前言: 类和对象来了!在Java中经常会提到类和对象,那类和对象到底是什么东西呢,首先我们要知道JAVA是基于面向对象的,关注的是对象,将一件事情拆分成不同的对象,靠对象之间的交互完成。接下来让我们进入对象的学习吧,没对象的终于可以new一个了。
每文一图:
Java中的类和对象:
- 一.类与对象的初步认知
- 二.类和类的实例化
- 三.类的成员
- 1.字段/属性/成员变量
- 2. 方法 (method)
- 3.static 关键字
- ① 修饰属性
- ②.修饰方法
- 4.整理代码
- 四.封装
- 1.private实现封装
- 2.getter和setter方法
一.类与对象的初步认知
类和对象,我们要理解两个问题,什么是类,什么是对象。但是这两个概念非常的抽象。同时我们经常听到的一个点是面向对象,所以我们先要理解什么是面向对象,以及面向过程。
首先我们先来举一个简单的例子:
以洗衣服为例:
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。
面向对象注重的是对象,也就是参与过程所涉及到的主体。是通过逻辑将一个个功能实现连接起来。
我们可以再举一个例子:
面向过程: 1.把冰箱打开 2. 把大象放入 3. 冰箱关起来
面向对象: 打开冰箱,储存,关闭都是对冰箱的操作,是冰箱的行为。冰箱就是一个对象,所以只要操作冰箱所具备的功能,都要定义在冰箱中。
所以面向对象也就把将复杂的事情变简单了,只要面对一个对象就行。
再比如:
简而言之:
面向对象就是用代码(类)来描述客观世界的事物的一种方式. 一个类主要包含一个事物的属性和行为。
二.类和类的实例化
类就是一类对象的统称。对象就是这一类具体化的一个实例。
简单的例子:我们做月饼的模子就是一个类,而通过这个模子可以做出月饼,那么在这个例子当中,类就是那个模子,而月饼就是那个对象,所以月饼就是一个实体。一个模子可以实例化无数个对象。
简单来说就是:类相当于一个模板,对象是由模板产生的样本。一个类,可以产生无数的对象。
声明一个类就是创建一个新的数据类型,而类在 Java 中属于引用类型, Java 使用关键字 class 来声明类。我们来看以下简单的声明一个类。
基本语法:
// 创建类 class{ field;//成员属性 method;//成员方法 } // 实例化对象 <对象名> = new ();
例子:
class Person {
//字段》属性》成员变量
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!");
}
//成员方法
public void sleep() {
System.out.println("睡觉!");
}
}
我们来解读一下这里的代码:
这就相当于模板了,我们创建了应该"造人"的模板,那怎么"造人"呢,这里我们有一个专业术语叫做实例化,也就是类的实例化。
用类类型创建对象的过程,称为类的实例化。
关于类和类的实例化:
- 类只是一个模型一样的东西,限定了类有哪些成员。
- 一个类可以实例化出多个对象,实例化出的对象 占用实际的物理空间,存储类成员变量。
- 做个比方。类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子,类就像是设计图,只设计出需要什么东西,但是并没有实体的建筑存在,同样类也只是一个设计,实例化出的对象才能实际存储数据,占用物理空间。
现在我们来实例化一个玩玩:
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!");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Person person1 = new Person();//通过new实例化对象
person1.eat();//普通成员方法调用需要通过对象的引用调用
person1.sleep();
//产生对象 实例化对象
Person person2 = new Person();
person2.name="hell";//初始化属性的值
System.out.println(person2.name);//打印hell
System.out.println(person2.age);//没初始化默认为0
Person person3 = new Person();//创建多个成员
//输出结果: 吃饭! 睡觉!
}
}
在这里,我们写好了一个类,然后在main函数中创建实例化对象,然后创建对象就是类名+对象名 = new 类名,就实例化了一个对象了。实例化对象之后我们就相当于"把房子造好了",就可以使用了。
当然这里我们也需要有一些注意事项:
注意事项:
1.new 关键字用于创建一个对象的实例.
