Java基礎語法（七）——類和物件

接上篇博客——Java基礎語法（六）——陣列的定義與使用

本次內容介紹大綱

一、類和物件的初步認識

??首先，類和物件是非常抽象的概念，我們要初步認識一下，什么是類？什么是物件？

類就是一類物件的統稱，

物件就是這一類具體化的一個實體，

??我們來形象的給大家舉幾個例子：

??相信大家都吃過月餅，我們做月餅的模子就是一個類，而通過這個模子可以做出月餅，那么在這個例子當中，類就是那個模子，而月餅就是那個物件,所以月餅就是一個物體，一個模子可以實體化無數個物件，

??又或者說 ，類就相當于 一張房子的圖紙， 我們根據這張圖紙造出的房子就是 具體的物件，而一張圖紙 可以造 多個房子 ，所以 一個類 可以實體化 多個物件，

類的多個實體化物件

而編程語言中的 面向物件，面向程序 這又是什么呢？

C語言是面向程序的，關注的是程序，分析出求解問題的步驟，通過函式呼叫逐步解決問題，

JAVA是基于面向物件的，關注的是物件，將一件事情拆分成不同的物件，靠物件之間的互動完成，

面向物件 和 面向程序 的區別

面向程序注重的是程序，在整個程序中所涉及的行為，就是功能，

面向物件注重的是物件，也就是參與程序所涉及到的主體，是通過邏輯將一個個功能實作連接起來，

我們對面向物件和程序舉一個形象的例子：

面向程序： 1.把冰箱打開 2. 把大象放入 3. 冰箱關起來

面向物件： 打開冰箱，儲存，關閉都是對冰箱的操作，是冰箱的行為，

冰箱就是一個物件，所以只要操作冰箱所具備的功能，都要定義在冰箱中，

簡而言之

??面向物件就是用代碼(類)來描述客觀世界的事物的一種方式，一個類主要包含一個事物的屬性和行為，我們會在后面知識的講解深入中，逐步了解面向物件的特點，

二、 類和類的實體化

??類相當于一個模板，物件是由模板產生的樣本，

??我們在前面已經知道 通過類 來使用物件 ，那么在 Java 編程中 怎么使用呢？

1.類的定義

首先注意：

??一個類 是由 欄位和方法 構成的，

??類名 要使用 大駝峰的形式 定義

??成員變數 又叫做 欄位、屬性等，

??下面我們來實作具體的類的定義：

??在類的內部，我們這里 每個變數的前面，都暫時加上了 public 訪問限定修飾符，訪問修飾限符除了 public ，還有 private、protected，具體情況我們會在后面講到，

??我們在這里，定義了一個 Person 的類，在類的內部 我們 定義了屬性 name 、sex 、age ，同時 也定義了 方法，

注意事項

1.??和之前寫的方法不同, 此處寫的方法不帶 static 關鍵字. 后面我們會詳細解釋 static 是干啥的.

2.??類中的成員變數在未定義時，默認值為其型別的0值

以上圖中類的資料為例

未初始化時，成員變數的值

2.實體化物件

??我們知道 通過 類來實體化物件，上圖就是 實體化物件的程序，

??person 這是 定義的變數名 ，= 右邊 我們通過 new 這個關鍵字 來實體化一個物件，

此時記憶體中的結構:

當然，一個類 可以創建多個實體化物件：

3.如何使用類中的資料

??我們說過，要通過類來訪問物件， 那么如何操作這個類中的成員呢？

??例如，我們想要給上面我們定義的類 中的資料進行 初始化，并且呼叫 類中的成員方法，

代碼實作：

編譯實作效果：

注意點：

1.new 關鍵字用于創建一個物件的實體，

2.使用 . 來訪問物件中的屬性和方法，

3.同一個類可以創建多個實體，

三、 類的成員

類的成員可以包含以下：欄位、方法、代碼塊、內部類和介面等，

此處我們重點介紹前三個，

1. 欄位/屬性/成員變數

（1）實體成員變數

??在類中, 但是方法外部定義的變數. 這樣的變數我們稱為 “欄位” 或 “屬性” 或 “成員變數”(三種稱呼都可以, 一般不會嚴格區分).

