【JAVASE】学习类与对象的创建和实例化

橘橙黄又青2024-04-05 18:28

✅作者简介：大家好，我是橘橙黄又青，一个想要与大家共同进步的男人😉😉

🍎个人主页：再无B～U～G-CSDN博客

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

  1. 类名注意采用大驼峰定义
  2. 成员前写法统一为public，后面会详细解释
  3. 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

java 复制代码 
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

java 复制代码 
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
  2. 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：

java 复制代码 
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：
java 复制代码 
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。

java 复制代码 
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 。

java 复制代码 
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：

java 复制代码 
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。

java 复制代码 
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：

java 复制代码 
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：

java 复制代码 
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

java 复制代码 
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

  1. 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？

java 复制代码 
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
  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
  2. 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 |

  1. 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：

java 复制代码 
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 。
好啦，今天的分享就到这里了，感谢观看。

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