2.使用 . 来访问对象中的属性和方法.
3.同一个类可以创建对个实例
三.类的成员
对于类我们创建好了,那么类里面也得有成员呀,就好像房屋设计图中客厅有餐桌,主卧有床等等,所以我们来看看这个"屋子"可以有些什么。
1.字段/属性/成员变量类的成员可以包含以下:字段、方法、代码块、内部类和接口等。 此处我们重点介绍前三个。
在类中,且是方法外部定义的变量。这样的变量我们称为 “字段” 或 “属性” 或 “成员变量”(三种称呼都可以,一般不会严格区分)。而成员变量又分为普通成员变量和静态成员变量
用于描述一个类中包含哪些数据就用到了我们的成员变量:
我们直接用代码去感受:
class Person {
//普通成员变量
public String name; // 字段
public int age;
//静态成员变量
public static int count;
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Person person1 = new Person();
person1.age++;
person1.count++;
System.out.println(person1.age);
System.out.println(person1.count);
System.out.println("=================");
Person person2 =new Person();
person2.count++;
System.out.println(person2.age);
System.out.println(person2.count);
// 执行结果
//1
//1
//=================
//0
//2
}
}
这一段代码是在上面的代码加以变化的代码,我们一起来看一下:
首先我们如public String name;定义的在这里我们区分为普通成员变量,而且我们加上了一个静态成员变量,如 public static int count;,static就是静止的意思。那这两者有什么区别呢?我们接着往下看,在接下来我们创建了两个成员变量,然后对其中的person1的age++,count++,对其中的person2的count++;那么问题来了,按道理来说创建的对象各自安好,实际输出应该是1101,但是现在输出的是1102,这时候就是静态成员变量的问题了。
对于基本成员变量,确实是每创建的对象都有属于自己的成员变量,但是对于静态成员变量,是属于类的变量,相当于是这个类创建所有成员共用这个变量,这就是静态成员变量,也叫类变量。
同样的我们还可以用static修饰方法,叫做类方法。
class Person {
//普通成员变量
public String name; // 字段
public int age;
//静态成员变量
public static int count;
//方法
public void eat(){
System.out.println("吃饭");
}
//类方法
public static void use(){
System.out.println("使用!!");
}
}
所以类名.静态的成员变量/方法不依赖于对象。
那么有人会说一些问题:
1.我在方法中定义static的静态变量可以吗?
那肯定也是不行的,首先,对于静态成员变量也叫类变量,是属于类的,不是方法的。然后对于普通方法,需要对应的对象才能调用,而类变量不需要。所以方法中定义static的静态变量是不行的,无论是普通方法函数类方法。
2.我在普通方法中调用静态方法可以吗?
答案是可以的,因为普通方法是依赖对象的,有对象才能调用,而静态方法是不依赖对象的,所以当我们能调用普通方法,当然也能调用静态方法。也就是说静态方法的权限更大,所以反过来静态中调用普通就不行了。
对于成员变量我们还有以下注意事项:
1.使用 . 访问对象的字段。
2.“访问” 既包含读,也包含写。
3.对于一个对象的字段如果没有显式设置初始值,那么会被设置一个默认的初值。
默认值规则:
对于各种数字类型, 默认值为 0。
对于 boolean 类型, 默认值为 false。
对于引用类型(StringArray,以及自定制类),默认值为 null。
既然说到默认值为null,我们就来认识一下,什么是null以及如何初始化:
认识null:
null 在 Java 中为 “空引用”,表示不引用任何对象。类似于 C 语言中的空指针。如果对 null 进行.操作就会引发异常.
