【Java SE】类和对象

如果没有头绪，那就来杯咖啡吧

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目录

1、面向对象的初识

1.1 面向对象和面向过程的区别

2、类的定义和使用

2.1 什么是类？

2.2 类的定义

3、类的实例化

3.1 什么是实例化 

3.2 使用类实例化对象：

3.3 类和对象的简单说明

4、this 引用的认识

4.1 为什么需要 this 引用

4.2 什么是 this 引用？

5、对象的构造和初始化

5.1 如何初始化对象 

5.2 构造方法

5.3 默认初始化

5.4 就地初始化

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1、面向对象的初识

1.1 面向对象和面向过程的区别

从本期开始，欢迎各位正式开始面向对象编程，Java 一门纯面向对象编程的语言，在它的世界里，一切皆为对象，面向对象和面向过程其实都是一种解决问题的思路，而面向对象主要是各个对象之间互相交互去完成一件事情。

如果之前学习过C语言的小伙伴可能就知道，什么东西都需要自己造，要链表没有，要排序没有，要啥啥没有，而Java中你就不用担心这些，都给你准备好了，但是为了提高代码水平，后续我还是会带大家实现Java数据结构的。

如果说拿洗衣服这件事情来说：

面向过程的思路去解决的话可能就是，拿盆，放衣服，洗衣粉，接水，开始手搓，倒掉水，再接水，再次清洗，在倒掉水，接着拧干，洗衣服完毕。这就是面向过程。

面向对象的思路去解决的话可能就是，把衣服扔进洗衣机，倒入洗衣粉，按下开始按钮，至于洗衣机如何洗我们不必关心，只关心最后把衣服洗完了。这就是面向对象。

本质上他们只是解决问题的方法不同而已，我们不要存在偏见，各有各的应用场景！

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2、类的定义和使用

2.1 什么是类？

就拿冰箱举例吧，一个冰箱，有外观，有品牌，有尺寸大小，还有它的功能，比如杀菌，保鲜，冷藏等等 

可以简单理解成冰箱的属性是：外观，品牌，大小....，功能是：杀菌，保险，冷藏....

这些就可以理解成是一个类，类是用来对一个实体(对象)进行描述的，我们把上述对冰箱的描述可以称为对冰箱这个对象进行抽象，然后就可以采用Java来进行描述，当我们用类描述了一个对象，计算机就可以进行识别了，如何定义一个类呢？我们接着往下看：

2.2 类的定义

假设我们这里要定义一个学生类，我们需要先简单把这个对象给抽象出来，比如学生可以有：姓名，年龄，分数，课程(假设就一门)，接着我们这个学生还有什么行为也可以抽象出来：比如说某某学生正在学习某某课程，或者某某学生正在睡觉，这些行为也可以抽象出来，然后就可以去定义一个类了：

public class Student {
    //成员变量【属性】
    public String name; //姓名
    public int age; //年龄
    public float score; //分数
    public String subject; //课程
 
    //成员方法【行为】
    public void studySubject() {
        System.out.println(name + "正在学习" + subject);
    }
}

class 为定义类的关键字，后面跟着的是类型名：Student(统一采用大驼峰)，class前面的是修饰符，我们目前用public，后续会讲到的，{ } 为类的主题，像上面代码注释中写的，类包含类的成员，和成员方法，可以有参无参，有返回值无返回值，都行，但是，此处的成员方法目前我们统一不带 static 关键字，后续也会讲，目前只是先初步学习。

以上就是我们简单的定义了一个学生类，这里有几点要注意：

• 我们建议一个文件中只定义一个类
• 如果那个类中有 main 方法，一般使用 public 修饰(等学到修饰符就明白了)
• public 修饰的类，类名必须跟文件名相同！
• 如果要修改public修饰类的类名，请修改文件名，编译器会自动帮你更换

类的定义中，只允许存在以下：

成员变量，构造方法，代码块，成员方法，内部类

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3、类的实例化

3.1 什么是实例化 

到现在我们只是简单的认识了一下类和定义，那如何使用这个类呢？这就需要实例化，之前的学习中，我们定义一个变量 int a = 10；其实用的是 Java 中内置类型定义的，而当我们定义了一个类之后，就可以理解成是定义了一个新的类型，也就是自定义了一个类型。

