[Java知识库]【java学习笔记】---带你了解类与对象

本文知识点：

类与对象的初步认识

在学习java之前你是否会有疑惑。比如说什么是类呢？什么是对象？什么是面向过程？什么是面向对象？
类与对象

类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态。
对象是类的一个实例（对象不是找个女朋友），有状态和行为。

例如：你要找女朋友（男朋友），那么女朋友（男朋友）就是一个类，然而具体到某一个人，这个人就是对象。

看到这里大家一定对类和对象有了一定的了解。

那什么是面向对象、什么是面向过程呢？
面向过程：注重的是过程，在整个过程中所涉及的行为，就是功能。C语言就是面向过程的语言
面向对象：注重的是对象，将一件事拆分为不同的对象，通过不同的对象之间想回交互完成。java就是面向对象的语言
例如：要洗衣服
面向过程就要经过下面步骤才完成了洗衣服的任务。

而面向对象的话：主要是通过人、衣服、洗衣粉、洗衣机四个对象之间交互就能完成，不需要关心衣服是怎么写干净的。

类和类的实例化

创建类

class 类名 {
	flied;//成员属性
	method;//成员方法
}

示例：

class Person {
	public int age;//成员属性 实例变量
	public String name;
	public String sex;
	public void eat() {//成员方法
	System.out.println("吃饭!");
	}
	public void sleep() {
	System.out.println("睡觉!");
	}
}

通过上述代码我们就创建了一个person类，其中age、name、sex是成员变量（属性），而eat()、sleep（）是成员方法。

类的实例化

1、用类的类型创建对象的过程，限定了类有哪些成员。
2、一个类可以实例化出多个对象，实例化出的对象就会占用实际的物理空间，存储成员变量

示例：将上述创建的类进行实例化

public class Main{
	public static void mian(String[] args) {
	Person person = new Person();//通过new实例化对象
	person.eat();//成员方法调用需要通过对象的引用调用
	person.sleep();
	//产生对象 实例化对象
	Person person2 = new Person();
	Person person3 = new Person() 
	}
}
//运行结果
//吃饭！
//睡觉！

通过new关键字我们就可以创建一个对象的示例。
然后就可以通过对象名.成员名的方式来访问对象中的属性个方法。例如上述代码中的person.eat();person.sleep();代码。
同一个类可以创建多个对象，例如：person、person2、person3都是Person类产生的对象。

类的成员

字段/属性/成员变量

在类中，在方法外部定义的变量，我们吧这样的变量称为字段/属性/成员变量（三种称呼都可以）
示例：

class Person {
public String name; // 字段
public int age;
}

上述代码中name和age就是普通的成员变量，
Tips:

1、通过对象名.成员变量名来访问普通的成员变量。
2、“访问”既包含读，也包含写
3、对于一个对象的成员变量如果没有显示设置初始值，那么会被设置为一个默认的初始值
a)对于各种数字类型，默认值为0；
b)对于boolean类型，默认值为false；
c)对于应用类型（String,Array,以及自定义类），默认值为null.

示例：

class Person {
public String name; // 字段
public int age;
}
class Test {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
System.out.println(person.name);
System.out.println(person.age);
}
}
// 执行结果
null
0

认识null
null在java中表示空引用，表示不引用任何对象。c语言中的NULL代表的是0地址,由于0地址收保护，访问时会出现错误。

字段/属性/成员变量的初始化方式

1. 就地初始化
2. 使用构造方法初始化
3. 使用代码块初始化

方法

方法用于描述一个对象的功能。相当于C语言中函数的作用。
示例：

	class Person {
		public int age = 18;
		public String name = "张三";
		public void show() {
		System.out.println("我叫" + name + ", 今年" + age + "岁");
	}
}
	class Test {
		public static void main(String[] args) {
		Person person = new Person();
	person.show();
	}
}
// 执行结果
我叫张三, 今年18岁