比如说我创建的成员变量name,我实例化一个对象后我没有去初始化就直接引用,就会产生错误。
class Person {
public String name;
public int age;
}
class Test {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
System.out.println(person.name.length());
// 获取字符串长度 可实际上没有初始化
}
}
// 执行结果
字段就地初始化:
很多时候我们不希望字段使用默认值, 而是需要我们显式设定初值. 可以这样写:
class Person {
//直接在创建成员变量的时候定义
public String name = "张三";
public int age = 18;
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
//创建的对象name都是"张三" age都是18
System.out.println(person.name);
System.out.println(person.age);
}
}
而很多时候我们都是不需要直接就地初始化的,所以我们可以在创建好对象之后去引用对应的值初始化:
class Person {
public String name;
public int age;
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
person.name = "张三";
person.age = 18; //在创建对象后引用定义
System.out.println(person.name);
System.out.println(person.age);
}
}
2. 方法 (method)
就是我们上面讲过的方法,用于描述一个对象的行为。在这里我们也系统的过一过。对于方法,就是可以更丰富的描述对象的一些行为。
代码演示:
class Person {
public int age = 18;
public String name = "张三";
public void show() {
System.out.println("我叫" + name + ", 今年" + age + "岁");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
person.show();
}
}
比如上面的代码,就是张三在展示他的操作了,可以表达出他的名字和年龄。对于此处的 show 方法,表示 Person 这个对象具有一个 “展示自我” 的行为。这样的 show 方法是和 person 实例相关联的。如果创建了其他实例, 那么 show 的行为就会发生变化。也就是我们之前说的不同的对象有他自己相应的变量。
比如:
class Person {
public int age = 18;
public String name = "张三";
public void show() {
System.out.println("我叫" + name + ", 今年" + age + "岁");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
person.show();
Person person2 = new Person();
person2.name = "李四";
person2.age = 20;
person2.show();
}
}
对于方法,还有一种特殊的方法称为 构造方法 (construction method)
在实例化对象的时候会被自动调用到的方法,方法名字和类名相同,用于对象的初始化。我们在下面会讲到。
3.static 关键字
对于static 关键字在上面已经使用过了,是修饰为静态的一个关键字。我们来看看他除了刚刚的变量和方法,还能修饰说明:
① 修饰属性static 关键字可修饰内容:
1、修饰属性
2、修饰方法
3、代码块(本文中会介绍)
4、修饰类(后续文章中)
Java静态属性和类相关,和具体的实例无关。换句话说,同一个类的不同实例共用同一个静态属性。
class Test{
public int a;
public static int count;
//静态成员变量 —— 类变量
}
public class TestDemo{
public static void main(String[] args) {
Test t1 = new Test();
t1.a++;
Test.count++;
System.out.println(t1.a);
System.out.println(Test.count);
System.out.println("============");
Test t2 = new Test();
t2.a++;
Test.count++;
System.out.println(t2.a);
System.out.println(Test.count);
//结果 1 1 ======= 1 2
}
}
这里的count实际上是类变量,是在方法区中存放的,而不是存放在实例化对象指向的堆中,是类的变量,所以为对象所共用的一个变量。
图示:
如果在任何方法上应用 static 关键字,此方法称为静态方法。
对于静态方法需要注意的是:
1.静态方法属于类,而不属于类的对象。
2.可以直接调用静态方法,而无需创建类的实例。
3.静态方法可以访问静态数据成员,并可以更改静态数据成员的值。
代码例子:
class func{
public int a;
public static int count;
public static void change() {
count = 100;//更改静态数据成员的值
//a = 10; error 不可以访问非静态数据成员
}
}
public class TestDemo{
public static void main(String[] args) {
func.change();//无需创建实例对象 就可以调用
System.out.println(func.count);
}
}
那么对于静态方法与实例无关,而是和类相关会导致两个情况 :
1.静态方法不能直接使用非静态数据成员或调用非静态方法(非静态数据成员和方法都是和实例相关的).
2.this和super两个关键字不能在静态上下文中使用(this 是当前实例的引用, super是当前实例父类实例的引用, 也是和当前实例相关).
