【Java】类和对象知识

类和对象的基础知识

命名规则

  • 类名统一使用大驼峰
  • 方法和成员变量统一使用小驼峰

定义一个类的时候注意的事项

    1. 一般一个文件当中只定义一个类
    1. 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)
    1. public修饰的类必须要和文件名相同
    1. 不要轻易去修改public修饰的类的名称

this引用

1. 为什么要有this引用

  • 防止形参和成员变量名字相同
  • 绑定多调用的具体对象

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。

注意:this引用的是调用成员方法的对象

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
    1. this只能在"成员方法"中使用
    1. 在"成员方法"中,this只能引用当前对象,不能再引用其他对象
    1. 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

对象的构造及初始化

1. 如何初始化对象

  • 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。

    public static void main(String[] args) {
      int a;
      System.out.println(a);
    }
    // Error:(26, 28) java: 可能尚未初始化变量a
    
  • 成员不需要初始化也可以编译通过,这是因为类在创建一个对象的时候,会给成员变量给一个特定的值

2. 构造方法

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。

特性

    1. 名字必须与类名相同
    1. 没有返回值类型,设置为void也不行
    1. 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)
    1. 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)
    1. 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。
    • 注意:一但用户定义就会生成
    1. 构造方法中,可以通过this调用其他构造方法来简化代码(Java的特性)
    • 注意:
      • this(...)必须是构造方法中第一条语句
      • 不能形成环
    1. 绝大多数情况下使用public来修饰,特殊场景下会被private修饰(单例模式)

3. 默认初始化

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?

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
    1. 为对象分配内存空间
    1. 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
    1. 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
    1. 设置对象头信息
    1. 调用构造方法,给对象中各个成员赋值

4. 就地初始化

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

static成员

static修饰成员变量

static修饰的成员变量,称为静态成员变量 ,静态成员变量最大的特性:不属于某个具体的对象,是所有对象所共享的。

【静态成员变量特性】

    1. 不属于某个具体的对象,是类的属性,所有对象共享的,不存储在某个对象的空间中
    1. 既可以通过对象访问,也可以通过类名访问,但一般更推荐使用类名访问
    1. 类变量存储在方法区当中
    1. 生命周期伴随类的一生(即:随类的加载而创建,随类的卸载而销毁)

static修饰成员方法

被static修饰的成员方法称为静态成员方法,是类的方法不是某个对象所特有的

【静态方法特性】

    1. 不属于某个具体的对象,是类方法
    1. 可以通过对象调用,也可以通过类名.静态方法名(...)方式调用,更推荐使用后者
    1. 不能在静态方法中访问任何非静态成员变量
    1. 静态方法中不能调用任何非静态方法,因为非静态方法有this参数,在静态方法中调用时候无法传递this引用
    1. 静态方法无法重写,不能用来实现多态

static成员变量初始化

注意:静态成员变量一般不会放在构造方法中来初始化,构造方法中初始化的是与对象相关的实例属性

静态成员变量的初始化分为两种:就地初始化 和 静态代码块初始化。

  • 1. 就地初始化
    • 就地初始化指的是:在定义时直接给出初始值

代码块

1. 代码块概念以及分类

使用 {} 定义的一段代码称为代码块。根据代码块定义的位置以及关键字,又可分为以下四种:

  • 普通代码块
  • 构造块
  • 静态块
  • 同步代码块(后续讲解多线程部分再谈)

2. 普通代码块

普通代码块:定义在方法中的代码块。

java 复制代码
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);
    }
}

这种用法较少见

3. 构造代码块

构造块:定义在类中的代码块(不加修饰符)。也叫:实例代码块。构造代码块一般用于初始化实例成员变量。

java 复制代码
class Student {
    //实例成员变量
    private String name;
    private String gender;
    private String sex;
    private int age;
    private double score;

    public Student() {
        System.out.println("I am Student 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) {
        Student stu = new Student();
        stu.show();
    }
}
java 复制代码
// 运行结果
I am instance init()!
I am Student init()!
name: bit age: 12 sex: man

4. 静态代码块

使用static定义的代码块称为静态代码块。一般用于初始化静态成员变量。

java 复制代码
public class Student{
private String name;
private String gender;
private int age;
private double score;
private static String classRoom;
//实例代码块
{
this.name = "bit";
this.age = 12;
this.gender = "man";
System.out.println("I am instance init()!");
}
// 静态代码块
static {
classRoom = "bit306";
System.out.println("I am static init()!");
}
public Student(){
System.out.println("I am Student init()!");
}
public static void main(String[] args) {
Student s1 = new Student();
Student s2 = new Student();
}
}

注意事项

  • 静态代码块不管生成多少个对象,其只会执行一次
  • 静态成员变量是类的属性,因此是在JVM加载类时开辟空间并初始化的
  • 如果一个类中包含多个静态代码块,在编译代码时,编译器会按照定义的先后次序依次执行(合并)
  • 实例代码块 只有在创建对象时才会执行