實體成員變數用于描述一個類中包含哪些資料.

執行結果：

注意事項

1.使用 . 訪問物件的欄位. “訪問” 既包含讀, 也包含寫.

2.對于一個物件的欄位如果沒有顯式設定初始值, 那么會被設定一個默認的初值.

3.實體成員變數都在物件里面進行訪問，

默認值規則

1.對于各種數字型別, 默認值為 0.

2.對于 boolean 型別, 默認值為 false.

3.對于參考型別(String, Array, 以及自定制類), 默認值為 null

（2）靜態成員變數

類中 還有一種變數 ，叫做 靜態成員變數，

??我們發現 在 high 變數的前面加上了 static 這個關鍵字，這就是 high 靜態成員變數，

??靜態成員變數區別于實體成員變數，實體成員變數 是通過物件進行訪問的，物件的記憶體在哪里呢？ 在堆里，而靜態成員變數 直接通過類進行訪問，它的記憶體在方法區中，

訪問靜態成員變數：

??在訪問 類 中的靜態變數時，不需要我們進行 new 物件，因為 靜態變數 不依靠物件進行訪問，

2. 方法 (method)

（1）實體成員方法

方法用于描述一個物件的行為，

類中方法的建立：

成員方法的呼叫：

成員方法也是依靠物件進行訪問，

執行結果：

（2）靜態成員方法

??類中 還有一種方法 ，叫做 靜態成員方法，

靜態方法的定義：

??在上圖中，drink() 這個方法就是 靜態成員方法， 在回傳值 的前面加上了一個 static ，其他形式與實體成員變數相同，

靜態成員方法的呼叫：

注意：

類中的 靜態成員方法 直接通過類 來訪問，不依賴于物件進行訪問，

（3）toString方法

??在類中，我們定義了很多 成員變數等，當我們先要展示其內容時，需要寫一個show（） 方法來進行展示，但是我們在類中有相對應的 toString 方法，將成員變數轉換為字串，從而使用該方法進行列印展示，

??toString 是 Object 類提供的方法, 我們自己創建的 Person 類默認繼承自 Object 類, 可以重寫 toString 方法實作我們自己版本的轉換字串方法.

IDEA快速生成Object的toString方法快捷鍵：alt+f12(insert)

toString 方法進行展示 成員變數 的內容：

執行結果：

注意事項:

toString 方法會在 println 的時候被自動呼叫.

將物件轉成字串這樣的操作我們稱為 序列化.

3. static 關鍵字

（1）修飾屬性

??Java靜態屬性和類相關, 和具體的實體無關. 換句話說, 同一個類的不同實體共用同一個靜態屬性.

我們來看這樣一串代碼：

這串代碼執行的結果是什么？

??我們來一 一分析:

??我們創建了一個 Test Demo 的類 ，在類中有兩個變數 ，一個是實體成員變數 a，一個是靜態成員變數 count ，

main 方法中的代碼在記憶體中的情況：

??首先創建了一個物件 t1,在堆中開辟了一塊 0x222的記憶體空間，a++，a此時為1

??count++，count不依賴于物件，它存盤于方法區，且只有一份，所以count=1.

??然后又創建了一個物件 t2，在堆中開辟了一塊 0x111 的記憶體空間，a++，a 此時為1

??count ++， 在原來 count =1 的基礎上再加1，所以 count =2.

輸出結果：

（2）修飾方法

??如果在任何方法上應用 static 關鍵字，此方法稱為靜態方法，

靜態方法屬于類，而不屬于類的物件，

可以直接呼叫靜態方法，而無需創建類的實體，

靜態方法可以訪問靜態數據成員，并可以更改靜態資料成員的值，

我們來看下面的代碼：

執行結果：

??所以，在靜態成員方法里不可以使用非靜態的變數，

靜態成員方法的呼叫：

??直接通過 類來進行呼叫，靜態成員方法不依賴于物件，所以，無需創建實體物件就可以進行呼叫，

注意事項1:

??靜態方法和實體無關, 而是和類相關. 因此這導致了以下情況:

??靜態方法不能直接使用非靜態資料成員或呼叫非靜態方法(非靜態資料成員和方法都是和實體相關的).

