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目标:
1. 掌握类的定义方式以及对象的实例化 2. 掌握类中的成员变量和成员方法的使用 3. 掌握对象的整个初始化过程
1. 面向对象的初步认知
打个比方:
1. 传统洗衣服过程传统的方式:注重的是洗衣服的过程,少了一个环节可能都不行。
2. 现代洗衣服过程
以面向对象方式来进行处理,就不关注洗衣服的过程,具体洗衣机是怎么来洗衣服,如何来甩干的,用户不用去关心,只需要将衣服放进洗衣机,倒入洗衣粉,启动开关即可,通过对象之间的交互来完成的。
2. 类定义和使用
面相对象程序设计关注的是对象,而对象是现实生活中的实体,比如:洗衣机。但是洗衣机计算机并不认识,需要开发人员告诉给计算机什么是洗衣机。
上图左侧就是对洗衣机简单的描述,该过程称为对洗衣机对象(实体)进行抽象(对一个复杂事物的重新认知),但是这些简化的抽象结果计算机也不能识别,开发人员可以采用某种面相对象的编程语言来进行描述,比如:Java语言。
2.1 简单认识类
类是用来对一个实体(对象)来进行描述的,主要描述该实体(对象)具有哪些属性(外观尺寸等),哪些功能(用来干啥),描述完成后计算机就识别了。比如:洗衣机,它是一个品牌,在Java中可以将其看成是一个类别。 属性:产品品牌,型号,产品重量,外观尺寸,颜色… 功能:洗衣,烘干、定时……在Java语言中,如何对上述的洗衣机类来进行定义呢?
2.2 类的定义格式
在java中定义类时需要用到class关键字,具体语法如下
// 创建类 class ClassName{ field; // 字段(属性) 或者 成员变量 method; // 行为 或者 成员方法 }
class为定义类的关键字,ClassName为类的名字,{}中为类的主体。
类中包含的内容称为类的成员。属性主要是用来描述类的,称之为类的成员属性或者类成员变量。方法主要说明类 具有哪些功能,称为类的成员方法。 采用Java语言将洗衣机类在计算机中定义完成,经过javac编译之后形成.class文件,在JVM的基础上计算机就可以识别了。 注意事项
- 类名注意采用大驼峰定义
- 成员前写法统一为public,后面会详细解释
- 此处写的方法不带 static 关键字. 后面会详细解释
2.3 课堂练习
2.3.1 定义一个狗类
class PetDog {
public String name;//名字
public String color;//颜色
// 狗的属性
public void barks() {
System.out.println(name + ": 旺旺旺~~~");
}
// 狗的行为
public void wag() {
System.out.println(name + ": 摇尾巴~~~");
}
}
2.3.2 定义一个学生类
public class Student{
public String name;
public String gender;
public short age;
public double score;
//类成员方法
public void DoClass(){}
public void DoHomework(){}
public void Exam(){}
}
注意事项:
1. 一般一个文件当中只定义一个类 2. main方法所在的类一般要使用public修饰(注意:Eclipse默认会在public修饰的类中找main方法) 3. public修饰的类必须要和文件名相同 4. 不要轻易去修改public修饰的类的名称,如果要修改,通过开发工具修改
3. 类的实例化
3.1 什么是实例化
定义了一个类,就相当于在计算机中定义了一种新的类型,与int,double类似,只不过int和double是java语言自带的内置类型,而类是用户自定义了一个新的类型,比如上述的:PetDog类和Student类。它们都是类(一种新定义的类型)有了这些自定义的类型之后,就可以使用这些类来定义实例(或者称为对象)。用类类型创建对象的过程,称为类的实例化,在java中采用new关键字,配合类名来实例化对象。
代码:
public class Main{
public static void main(String[] args) {
PetDog dogh = new PetDog(); //通过new实例化对象
dogh.name = "阿黄";
dogh.color = "黑黄";
dogh.barks();
dogh.wag();
PetDog dogs = new PetDog();
dogs.name = "阿黄";
dogs.color = "黑黄";
dogs.barks();
dogs.wag();
}
}
//输出结果:
//阿黄: 旺旺旺~~~
//阿黄: 摇尾巴~~~
//赛虎: 旺旺旺~~~
//赛虎: 摇尾巴~~~
注意事项
new 关键字用于创建一个对象的实例. 使用 . 来访问对象中的属性和方法. 同一个类可以创建对个实例
3.2 类和对象的说明
1. 类只是一个模型一样的东西,用来对一个实体进行描述,限定了类有哪些成员. 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 占用实际的物理空间,存储类成员变量 4. 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。
4. this引用
4.1 为什么要有this引用
1. 形参名不小心与成员变量名相同:
public void setDay(int year, int month, int day){
year = year;
month = month;
day = day;
}
那函数体中到底是谁给谁赋值?成员变量给成员变量?参数给参数?参数给成员变量?成员变量参数?估计自己都搞不清楚了。 2. 三个对象都在调用setDate和printDate函数,但是这两个函数中没有任何有关对象的说明,setDate和printDate函数如何知道打印的是那个对象的数据呢?