示例中的show方法，表示Person这个对象的展示行为。

static关键字

static的作用

1、修饰属性
2、修饰方法
3、修饰代码块
4、修饰类（这个在后续的文章中会更新）

修饰属性

被static修饰的成员变量，就变为了静态成员变量，他只与所在的类有关，与类实例化的对象无关。换句话说，同一个类中的不同实例公用一个静态成员变量。
静态成员变量通过类型.静态成员变量名的方式来访问。
示例：

	class TestDemo{
		public int a;
		public static int count;
}
	public static void main(String[] args) {
        TestDemo1 t1 = new TestDemo1();
        t1.a++;
        t1.count++;
        System.out.println(t1.a);
        System.out.println(t1.count);
        System.out.println("============");
        TestDemo1 t2 = new TestDemo1();
        t2.a++;
        t2.count++;
        System.out.println(t2.a);
        System.out.println(t2.count);
    }

运行结果：

通过上述代码，我们能够看出，所有的实例化对象公用一个静态成员变量。但是上述程序中通过对象名.静态成员变量名的方式去访问静态成员变量的方式是非法的，编译器会报警告。但是这样更容易能看出，同一个类实例化的对象公用一个静态成员变量。平时我们在访问静态成员变量时还是要通过类型.静态成员变量名的方式来访问。

通过上图，我们可以了解到，类的静态成员是存储在方法区的，而示例化的对象是存储在堆区，因此同一个类实例化的对象公用有个静态成员变量。

修饰方法

用static关键字修饰的方法就是静态方法。
Tips:

1、和静态成员变量一样，静态方法属于类，而不属于类的对象。
2、可以不实例化对象、就可以访问静态方法。（这就是main函数是静态的原因）
3、静态方法可以访问静态成员变量，并可以更改静态成员变量的值。

示例：

	class TestDemo{
		public int a;
		public static int count;
		public static void change() {
			count = 100;
			//a = 10; error 不可以访问非静态数据成员
		}
	}
	public class Main{
		public static void main(String[] args) {
			TestDemo.change()；//无需创建实例对象 就可以调用
			System.out.println(TestDemo.count);
	}
}

运行结果：

结论：

1、静态方法与实例化对象无关，只与类有关，
2、静态方法不能直接使用非静态的数据成员，（因为非静态的成员变量都要通过实例化的对象来调用）。
3、this和super两个关键字不能再静态方法只使用（this是当前对象的引用，super是当前对象父类实例的引用）

封装

封装的本质就是让类的调用者不必太多的了解类的实现者是如何实现类的, 只要知道如何使用类就行了。这样就降低了类使用者的学习和使用成本, 从而降低了复杂程度。

private实现封装

被 public 修饰的成员变量或者成员方法, 可以直接被类的调用者使用。
被 private 修饰的成员变量或者成员方法, 不能被类的调用者使用。
示例：

	class Person {
		public String name = "张三";
		public int age = 18;
	}
	class Test {
		public static void main(String[] args) {
			Person person = new Person();
			System.out.println("我叫" + person.name + ", 今年" + person.age + "岁");
		}
	}
// 执行结果
我叫张三, 今年18岁

1、从上述代码中，使用者需要知道Person类中的实现，才能够使用这个类，学习成本比较高。
2、一旦类中的成员变量被修改（例如：把name该为了myName），那么类的使用者就需要大规模的去重复修改自己的代码，维护成本比较高。

因此，需要private来封装属性，并提供public方法供调用者使用。
示例：

	class Person {
		private String name = "张三";
		private int age = 18;
		public void show() {
		System.out.println("我叫" + name + ", 今年" + age + "岁");
		}
	}
	class Test {
		public static void main(String[] args) {
			Person person = new Person();
			person.show();
		}
	}
// 执行结果
我叫张三, 今年18岁

上述代码中成员变量就被private修饰，调用者通过调用public的方法来调用成员变量，就不必去了解类的具体实现。
同时当修改了成员变量，调用者也不需要去修改。（因为调用者根本就，没有访问到name和age）

那么问题来了~~ 类的实现者万一修改了 public 方法 show 的名字, 岂不是类的调用者仍然需要大量修改代码
嘛?
这件事情确实如此, 但是一般很少会发生. 一般类的设计都要求类提供的 public 方法能比较稳定, 不应该频繁发生大的改变. 尤其是对于一些基础库中的类, 更是如此. 每次接口的变动都要仔细考虑兼容性问题。

