类和对象（1）（至尊详解版）-编程知识

相信对于大家而言，对于类和对象都会是一头雾水吧！什么是类？或者你有对象吗？那么本期的内容呢？就由我来为大家再次增加对于它们的理解，由于水平上的原因，可能会存在不当之处，敬请读者提出宝贵的意见，我也真诚地希望能与读者共同交流，共同成长！

1.1 什么是面向对象

相信大家都知道Java是一门纯面向对象语言！那么什么是面向对象呢？我们一起来看一看！

在面向对象的世界里，一切皆为对象。面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. 传统洗衣服过程

传统洗衣服方式：过程有些繁杂，特别注重的是洗衣服的过程，少了一个环节可能都不行或者达不到那个效果。

如果是不同种类的衣服，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

总共有四个对象：人洗衣机洗衣液衣服

洗衣过程：人将衣服放进洗衣机并且倒入洗衣液，启动洗衣机后，洗衣机就会完成洗衣过程并且甩干。

整个过程主要是：人洗衣机洗衣液衣服四个对象之间交互完成的，人不需要关心洗衣服的过程和甩干的过程。

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可以识别了！

那么在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

// 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。

class WashMachine{public String brand; // 品牌
public String type; // 型号
public double weight; // 重量
public double length; // 长
public double width; // 宽
public double height; // 高
public String color; // 颜色public void washClothes(){ // 洗衣服
System.out.println("洗衣功能");
}
public void dryClothes(){ // 脱水
System.out.println("脱水功能");
}
public void setTime(){ // 定时
System.out.println("定时功能");}
}

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。

我们有着上面的知识，接着我们来尝试定义一个狗类吧！我们一起来想一想它有什么属性与方法（行为）。狗狗有属于它自己的名字吧，有年龄，有颜色！然后它的行为呢？有吃饭，睡觉，运动吧。搞清楚这些之后，我们就可以很好的定义一个狗类了！

 class PetDog {public String name;public int age;public String color;public void eat() {System.out.println(this.name+"正在吃饭~~~");}public void sleep() {System.out.println(this.name+"正在睡觉~~~");}public void sport() {System.out.println(this.name+"正在运动~~~");}
}

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

3. 类的实例化

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WashMachine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。

public class PetDog {public String name;public int age;public String color;public void eat() {System.out.println(this.name + "正在吃饭~~~");}public void sleep() {System.out.println(this.name + "正在睡觉~~~");}public void sport() {System.out.println(this.name + "正在运动~~~");}public void show() {System.out.println("姓名："+this.name+" 年龄："+this.age+" 颜色： "+this.color);}public static void main(String[] args) {PetDog dog = new PetDog();dog.name = "小黄";dog.age = 7;dog.color = "黄色";dog.show();dog.eat();dog.sleep();dog.sport();}}

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.

同一个类可以创建多个实例.

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

我们先来看一个日期类的例子：

class Date {public int year;public int month;public int day;public void setDay(int y, int m, int d){year = y;month = m;day = d;}public void printDate(){System.out.println(year + "/" + month + "/" + day);}public static void main(String[] args) {
// 构造三个日期类型的对象 d1 d2 d3Date d1 = new Date();Date d2 = new Date();Date d3 = new Date();
// 对d1，d2，d3的日期设置d1.setDay(2020,9,15);d2.setDay(2020,9,16);d3.setDay(2020,9,17);
// 打印日期中的内容d1.printDate();d2.printDate();d3.printDate();}}

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。

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：

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？直接蒙圈了！

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？

这一切的一切让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。

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);}public static void main(String[] args) {Date d1 = new Date();d1.setDay(2020,9,15);d1.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

我们知道在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。

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。那如果是对象：

public static void main(String[] args) {
Date d = new Date();
d.printDate();
d.setDate(2021,6,9);
d.printDate();
}

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 构造方法的概念

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。

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) {
// 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}
}

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)

public class Date {public int year;public int month;public int day;// 无参数的构造方法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。

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：一旦用户定义，编译器则不再生成。

5.3 默认初始化

在上文中我们提到：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：

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

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

默认值 byte 0 char '\u0000' short 0 int 0 long 0L boolean false float 0.0f double 0.0 reference null

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

5. 设置对象头信息

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。

class Date {public int year = 1900;public int month = 1;public int day = 1;public Date(){}public Date(int year, int month, int day) {this.year = year;this.month = month;this.day = day;}public void show() {System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);}public static void main(String[] args) {Date d1 = new Date(2021,6,9);Date d2 = new Date();d1.show();d2.show();}
}