java类和对象(上):类定义和使用 this的使用 对象的构造及初始化

前言:

不知道大家有没有将java方法的使用熟记入心呢?如果没有的话,可以打开博主的上一篇博文阅读哦,在这里谢谢大家一路的陪伴。也希望我的内容能够帮到你更快的掌握java语言的学习。接下来我们要讲的是java类和对象。让我们整理一下心情开冲吧,加油,兄弟们!!!!

本期目录:
1. 面向对象的初步认知
2. 类定义和使用
3. 类的实例化
4.this的使用
5.对象的构造及初始化

**1.**面向对象的初步认知

1.1****什么是面向对象

Java 是一门纯面向对象的语言 (Object Oriented Program ,简称 OOP) ,在面向对象的世界里,一切皆为对象。 向对象是解决问题的一种思想,主要依靠对象之间的交互完成一件事情 。用面向对象的思想来涉及程序,更符合人 们对事物的认知,对于大型程序的设计、扩展以及维护都非常友好。

1.2****面向对象与面向过程

  1. 例如传统洗衣服过程:


    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。
    而且不同衣服洗的方式,时间长度,拧干方式都不同,处理起来就比较麻烦。如果将来要洗鞋子,那就是另一种放方式。
    按照该种方式来写代码,将来 扩展或者维护起来会比较麻烦
  2. 现代洗衣服过程


    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
    注意: 面向过程和面相对象并不是一门语言,而是解决问题的方法,没有那个好坏之分,都有其专门的应用场景。

**2.**类定义和使用

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可以识别了。

2.2****类的定义格式

类是一种用户自定义的数据类型,它描述了一组具有相同属性和行为的对象。通常,类的定义包括以下几个部分:

  1. 类名:用于标识这个类,应该具有描述性且符合命名规范。
  2. 属性:也称为成员变量,描述了类的状态。例如,在一个 "学生" 类中,属性可能包括姓名、年龄、学号等。
  3. 方法:也称为成员函数,描述了类的行为。例如,在 "学生" 类中,方法可能包括学习、考试考试、参加活动等
    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 {
    filed //字段(属性)或者成员变量
    method ; // 行为 或者 成员方法
    }
    其中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
    3.此处写的方法不带 static 关键字

2.3 类的练习

2.3.1 定义一个狗类
要求:要有狗的名字,和狗的毛发颜色 以及狗的日常行为

2.3.2 定义一个学生类

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 ( 给同学演示 ) 。

**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。


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 .

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


以上代码定义了一个日期类,然后 main 方法中创建了三个对象,并通过 Date 类中的成员方法对对象进行设置和打印,代码整体逻辑非常简单,没有任何问题。
但是细思之下有以下两个疑问:

  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 this的讲解

1.区分成员变量与方法参数或局部变量

当方法的参数或局部名称变量与该类的成员变量相同(即命名冲突 )时,this可以用来区分它们。没有this时,方法内的局部变量和参数会覆盖同名的成员变量,从而导致难以访问成员变量

在这个例子中,**this.name显式指代当前对象的成员变量,而name单独出现时指的是方法的参数。如果没有this存在,代码将无法区分这两个变量,成员变量name**可能无法正确赋值。

2.在构造方法中调用另一个构造方法

this()用于同一类的构造方法之间相互调用。设计模式称为构造器链,它允许开发者通过调用这种其他构造函数来简化代码,提高代码复用性。

这里通过使用**this(name, 0),避免了重复编写初始化逻辑** 。如果没有this,开发者必须手动将重复的代码写入在每个构造函数中。

3.方法链调用

this可以在方法中返回当前对象的引用,用于实现链式调用(方法链接)。这种设计使得多个操作可以在一条语句中连续执行,简化代码的调用并增强了可执行性。

如果没有this链式调用将无法实现,每次操作都需要单独调用,增加代码。

4.在内部类中引用外部类实例

当你使用内部类时,this指代的是当前内部类的对象。如果需要从内部类中访问外部类的对象,可以通过来外部类名.this显式引用外部类对象。没有this,访问外部类成员的逻辑会变得复杂。

如果没有**OuterClass.this这个机制**,内部类将无法直接访问外部类的成员。

5.引用当前对象,防止隐藏当前对象

当方法内部需要引用当前对象时,this可以显式指代当前对象,避免对象引用被隐藏的情况。它使得代码更加明确,确保在复杂的上下文中正确操作当前对象的实例。

在上面的例子中,this指代当前对象的引用,可以帮助理解当前对象的操作上下文。

总结

this的主要存在是为了解决以下问题:

  1. 避免命名冲突:帮助区分方法的局部变量或参数与类的成员变量。
  2. 构造器链:使构造函数能够相互调用,简化代码结构。
  3. 链式调用:允许多种方法连续调用,简化操作。
  4. 内部类与外部类的引用:显式区分内部类与外部类的实例。
  5. 显式当前对象引用:防止代码中当前对象时的不一致,引入引用性和维护性。

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
    在代码层面来简单演示 ---> 注意:下图右侧中的 Date 类也是可以通过编译的

**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。

由上我们可以看出如果没有定义a的值,则会编译失败。 要让上述代码通过编译,非常简单,只需在正式使用 a 之前,给 a 设置一个初始值即可。如果是对象:

需要调用之前写的 SetDate 方法才可以将具体的日期设置到对象中。 通过上述例子发现两个问题:

  1. 每次对象创建好后调用 SetDate 方法设置具体日期,比较麻烦,那对象该如何初始化?

  2. 局部变量必须要初始化才能使用,为什么字段声明之后没有给值依然可以使用?

5.2****构造方法

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

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 )

    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。

    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:
    1.this(...) 必须是构造方法中第一条语句
    2.不能形成环
  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?


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:
Date d = new Date ( 2021 , 6 , 9 );
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:
  5. 设置对象头信息 ( 关于对象内存模型后面会介绍 )
  6. 调用构造方法,给对象中各个成员赋值

5.4****就地初始化

在声明成员变量时,就直接给出了初始值。

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

结语:

在 Java 的世界里,类与对象就像是构建宏伟程序大厦的基石。

类,是蓝图,是模板,它定义了一种事物的属性和行为规范。通过精心设计的类,我们可以将现实世界中的各种概念和实体抽象出来,转化为代码中的可操作对象。它为我们提供了一种组织和管理代码的方式,使得程序更加清晰、易于维护和扩展。

对象,则是类的具体实例,是真实存在于程序运行时的实体。每个对象都拥有自己独立的状态和行为,可以与其他对象相互交互,共同完成复杂的任务。对象的存在让我们能够在程序中模拟现实世界的各种情况,创造出丰富多彩的应用场景。

当我们深入理解和熟练运用类与对象时,就像是掌握了一把强大的魔法钥匙,可以打开通往高效编程和创新解决方案的大门。无论是开发小型的工具软件,还是构建庞大的企业级应用系统,类与对象都是我们最可靠的伙伴。

在未来的编程旅程中,让我们继续探索类与对象的奥秘,不断提升我们的编程技能,创造出更加精彩的软件世界。

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