Tips:

private 不光能修饰字段, 也能修饰方法
通常情况下我们会把字段设为 private 属性, 但是方法是否需要设为 public, 就需要视具体情形而定. 一般我们希望一个类只提供 “必要的” public 方法, 而不应该是把所有的方法都无脑设为 public

getter和setter方法

当我们使用Private来修饰成员变量时，我们就无法直接访问这个成员变量了。如果需要获取或则修改这个成员变量，就需要使用getter和setter方法。
示例：

class Person {
	private String name;//实例成员变量
	private int age;
	public void setName(String name){
		//name = name;//不能这样写
		this.name = name;//this引用，表示调用该方法的对象
	}
	public String getName(){
		return name;
	}
	public void show(){
		System.out.println("name: "+name+" age: "+age);
	}
}
	public static void main(String[] args) {
		Person person = new Person();
		person.setName("caocao");
		String name = person.getName();
		System.out.println(name);
		person.show();
	}
// 运行结果
caocao
name: caocao age: 0

1、getName 即为 getter 方法, 表示获取这个成员的值。
2、setName 即为 setter 方法, 表示设置这个成员的值。
3、当set方法的形参名字和类中的成员属性的名字一样的时候，如果不使用this, 相当于自赋值. this 表示当前实例的引用。
4、不是所有的字段都一定要提供 setter / getter 方法, 而是要根据实际情况决定提供哪种方法。
5、在 IDEA 中可以使用 alt + insert (或者 alt + F12) 快速生成 setter / getter 方法. 在 VSCode 中可以使用鼠标右键
菜单 -> 源代码操作 中自动生成 setter / getter 方法.

构造方法

构造方法是一种特殊方法, 使用关键字new实例化新对象时会被自动调用, 用于完成初始化操作。

实例化对象的过程 ：
1、为对象分配内存空间
2、调用对象的构造方法

构造方法的定义：
1、方法名与类名一致。
2、构造方法没有返回值申明。
3、每一个类中至少存在一个构造方法（若没有定义，则系统会自动生成一个无数的构造方法）
Tips:构造方法支持重载，规则和普通方法的重载一致。

示例：

class Person {
	private String name;//实例成员变量
	private int age;
	private String sex;
	//默认构造函数 构造对象
	public Person() {
		this.name = "caocao";
		this.age = 10;
		this.sex = "男";
	}
//带有3个参数的构造函数
	public Person(String name,int age,String sex) {
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.sex = sex;
	}
	public void show(){
		System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" sex: "+sex);
	}
}
public class Main{
	public static void main(String[] args) {
		Person p1 = new Person();//调用不带参数的构造函数 如果程序没有提供会调用不带参数的构造函数
		p1.show();
		Person p2 = new Person("zhangfei",80,"男");//调用带有3个参数的构造函数
		p2.show();
	}
}
// 执行结果
name: caocao age: 10 sex: 男
name: zhangfei age: 80 sex: 男

上述代码中的person()和person(String name,int age,String sex)就是构造方法，他们构成重载。调用者通过调用person方法是是否输入参数，来确定具体调用哪个方法。

this关键字

上述不带参数的构造方法中用了this关键字，this表示的是对当前对象的引用而不是表示当前对象，因为当程序执行到构造方法里时对象都还没创建成功，而只是对对象进行了内存分配。（参考实例化对象的过程）

this.成员变量名（访问成员变量）
this.方法名（访问方法）
this调用其他成员变量
示例：

class Person {
    private int age ;
    private String name;//字段是public不安全
    public void eat() {
        System.out.println(name + "吃饭");
    }
  
    public Person() {
      //  this调用其他构造方法
        this("李四",19);//this调用构造方法一定要放在第一行。
        System.out.println("不带参数的构造方法");
}
    public Person(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("带一个参数的构造方法");
}

public Person(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    System.out.println("带两个参数的构造方法");
}
public class TestDemo {
	public static void main8(String[] args) {
       	 Person person = new Person();
         Person person1 = new Person("张三");
         Person person2 = new Person("张三",12);
    }
}