注意事項2：

??我們曾經寫的方法為了簡單, 都統一加上了 static. 但實際上一個方法具體要不要帶 static, 都需要是情形而定.

??main 方法為 static 方法.’

四、封裝

??在我們寫代碼的時候經常會涉及兩種角色: 類的實作者和類的呼叫者.

??封裝的本質就是讓類的呼叫者不必太多的了解類的實作者是如何實作類的, 只要知道如何使用類就行了.

??這樣就降低了類使用者的學習和使用成本, 從而降低了復雜程度.

??什么叫封裝？

??封裝就是用 private 來修飾 屬性 和變數，

（1）private實作封裝

??private 是 訪問限制修飾符，意思是私有的，所以使用 private 修飾的變數只能在 類的內部使用，通過 實體物件也不能訪問到，如下圖所示：

??所以 private 就是限定 這個變數只能在類中進行訪問，

??那么我們還有一個問題，為什么我們一定要使用private 來封裝呢？

??private/ public 這兩個關鍵字表示 “訪問權限控制” .

??被 public 修飾的成員變數或者成員方法, 可以直接被類的呼叫者使用.

??被 private 修飾的成員變數或者成員方法, 不能被類的呼叫者使用.

??換句話說, 類的使用者根本不需要知道, 也不需要關注一個類都有哪些 private 的成員. 從而讓類呼叫者以更低的成本來使用類，

??我們用代碼來進行解釋,為什么用private 封裝，

如果我們全部用 public

執行結果：

??這樣的代碼導致類的使用者(main方法的代碼)必須要了解 Person 類內部的實作, 才能夠使用這個類. 學習成本較高，

??一旦類的實作者修改了代碼(例如把 name 改成 myName), 那么類的使用者就需要大規模的修改自己的代碼, 維護成本較高.

??我們用private 進行封裝，并提供 public 方法供類的呼叫者使用

??此時欄位已經使用 private 來修飾. 類的呼叫者(main方法中)不能直接使用. 而需要借助 show 方法. 此時類的使用者就不必了解 Person 類的實作細節.

??同時如果類的實作者修改了欄位的名字, 類的呼叫者不需要做出任何修改(類的呼叫者根本訪問不到 name, age這樣的欄位).

注意點：

??private 不光能修飾欄位, 也能修飾方法

??通常情況下我們會把欄位設為 private 屬性, 但是方法是否需要設為 public, 就需要視具體情形而定. 一般我們希望一個類只提供 “必要的” public 方法, 而不應該是把所有的方法都無腦設為 public.

（2）getter and setter 方法

??當我們使用 private 來修飾欄位的時候, 就無法直接使用這個欄位了.

??此時如果需要獲取或者修改這個 private 屬性, 就需要使用 getter / setter 方法.

getter and setter 方法的實作：

注意事項：

getName 即為 getter 方法, 表示獲取這個成員的值.

setName 即為 setter 方法, 表示設定這個成員的值.

??當set方法的形參名字和類中的成員屬性的名字一樣的時候，如果不使用this, 相當于自賦值. this 表示當前實體的參考.

??不是所有的欄位都一定要提供 setter / getter 方法, 而是要根據實際情況決定提供哪種方法.

??在 IDEA 中可以使用 alt + insert (或者 alt + F12) 快速生成 setter / getter 方法. 在 VSCode 中可以使用滑鼠右鍵選單 -> 源代碼操作 中自動生成 setter / getter 方法.

getter and setter 的快捷設定

alt+insert 啟動

五、構造方法

首先問一個問題 什么是構造方法？

執行之后的結果;

那么 構造方法是有什么用 ？

??那么，以前我們在實體化物件時，并沒有寫這個所謂的構造方法，為什么還能實體化 物件呢？

（1）基本語法

??構造方法是一種特殊方法, 使用關鍵字new實體化新物件時會被自動呼叫, 用于完成初始化操作.

