第6天：面向对象编程（类与对象）
目标
本节的目标是深入理解面向对象编程中的类与对象概念，包括类的定义、对象的创建、构造方法、封装、访问修饰符、this关键字，以及静态与实例成员。通过理论与实践相结合的方式，帮助学生全面把握这些基础概念。
1. 类与对象的基础
1.1 类的定义
在Java中，类是对象的蓝图或模板。定义类时，首先需要指定类的名称，并可以包含属性（成员变量）和方法（成员函数）。
public class Dog {
// 属性（成员变量）
String name;
int age;
// 方法（成员函数）
void bark() {
System.out.println(name + " says Woof!");
}
}
1.2 对象的创建
对象是类的实例。创建对象的过程称为实例化。Java使用new关键字来创建对象。
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 创建 Dog 类的对象
Dog dog = new Dog();
dog.name = "Buddy";
dog.age = 3;
dog.bark(); // 输出: Buddy says Woof!
}
}
2. 构造方法与封装
2.1 构造方法
构造方法是一种特殊的方法，在创建对象时被调用。其名称与类相同，没有返回值。
public class Dog {
String name;
int age;
// 构造方法
public Dog(String name, int age) {
this.name = name; // this关键字用于区分成员变量和参数
this.age = age;
}
void bark() {
System.out.println(name + " says Woof!");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Dog dog = new Dog("Buddy", 3);
dog.bark(); // 输出: Buddy says Woof!
}
}
2.2 封装
封装是一种将数据和方法组合在一起的机制。通过访问修饰符，可以控制外部访问对象的属性，并通过公共方法对其进行操作。
public class Dog {
// 私有成员变量
private String name;
private int age;
// 构造方法
public Dog(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
// 获取姓名
public String getName() {
return name;
}
// 设置姓名
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
// 获取年龄
public int getAge() {
return age;
}
// 设置年龄
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
void bark() {
System.out.println(name + " says Woof!");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Dog dog = new Dog("Buddy", 3);
dog.bark(); // 输出: Buddy says Woof!
System.out.println("Name: " + dog.getName());
System.out.println("Age: " + dog.getAge());
}
}
3. 访问修饰符与 this 关键字
3.1 访问修饰符
Java中有四种访问修饰符：public、protected、default（包访问）和private。
| 修饰符 | 同包类 | 子类 | 其他类 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| public | 是 | 是 | 是 | 公开, 任何地方可访问 |
| protected | 是 | 是 | 否 | 受保护的, 仅限子类与同包类 |
| default | 是 | 否 | 否 | 包访问, 仅限同包类 |
| private | 否 | 否 | 否 | 私有, 仅限本类 |
3.2 this 关键字
this 关键字指的是当前对象的引用。它用于解决命名冲突，以及在构造方法中调用另一个构造方法。
示例：
public class Dog {
private String name;
private int age;
// 构造方法
public Dog(String name, int age) {
this.name = name; // this关键字区分成员变量和参数
this.age = age;
}
// 另一个构造方法
public Dog(String name) {
this(name, 0); // 通过 this 调用另一个构造方法
}
void bark() {
System.out.println(name + " says Woof!");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Dog dog1 = new Dog("Buddy", 3);
dog1.bark(); // 输出: Buddy says Woof!
Dog dog2 = new Dog("Max");
dog2.bark(); // 输出: Max says Woof!
}
}
4. 静态成员与实例成员
4.1 静态成员
静态成员属于类，而不是类的实例。可以直接通过类来访问静态变量或方法。
public class Dog {
private static int dogCount = 0; // 静态变量
public Dog() {
dogCount++; // 每次创建对象，增加计数
}
public static int getDogCount() {
return dogCount; // 返回当前狗的数量
}
void bark() {
System.out.println("Woof!");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Dog dog1 = new Dog();
Dog dog2 = new Dog();
System.out.println("Current dog count: " + Dog.getDogCount()); // 输出: Current dog count: 2
}
}
4.2 实例成员
实例成员属于对象，每个对象都有其独立的实例变量和实例方法。
public class Dog {
private String name;
public Dog(String name) {
this.name = name;
}
void bark() {
System.out.println(name + " says Woof!");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Dog dog1 = new Dog("Buddy");
Dog dog2 = new Dog("Max");
dog1.bark(); // 输出: Buddy says Woof!
dog2.bark(); // 输出: Max says Woof!
}
}
5. 总结
在本节中，我们深入探讨了面向对象编程的基本概念，包括类和对象、构造方法、封装、访问修饰符、this关键字，以及静态与实例成员。以下是关键点总结：
- 类与对象 ：类是对象的蓝图，通过
new关键字实例化对象。 - 构造方法：特殊方法，用于初始化对象的状态。
- 封装：用访问修饰符控制对类属性的访问，增强数据隐私。
- 访问修饰符 ：
public、protected、default和private，控制可见性。 this关键字：引用当前对象，用于解决命名冲突。- 静态成员与实例成员：静态成员共享于类的所有实例，实例成员独立于对象。
理解这些概念是掌握Java编程的基础，这将为后续的学习打下坚实的基础。通过实际编写代码，能够更好地理解和应用这些面向对象的原则。