运行结果：

上述代码中我们通过this("李四",19);的方式调用第带两个参数的构造方法，注意：当用this调用其他构造方法时要放在第一行。

代码块

代码块的定义：用{}定义的一段代码就是代码块。

代码块的分类：
普通代码块
构造块（实例代码块）
静态块
同步代码块（后续文章中更新）

普通代码块

定义在方法中的代码块就是普通代码块。

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

构造代码块

构造代码块：定义在类的代码块（不加修饰符）。也叫实例代码块。构造代码块一般用于初始化成员变量。
示例：

class Person{
	private String name;//实例成员变量
	private int age;
	private String sex;
	public Person() {
	System.out.println("I am Person 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) {
	Person p1 = new Person();
	p1.show();
	}
}
// 运行结果
I am instance init()!
I am Person init()!
name: bit age: 12 sex: man

从运行结果可以得知，实例代码块的执行在构造函数之前。

静态代码块

使用static定义的代码块。一般用于初始化静态成员属性。
示例：

class Person{
	private String name;//实例成员变量
	private int age;
	private String sex;
	private static int count = 0;//静态成员变量 由类共享数据 方法区
	public Person(){
		System.out.println("I am Person init()!");
	}
//实例代码块
	{
		this.name = "bit";
		this.age = 12;
		this.sex = "man";
		System.out.println("I am instance init()!");
	}
//静态代码块
	static {
		count = 10;//只能访问静态数据成员
		System.out.println("I am static init()!");
	}
	public void show(){
		System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" sex: "+sex);
	}
}
public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Person p1 = new Person();
		Person p2 = new Person();//静态代码块是否还会被	执行？
	}
}

运行结果：

从结果中我们可以看出，代码的执行顺序是：

而且静态代码块在函数中只会执行一次。

toString方法

我们在把对象的属性进行打印的时候，都自己实现了show函数比如：示例8代码，其实，我们大可不必。接下来我们看一些示例代码。
示例：

class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name,int age) {
this.age = age;
this.name = name;
}
public void show() {
System.out.println("name:"+name+" " + "age:"+age);
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person("caocao",19);
person.show();
//我们发现这里打印的是一个地址的哈希值 原因：调用的是Object的toString方法
System.out.println(person);
}
}
// 执行结果
name：caocao age：19
Person@1c168e5

我们可以使用toString的方法来讲对象转化为字符串。
示例：

class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name,int age) {
this.age = age;
this.name = name;
}
public void show() {
System.out.println("name:"+name+" " + "age:"+age);
}
//重写Object的toString方法
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person("caocao",19);
person.show();
System.out.println(person);
}
}
// 执行结果
name：caocao age：19
Person{name='caocao', age=19}

Tips:

1、toString 方法会在 println 的时候被自动调用。
2、将对象转成字符串这样的操作我们称为 序列化。
3、toString 是 Object 类提供的方法, 我们自己创建的Person 类默认继承自 Object 类, 可以重写 toString 方法实现我们自己版本的转换字符串方法. (关于继承和重写这样的概念, 我们后面会重点介绍)。
4、@Override 在 Java 中称为 “注解”, 此处的@Override 表示下面实现的 toString 方法是重写了父类的方法.。
5、IDEA快速生成Object的toString方法快捷键：alt+f12(insert)。

匿名对象

匿名对象指的是没有名字的对象。

1、没有引用的对象称为匿名对象.
2、匿名对象只能在创建对象时使用.
3、如果一个对象只是用一次, 后面不需要用了, 可以考虑使用匿名对象

示例：

class Person {
	private String name;
	private int age;
	public Person(String name,int age) {
	this.age = age;
	this.name = name;
	}
	public void show() {
	System.out.println("name:"+name+" " + "age:"+age);
	}
}
public class Main {
	public static void main(String[] args) {
	new Person("caocao",19).show();
	}
}
// 执行结果
name：caocao age：19

上述代码中new Person("caocao",19).show();就是通过匿名对象调用方法。