内部类

内部类出现的意义

当一个事物的内部,还有一个部分需要一个完整的结构进行描述,而这个内部的完整的结构又只为外部事物提供服务,那么这个内部的完整结构最好使用内部类。

内部类的定义

在 Java 中,可以将一个类定义在另一个类或者一个方法的内部,前者称为内部类,后者称为外部类。内部类也是封装的一种体现。

【注意事项】

    1. 定义在class 类名{}花括号外部的,即使是在一个文件里,都不能称为内部类
    1. 内部类和外部类共用同一个java源文件 ,但是经过编译之后,内部类会形成单独的字节码文件

1. 内部类的分类

根据内部类定义的位置不同,一般可以分为以下几种形式:

    1. 成员内部类
    • 普通内部类:未被static修饰的成员内部类
    • 静态内部类:被static修饰的成员内部类
    1. 局部内部类(不谈修饰符)、匿名内部类

注意:内部类其实日常开发中使用并不是非常多,大家在看一些库中的代码时候可能会遇到的比较多,日常开始中使用最多的是匿名内部类。

2. 实例内部类

即未被static修饰的成员内部类。

注意事项:

    1. 外部类中的任何成员都可以在实例内部类方法中直接访问
    1. 实例内部类所处的位置与外部类成员位置相同,因此也受public、private等访问限定符的约束
    1. 在实例内部类方法中访问同名的成员时,优先访问自己的,如果要访问外部类同名的成员,必须:外部类名称.this.同名成员 来访问
    1. 实例内部类对象必须在先有外部类对象前提下才能创建
    1. 实例内部类的非静态方法中包含了一个指向外部类对象的引用
    1. 外部类中,不能直接访问实例内部类中的成员,如果要访问必须先要创建内部类的对象。

3. 静态内部类

被static修饰的内部成员类称为静态内部类。

【注意事项】

    1. 在静态内部类中只能访问外部类中的静态成员
    1. 创建静态内部类对象时,不需要先创建外部类对象

4. 局部内部类

【注意事项】

    1. 局部内部类只能在所定义的方法体内部使用
    1. 不能被public、static等修饰符修饰
    1. 编译器也有自己独立的字节码文件,命名格式:外部类名字$数字内部类名字.class
  • 4. 几乎不会使用

对象的打印

java 复制代码
public class Person {
    String name;
    String gender;
    int age;

    public Person(String name, String gender, int age) {
        this.name = name;
        this.gender = gender;
        this.age = age;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("Jim", "男", 18);
        System.out.println(person);
    }
}
// 打印结果:day20210829.Person@1b6d3586

如果想要默认打印对象中的属性该如何处理呢?答案:重写toString方法即可。

java 复制代码
public class Person {
  String name;
  String gender;
  int age;
  public Person(String name, String gender, int age) {
    this.name = name;
    this.gender = gender;
    this.age = age;
 }
  @Override
  public String toString() {
    return "[" + name + "," + gender + "," + age + "]";
 }
  public static void main(String[] args) {
    Person person = new Person("Jim","男", 18);
    System.out.println(person);
 }
}
// 输出结果:[Jim,男,18]

类和对象的三大特性

封装

作用

封装:将数据和操作数据的方法进行有机结合,隐藏对象的属性和实现细节,仅对外公开接口来和对象进行 交互

访问限定符

作用:访问权限用来控制方法或者字段能否直接在类外使用

【Java提供的四个访问限定符号如下】

说明

  • protected主要是用在继承中
  • default权限指:什么都不写时的默认权限
  • 访问权限除了可以限定类中成员的可见性,也可以控制类的可见性

封装扩展之包

包的概念

为了更好的管理类,把多个类收集在一起成为一组,称为软件包。

比如:为了更好的管理电脑中的歌曲,一种好的方式就是将相同属性的歌曲放在相同文件下,也可以对某个文件夹下的音乐进行更详细的分类。

导入包中的类

  • 使用 import语句导入包.
  • 可以使用import static导入包中静态的方法和字段
  • 注意事项: import 和 C++ 的 #include 差别很大. C++ 必须 #include 来引入其他文件内容, 但是 Java 不需要.import 只是为了写代码的时候更方便. import 更类似于 C++ 的 namespace 和 using

自定义包

基本规则

  • 在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中.
  • 包名需要尽量指定成唯一的名字, 通常会用公司的域名的颠倒形式(例如 com.zxj.demo1 ).
  • 包名要和代码路径相匹配. 例如创建 com.zxj.demo1 的包, 那么会存在一个对应的路径 com/zxj/demo1 来存储代码
  • 如果一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中.

常见的包

    1. java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后自动导入。
    1. java.lang.reflect:java 反射编程包;
    1. java.net:进行网络编程开发包。
    1. java.sql:进行数据库开发的支持包。
    1. java.util:是java提供的工具程序包。(集合类等) 非常重要
    1. java.io:I/O编程开发包。
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