一切让this引用来揭开这层神秘的面纱。
4.2 什么是this引用
this引用指向当前对象(成员方法运行时调用该成员方法的对象),在成员方法中所有成员变量的操作,都是通过该引用去访问。只不过所有的操作对用户是透明的,即用户不需要来传递,编译器自动完成。
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
public void setDay(int year, int month, int day){
this.year = year;
this.month = month;
this.day = day;
}
public void printDate(){
System.out.println(this.year + "/" + this.month + "/" + this.day);
}
}
注意:this引用的是调用成员方法的对象。
public static void main(String[] args) {
Date d = new Date();
d.setDay(2020,9,15);
d.printDate();
}
4.3 this引用的特性
1. this的类型:对应类类型引用,即哪个对象调用就是哪个对象的引用类型 2. this只能在“成员方法“中使用 3. 在“成员方法“中,this只能引用当前对象,不能再引用其他对象4. this是“成员方法”第一个隐藏的参数,编译器会自动传递,在成员方法执行时,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。
5. 对象的构造及初始化
5.1 如何初始化对象
通过前面知识点的学习知道,在Java方法内部定义一个局部变量时,必须要初始化,否则会编译失败。
案例:
public static void main(String[] args) {
int a;
System.out.println(a);
}
// Error:(26, 28) java: 可能尚未初始化变变量
5.2 构造方法
构造方法作用:给类成员变量初始化
5.2.1 概念
构造方法(也称为构造器)是一个特殊的成员方法,名字必须与类名相同,在创建对象时,由编译器自动调用,并且在整个对象的生命周期内只调用一次。
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
// 构造方法:
// 名字与类名相同,没有返回值类型,设置为void也不行
// 一般情况下使用public修饰
// 在创建对象时由编译器自动调用,并且在对象的生命周期内只调用一次
public Date(int year, int month, int day){
this.year = year;
this.month = month;
this.day = day;
System.out.println("Date(int,int,int)方法被调用了");
}
public void printDate(){
System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
}
public static void main(String[] args) {
// 此处创建了一个Date类型的对象,并没有显式调用构造方法
Date d = new Date(2021,6,9); // 输出Date(int,int,int)方法被调用了
d.printDate(); // 2021-6-9
}
}
注意:构造方法的作用就是对对象中的成员进行初始化,并不负责给对象开辟空间。
5.2.2 特性
1. 名字必须与类名相同 2. 没有返回值类型,设置为void也不行 3. 创建对象时由编译器自动调用,并且在对象的生命周期内只调用一次(相当于人的出生,每个人只能出生一次) 4. 构造方法可以重载(用户根据自己的需求提供不同参数的构造方法)5. 如果用户没有显式定义,编译器会生成一份默认的构造方法,生成的默认构造方法一定是无参的。 6. 构造方法中,可以通过this调用其他构造方法来简化代码
如:
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
// 无参构造方法
public Date(){
this.year = 1900;
this.month = 1;
this.day = 1;
}
// 带有三个参数的构造方法
public Date(int year, int month, int day) {
this.year = year;
this.month = month;
this.day = day;
}
public void printDate(){
System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
}
public static void main(String[] args) {
Date d = new Date();
d.printDate();
}
}
上述两个构造方法:名字相同,参数列表不同,因此构成了方法重载。 5. 如果用户没有显式定义,编译器会生成一份默认的构造方法,生成的默认构造方法一定是无参的。代码:
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
public void printDate(){
System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
}
public static void main(String[] args) {
Date d = new Date();
d.printDate();
}
}
上述Date类中,没有定义任何构造方法,编译器会默认生成一个不带参数的构造方法。注意:一旦用户定义,编译器则不再生成。6. 构造方法中,可以通过this调用其他构造方法来简化代码注意: this(…)必须是构造方法中第一条语句
如果注释掉 ,恢复正常
不能形成环
public Date(){
this(1900,1,1);
}
public Date(int year, int month, int day) {
this();
}
无参构造器调用三个参数的构造器,而三个参数构造器有调用无参的构造器,形成构造器的递归调用。编译报错:Error:(19, 12) java: 递归构造器调用
7. 绝大多数情况下使用public来修饰,特殊场景下会被private修饰(后序讲单例模式时会遇到)。
5.3 默认初始化
在上文中提出的第二个问题:为什么局部变量在使用时必须要初始化,而成员变量可以不用呢?
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
public Date(int year, int month, int day) {
// 成员变量在定义时,并没有给初始值, 为什么就可以使用呢?
System.out.println(this.year);
System.out.println(this.month);
System.out.println(this.day);
}
public static void main(String[] args) {
// 此处a没有初始化,编译时报错:
// Error:(24, 28) java: 可能尚未初始化变量a
// int a;
// System.out.println(a);
Date d = new Date(2021,6,9);
}
}
要搞清楚这个过程,就需要知道 new 关键字背后所发生的一些事情:在程序层面只是简单的一条语句,在JVM层面需要做好多事情,下面简单介绍下:
1. 检测对象对应的类是否加载了,如果没有加载则加载 2. 为对象分配内存空间 3. 处理并发安全问题
比如:多个线程同时申请对象,JVM要保证给对象分配的空间不冲突
4. 初始化所分配的空间
即:对象空间被申请好之后,对象中包含的成员已经设置好了初始值,比如:
数据类型 | 默认值 |
byte | 0 |
char | ‘\u0000’ |
short | 0 |
int | 0 |
long | OL |
boolean | false |
float | 0.0f |
double | 0.0 |
reference | null |
5. 设置对象头信息(关于对象内存模型后面会介绍)
5.4 就地初始化
在声明成员变量时,就直接给出了初始值。案例:
public class Date {
public int year = 1900;
public int month = 1;
public int day = 1;
public Date(){
}
public Date(int year, int month, int day) {
}
public static void main(String[] args) {
Date d1 = new Date(2021,6,9);
Date d2 = new Date();
}
}
注意:代码编译完成后,编译器会将所有给成员初始化的这些语句添加到各个构造函数中
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