（2）new 執行程序

1.為物件分配記憶體空間

2.呼叫物件的構造方法

（3）語法規則

1.方法名稱必須與類名稱相同

2.構造方法沒有回傳值型別宣告

3.每一個類中一定至少存在一個構造方法（沒有明確定義，則系統自動生成一個無參構造）

（4）注意事項

??如果類中沒有提供任何的建構式，那么編譯器會默認生成一個不帶有引數的建構式

??若類中定義了構造方法，則默認的無參構造將不再生成.

??構造方法支持多載. 規則和普通方法的多載一致.

??一個類中，可以支持多個 構造方法，

??多個構造方法的使用：

執行結果：

（5） this關鍵字

??在之前的代碼中，有些變數 ，我們使用了 this 關鍵字，在這里我們再來講一下 this 的作用，

重點：this 代表當前物件的參考,可以借助 this 來訪問物件的欄位和方法.

this的引入

為什么要引入 this?

來看這樣一串代碼對比：

所以通過對比我們可以看到 this 的使用好處，

this的用法

類中的this 用法：

this.data

用法：

1.訪問當前物件的成員變數

2.不可訪問靜態的成員變數

2.靜態方法的內部是不可以有this.

this.func()

用法：

1.訪問當前物件的成員方法

this()

用法：

1.訪問當前物件自己的建構式

2.只能在構造方法內使用

3.只能使用一個this（）

3.只能放在構造方法的第一行

六、認識代碼塊

什么是代碼塊？

使用 {} 定義的一段代碼.

根據代碼塊定義的位置以及關鍵字，又可分為以下四種：

1.普通代碼塊
2.構造塊
3.靜態塊
4.同步代碼塊（后續講解多執行緒部分再談）

今天主要介紹 構造塊 與 靜態塊，

普通塊 ，我們都應該了解 ，定義在方法中的代碼塊.

1.靜態代碼塊

使用static定義的代碼塊，一般用于初始化靜態成員屬性，

靜態代碼塊的使用：

執行結果：

注意事項:

靜態代碼塊不管生成多少個物件，其只會執行一次，且是最先執行的，

靜態代碼塊執行完畢后, 實體代碼塊（構造塊）執行，再然后是建構式執行，

2.實體代碼塊

構造塊：定義在類中的代碼塊(不加修飾符)，也叫：實體代碼塊，構造代碼塊一般用于初始化實體成員變數，

實體代碼塊的使用：

執行結果：

注意事項: 實體代碼塊優先于建構式執行，

3.執行順序

當靜態、實體代碼塊一起運行時，代碼的執行順序是什么情況？

如下所示：

我們寫代碼塊的順序是 靜態1，實體塊，靜態2.

執行結果：

所以根據執行的結果，我們得出結論：

1.靜態代碼塊執行完畢后, 實體代碼塊（構造塊）執行，再然后是建構式執行，

那么靜態塊的執行順序是如何呢？

我么交換靜態1，和靜態2的順序，

執行結果：

我們也能根據這個結果得出結論：

??靜態代碼塊是根據我們書寫代碼的順序進行執行的,按順序執行，

七、補充

1.匿名物件

匿名只是表示沒有名字的物件.

定義：

沒有參考的物件稱為匿名物件.

匿名物件只能在創建物件時使用.

如果一個物件只是用一次, 后面不需要用了, 可以考慮使用匿名物件.

匿名物件的使用：

這就是通過匿名物件 來呼叫 方法，

八、練習

1.完成 類Calculator，以及完成其加減乘除運算的功能，

2.實作交換兩個變數的值，要求：需要交換實參的值，

??練習內容在我的博客 Java——類和物件的使用練習中，希望大家多多練習今天的內容，

九、總結

內容重點總結

??一個類可以產生無數的物件，類就是模板，物件就是具體的實體，

??類中定義的屬性，大概分為幾類：類屬性，物件屬性，其中被static所修飾的資料屬性稱為類屬性, static修飾的

??方法稱為類方法，特點是不依賴于物件，我們只需要通過類名就可以呼叫其屬性或者方法，

??靜態代碼塊優先實體代碼塊執行，實體代碼塊優先建構式執行，
this關鍵字代表的是當前物件的參考，并不是當前物件，

??好了，這次的Java基礎語法（七）——類和物件的知識就分享到這里，感謝大家的欣賞與關注！！

謝謝欣賞！！

完！