实例化本质就是用类去创建一个对象的过程，被称为类的实例化，再 Java 中我们使用 new 关键字配合类名来实例化对象，之前数组也见到过，经常说 new 一个对象，没毛病，就是这个道理，同理 new 出来的对象都是在堆上开辟空间的！

3.2 使用类实例化对象：

如何使用它呢？就拿我们上面定义的一个学生类来举例：

public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.name = "张三";
        student.age = 20;
        student.score = 59.9f;
        student.subject = "Linux";
    }

简单理解这里我们通过一个 Student 类来定义一个 student 变量而这个变量的类型是引用类型，引用了一个对象，这个对象是由 Student类 实例化出来的，所以这个引用里存的就是 new 出来对象的地址，同时我们通过 . 来调用对象里面的变量或者方法

我们可以使用 java.lang.System 类的方法 identityHashCode() 可以返回对象的哈希码，在一定程度上反应真实的对象内存地址。

System.out.println(System.identityHashCode(student));

那么这里我们就简单来画个图，理解下在内存中的布局：

当然我们也可以通过引用 . 去调用这个对象里面的方法，方法是在被调用的时候建立栈帧，所以是在JVM栈上开辟空间的，那我们就来通过上面的 student 来调用下对象里面的方法吧：

这里我们只是创建了一个对象，当然一个类可以创建多个实例，也可以不用给每个成员变量都赋值，比如：

public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student();
        student1.name = "张三";
        student1.subject = "Linux";
        Student student2 = new Student();
        student2.name = "李四";
        student2.subject = "Java";
        student1.studySubject();
        student2.studySubject();
    }

注意： 

• new 关键字用于创建一个对象的实例
• 使用 . 可以来访问对象中的属性和方法
• 同一个类可以创建多个实例
• 每次 new 一个对象，都会新开辟空间 

3.3 类和对象的简单说明

1. 类可以把它想象成一个模型，它是对一个实体的描述

2. 类是一种自定义的类型，可以用来定义变量

3. 一个类可以实例化出多个对象，实例化出的对象占实际的物理空间

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4、this 引用的认识

4.1 为什么需要 this 引用

假设这里我们要对前面的 Student 类进行修改，如果跟上面一样一个个初始化姓名年龄分数等太麻了，能不能在类中写一个方法可以用来一次性初始化里面的成员变量呢？当然是可以的：

public class Student {
    //成员变量【属性】
    public String name; //姓名
    public int age; //年龄
    public float score; //分数
    public String subject; //课程
 
    //成员方法【行为】
    public void studySubject() {
        System.out.println(name + "正在学习" + subject);
    }
    public void setStudentData(String n, int a, float c, String s) {
        n = name;
        a = age;
        c = score;
        s = subject;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student();
        student1.setStudentData("张三", 20, 59.9f, "Linux");
 
        Student student2 = new Student();
        student2.setStudentData("李四", 22, 89.8f, "Java");
 
        student1.studySubject();
        student2.studySubject();
    }
}

但是这里细心的小伙伴可能就发现了，你这个成员方法里面的形参名取得很随意啊，就不能跟成员变量名一样吗？如果我的形参名跟成员变量名一样了，那方法体中，是谁给谁赋值呢？成员变量给成员变量，还是形参给形参？但是在实际中，如果形参和成员变量名一样，则会是局部变量优先，所以也就是形参给自己赋值！

第二个问题，我们 new 了两个对象，student1和student2分别引用了他们，这两个对象都在调用studySubject方法，这两个方法又是如何知道打印的是哪个对象的数据呢？

如果想弄清楚这几个问题，请往后看：

4.2 什么是 this 引用？

this 引用是指向当前对象的！也就是在方法运行的时候调用该成员方法的对象，我们在成员方法中所有对成员变量的操作，本质是通过 this 引用去访问的！不过这些操作编译器帮我们做了，对于我们来说是透明的，也就是用户不需要传递，编译器自己搞定

所以我们上面的 studySubject() 这个成员方法实际上是这样的：

public void studySubject(Student this) {
        System.out.println(this.name + "正在学习" + this.subject);
    }

这个地方，this 引用的是什么呢？其实就是哪个对象调用了这个成员方法，它引用的就是谁！this 代表了当前对象的引用

如果是 student1.studySubject()，那么 this 接收的就是 student1，也就是说 this 在这里是成员方法第一个隐藏参数，编译器会自动传递，在成员方法执行的时候，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，所以这就是为什么在成员方法内部我们能使用 this.成员变量 的操作了！

