身只存储了一个地址值，并未包含任何实际数据，但它指向实际的对象，当访问 引用变量的成员变量和方法时，实际上是访问引用变量所引用对象的成员变量和方法。

        如果堆内存里的对象没有任何变量指向该对象，那么程序将无法再访问该对象， 这个对象也就变成了垃圾，Java 的垃圾回收机制将回收该对象，释放该对象所占的内存区。因此，如果希望通知垃圾回收机制回收某个对象，只需切断该对象的所有引用变量和它之间的关系即可，也就是把这些引用变量赋值为null 。

1.2.2 对象的this 引用

        Java 提供了一个this 关键字，this 关键字总是指向调用该方法的对象。根据this 出现位置的不同，this 作为对象的默认引用有两种情形。

• 构造器中引用该构造器正在初始化的对象。
• 在方法中引用调用该方法的对象。

        this 可以代表任何对象，当this 出现在某个方法体中时，它所代表的对象是不确定的，但它的类型是确定的。它所代表的只能是当前类的实例，只有当这个方法被调用时，它所代表的对象才被确定下来，即谁在调用这个方法，this 就代表谁。

        大部分时候，普通方法访问其他方法、成员变量时无须使用this前缀，但如果方法里有个局部变量和成员变量同名，但程序又需要在该方法里访问这个成员变量时，则必须使用this前缀。

        对于static 修饰的方法而言，则可以使用类来直接调用该方法，如果在static 修饰的方法中使用this关键字，则这个关键字就无法指向合适的对象。所以，static 修饰的方法中不能使用this 引用。

        除此之外，this 引用也可以用于构造器中作为默认引用，由于构造器是直接使用new 关键字来调用，而不是使用对象来调用的，所以this 在构造器中代表该构造器正在初始化的对象。

        当this 作为对象的默认引用使用时，程序可以像访问普通引用变量一样来访问这个this 引用， 甚至可以把this 当成普通方法的返回值。如：

public class Dog {
 
	public int age;
 
	public Dog grow() {
		age++;
        // return this 返回调用该方法的对象
		return this;
	}
 
	public static void main(String[] args) {
		Dog dog = new Dog();
        // 可以连续调用同一个方法
		dog.grow()
				.grow()
				.grow();
		System.out.println(dog.age);
	}
 
}

        从上面程序中可以看出，如果在某个方法中把this 作为返回值，则可以多次连续调用同一个方法，从而使得代码更加简洁。但是，这种把this 作为返回值的方法可能造成实际意义的模糊，例如上面的grow 方法，用于表示对象的生长，即age 成员变量的值加1， 实际上不应该有返回值。