4.整理代码
class Person {
public int age;//实例变量 存放在对象内
public String name;//实例变量
public String sex;//实例变量
public static int count;//类变量也叫静态变量,编译时已经产生,属于类本身,且只有一份。存放在方法区
public final int SIZE = 10;//被final修饰的叫常量,也属于对象。 被final修饰,后续不可更改
public static final int COUNT = 99;//静态的常量,属于类本身,只有一份 被final修饰,后续不可更改
//实例成员函数
public void eat() {
int a = 10;//局部变量
System.out.println("eat()!");
}
//实例成员函数
public void sleep() {
System.out.println("sleep()!");
}
//静态成员函数
public static void staticTest(){
//不能访问非静态成员
//sex = "man"; error
System.out.println("StaticTest()");
}
}
public class TestDemo{
public static void main (String[] args){
//产生对象 实例化对象
Person person = new Person();//person为对象的引用
System.out.println(person.age);//默认值为0
System.out.println(person.name);//默认值为null
//System.out.println(person.count);//会有警告!
//正确访问方式:
System.out.println(Person.count);
System.out.println(Person.COUNT);
Person.staticTest();
//总结:所有被static所修饰的方法或者属性,全部不依赖于对象。
person.eat();
person.sleep();
// 输出结果:
// 0
// null
// 0
// 99
// StaticTest()
// eat()!
// sleep()!
}
}
四.封装
什么叫封装?
<<代码大全>> 开篇就在讨论一个问题: 软件开发的本质就是对程序复杂程度的管理。如果一个软件代码复杂程度太高,那么就无法继续维护。如何管理复杂程度? 封装就是最基本的方法。在我们写代码的时候经常会涉及两种角色: 类的实现者和类的调用者。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。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。
也就是说,我们把类封装起来,就可以降低代码的复杂程度,让使用者更方便更容易去学习与使用。
1.private实现封装private/ public 这两个关键字表示 “访问权限控制” .
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。
所以当我们用private修饰后,就可以达到封装的效果,有时候我们的类并不是一个人使用,当其他人修改了他的类的时候,我们引用对象的时候也要跟着改吗,是可以,但想想都觉得蠢。
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
此时字段已经使用 private 来修饰。类的调用者(main方法中)不能直接使用。 而需要借助 show 方法。此时类的使用者就不必了解 Person 类的实现细节。同时如果类的实现者修改了字段的名字, 类的调用者不需要做出任何修改(类的调用者根本访问不到 name, age这样的字段),这样子就安全了很多了。
但是!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。
当我们使用 private 来修饰字段的时候, 就无法直接使用这个字段了,那我们又想得到这个字段呢?(就你事多)
这时候就遇到getter和setter方法了。
2.getter和setter方法
当我们使用 private 来修饰字段的时候, 就无法直接使用这个字段了。
代码示例:
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.age = 20;
person.show();
}
}
// 编译出错
//Test.java:13: 错误: age可以在Person中访问private
// person.age = 20;
// ^
// 1 个错误
所以,当我们需要用到这个字段的时候,又将他设置为public?不不不,这样子就好像又退化回去了,这时候我们应该引进一个新概念:getter和setter方法。
这两个方法什么意思呢?我们直接看代码怎么用:
class Person {
private String name;//实例成员变量
private int age;
public void setName(String name){
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 class TestDemo{
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
看,这样子就可以正常使用被private修饰的变量了,而getName 即为 getter 方法,表示获取这个成员的值。setName 即为 setter 方法,表示设置这个成员的值。
实际上,我们对于变量,无非就是获取他的值和修改他的值,所以当我们用private修饰变量之后,我们需要使用它,就是这两种功能。所以我们直接在需要用的时候调用getting或者setting方法就可以实现这个功能了。
注意事项:
1.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。
2.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。
3.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。
所以,总的来说,封装可以让我们的成员属性更加安全,对于在外部使用这些属性的人,也不用关系里面是怎么变的,只需要调用方法就好。
这就是本篇Java中的Java中的类和对象1的全部内容啦,如果觉得还不错或者感觉对你有帮助,不妨点赞关注一键三连,关于类和对象还有第二篇噢,欢迎关注。一起学习,共同努力!也可以期待这个系列接下来的博客噢。
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