JavaSE基础——第六章 类与对象（二）

四、作用域

在 Java 中，变量根据其作用域和生命周期可以分为 局部变量 和 全局变量（通常指成员变量）。

1. 局部变量（Local Variables）

定义：

• 声明位置 ：在方法、构造方法、代码块（如 {}）内部声明。
• 作用域：仅限于声明它的方法或代码块内部。
• 生命周期：从声明处开始，到方法/代码块执行结束时销毁。
• 初始化 ：必须显式初始化，否则编译报错。

public class Example {
    public void demoMethod() {
        int localVar = 10; // 局部变量
        System.out.println(localVar);
    }

    public static void main(String[] args) {
        Example obj =0 new Example();
        obj.demoMethod();
        // System.out.println(localVar); // 错误！localVar 在此不可见
    }
}

• 线程安全：每个线程调用方法时会创建独立的局部变量副本。
• 无默认值 ：必须手动赋值（如 int x = 0;）。
• 属性和局部变量可以重名，访问时遵循就近原则
• 在同一个作用域中，例如同一个成员方法中，两个局部变量不能重名

2. 全局变量（成员变量，Member Variables）

定义：

• 声明位置：在类内部、方法外部声明。
• 作用域：整个类内部（所有方法均可访问）。
• 生命周期：与对象共存亡（实例变量）或与类共存亡（静态变量）。
• 初始化 ：自动赋予默认值 （如 int 默认为 0，对象默认为 null）。

分类：

1. 实例变量（Instance Variables） ：
   • 属于对象，每个对象有独立副本。
   • 通过 对象.变量名 访问。
2. 静态变量（Static Variables） ：
   • 属于类，所有对象共享同一副本。
   • 通过 类名.变量名 访问。

public class Example {
    // 实例变量（全局变量）
    int instanceVar = 20;

    // 静态变量（全局变量）
    static String staticVar = "Hello";

    public void printVars() {
        System.out.println(instanceVar); // 访问实例变量
        System.out.println(staticVar);  // 访问静态变量
    }

    public static void main(String[] args) {
        Example obj1 = new Example();
        obj1.instanceVar = 30; // 修改 obj1 的实例变量
        Example.staticVar = "World"; // 修改静态变量（影响所有对象）

        Example obj2 = new Example();
        System.out.println(obj2.instanceVar); // 输出 20（默认值）
        System.out.println(obj2.staticVar);  // 输出 "World"（静态变量共享）
    }
}

• 默认值 ：无需显式初始化（如 int 默认为 0）。
• 线程风险：实例变量和静态变量可能被多线程共享，需同步控制。

3. 关键对比

特性	局部变量	全局变量（成员变量）
声明位置	方法/代码块内部	类内部，方法外部
作用域	仅限于声明块内	整个类
生命周期	方法/代码块执行期间	对象存活期（实例变量）或程序运行期（静态变量）
初始化	必须显式初始化	自动赋予默认值
线程安全	是（每个线程独立副本）	实例变量：否；静态变量：需同步
访问方式	直接使用变量名	实例变量：对象.变量名；静态变量：类名.变量名
存储位置	栈内存	堆内存（实例变量）/方法区（静态变量）

五、构造方法/构造函数/构造器

类的一种特殊方法，主要用于完成对新对象的初始化（属性的值）。构造器被调用时对象已经存在，仅完成属性初始化。

[修饰符] 方法名(形参列表) {
		方法体;
}

类名 对象名 = new 类名(实参列表);

• 一个类可以定义多个不同的构造器，即构造器的重载（例如分别初始化不同的属性）
• 修饰符可以是任意一个
• 构造器没有返回值
• 方法名和类名必须一样
• 在创建新对象时，系统自动调用构造器对对象进行初始化，不能主动调用
• 如果没有定义构造方法，系统会自动给类生成一个默认无参构造方法，例如Person(){}。可以通过javap命令反编译.class文件提供的字节码获得源码（输出的构造函数是一个声明）。
• 一旦定义构造器，默认的构造器就被覆盖，不能再使用默认的无参构造器；除非显示定义无参构造器

⭐对象创建流程：

六、this关键字

输出结果为null 0，因为在构造器中相当于局部变量自己给自己赋值，对对象属性的值没有影响。

• JVM会给每个对象分配this，代表当前对象

• 可以认为对象中有个隐藏的属性this，是一个引用，指向该对象所在的地址

• 简单地将hashCode()方法认为获取对象的地址，会根据不同的对象返回不同的整数，是将该对象的内部地址转换成一个整数实现的。因为Java代码在JVM上运行，不能直接获取地址

• this可以访问本类的属性、方法、构造器

• 可以用于区分当前类的属性和局部变量

• 访问成员方法：this.方法名(参数列表);

• 访问构造器：this(参数列表);只能在构造器中使用该语句访问另一个构造器，并且该语句必须放在第一条，不能使用多条

• 不能再类定义的外部使用，只能在类定义的方法中使用

🐈‍⬛生成随机整数

例如在 Java 中，生成 0~6 之间的随机整数 （包括 0 和 6），可以使用 java.util.Random 或 Math.random()。以下是两种方法的实现：

方法 1：使用 java.util.Random

import java.util.Random;

public class RandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        int num = random.nextInt(7); // 生成 [0, 6] 的随机整数
        System.out.println("随机数: " + num);
    }
}

关键点：

• random.nextInt(7)：生成范围 [0, 6] 的整数（参数 7 是上限，不包含 7）。
• 需要导入 java.util.Random。

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方法 2：使用 Math.random()

public class RandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        int num = (int) (Math.random() * 7); // 生成 [0, 6] 的随机整数
        System.out.println("随机数: " + num);
    }
}

关键点：

• Math.random()：返回 [0.0, 1.0) 的 double 值。
• 7：将范围扩展到 [0.0, 7.0)。
• (int)：强制转换为整数，截断小数部分，得到 [0, 6]。

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扩展：生成指定范围的随机数

如果需要生成 [min, max] 范围内的随机整数（如 1~6）：

// 使用 Random
int num = random.nextInt(max - min + 1) + min; // 例如 random.nextInt(6) + 1 → [1, 6]

// 使用 Math.random
int num = (int) (Math.random() * (max - min + 1)) + min; // 例如 (int)(Math.random() * 6) + 1 → [1, 6]

注意事项：

1. 范围边界 ：Random.nextInt(n) 的范围是 [0, n-1]，而 Math.random() * n 的范围是 [0, n)。
2. 线程安全 ：Random 是线程安全的，但多线程环境下更推荐用 ThreadLocalRandom（Java 7+）。
3. 种子控制 ：Random 可以指定种子（如 new Random(123)），用于生成可重复的随机序列。