现在使用 this 来解决我们上面成员方法命名的问题：

public void setStudentData(String name, int age, float score, String subject) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.score = score;
        this.subject = subject;
    }

那我们在以后写代码在成员方法内部访问成员变量要不要加上 this 呢，虽然编译器会自动加上，但我们最好加上，不仅语义更明确，也可以避免形参与成员变量重名的情况

所以目前我们知道了 this 引用的三个用法：

• this 访问当前成员变量 this.
• this 访问成员方法(在成员方法中，嵌套其他成员方法) this.
• this 访问构造方法 this();

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5、对象的构造和初始化

5.1 如何初始化对象 

这个相信大家都在前面见到过了，可以使用 引用.成员变量  进行初始化，同时呢也可以像我们上面一样写一个成员方法来初始化，但是像以上两种做法还是比较麻烦的，因为每次都要实例化对象之后才能进行初始化，能不能做到在创建对象的同时给成员变量初始化呢？

我们还知道一个点，变量不初始化是不能使用的，但是如果是对象的话，不初始化里面的成员变量是会有默认值的！这是为什么呢？

5.2 构造方法

构造方法是一种特殊的成员方法，也被称作为构造器，它特殊在哪呢？

首先它的方法名必须与类名相同！没有返回类型！设置成void也不行，一般用public修饰，并且在创建对象的时候，自动调用，而且在整个对象的生命周期中只能调用一次！

那么我们现在就在我们原有的 Student 类中添加一个构造方法：

public class Student {
    //成员变量【属性】
    public String name; //姓名
    public int age; //年龄
    public float score; //分数
    public String subject; //课程
    
    //构造方法
    public Student(String name, int age, float score, String subject) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.score = score;
        this.subject = subject;
    }
    
    //成员方法【行为】
    public void studySubject() {
        System.out.println(this.name + "正在学习" + this.subject);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student("李四", 22, 89.8f, "Java");
        student1.studySubject();
    }
}

这里我们通过增加了一个带有参数的构造方法，可以看到，在创建对象的时候，就可以调用构造方法初始化了， 看到这，有的小伙伴大吃一惊，原来我们之前创建方法的时候不都是在调用一个无参的构造方法吗？是的！但是我们之气明明没有写构造方法啊，这是怎么回事？

当我们没有任何构造方法的时候，编译器会给我们提供一个不带参数的构造方法！

那我们现在写了一个构造方法，那如果下次再创建对象的时候，不传参呢？不行！因为只有在没有任何构造方法的时候，编译器才会提供，如果有了，我们在创建的时候不需要参数还得自己写一个无参的构造方法！而且构造方法的作用主要是给对象中成员进行初始化的！不负责给成员开辟空间！ 

上面这么一解释，我们既然可以有多个构造方法，但是构造方法的方法名必须与类名一样，那是不是说明构造方法支持重载！是的！构造方法支持重载！

构造方法中，可以用 this 调用其他的构造方法，但是必须是第一条语句，而且不能成环调用，也就 this 调用的方法里不能还有 this 调用：

public Student(String name, int age, float score, String subject) {
        this(name);
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.score = score;
        this.subject = subject;
    }
    public Student(String name) {
        System.out.println(name + "构造成功！");
    }

所以到现在我们就明白了一个点：当构造方法调用完成之后，对象才正真产生了！ 

5.3 默认初始化

前面说过，没初始化对象中的成员变量是有默认值的，为啥呢？简单说一下，在JVM层面上，我们new一个对象，首先要检查类是否被加载，然后为对象分配空间，接着处理并发问题，为了保证分配的空间不冲突，再就是初始化所分配的空间，也就是初始化成默认值，再然后就是设置对象头信息这个后期讲，接着才是调用构造方法。

那么他们的默认值是什么呢？这个参考我上期文章，里面有一个表格，写的很清楚。引用类型的默认值是 null。

5.4 就地初始化

就地初始化是什么意思呢？就是在我们定义类里面成员变量的时候就直接给初始值了，比如：

public class Student {
    //成员变量【属性】
    public String name = "张三"; //姓名
    public int age = 20; //年龄
    public float score = 60.0f; //分数
    public String subject = "Linux"; //课程
}

这种会在编译完成后，编译器会将所有的成员初始化的这些语句添加到各个构造函数中，每个构造函数中默认会添加这些语句！

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下期预告：【Java SE】封装