Java SE(6)——类和对象（一）

1.初始面向对象

1.1 什么是面向对象

Java是一门纯面向对象的编程语言(Object Oriented Program，简称OOP)，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换来完成一件事情

1.2 面向过程&面向对象的区别

这里以洗衣服为例：
1.手洗衣服过程
在这里插入图片描述
按照以上方式洗衣服，我们必须要亲自完成每一个阶段，其中每个阶段的处理方式也要我们自己来把握，比如：加水量，洗衣粉的量，搓衣服的力度等等。如果某个以后不洗衣服，改成洗鞋子，那么以上的流程就不一样了。按照这种方式来写代码，将来对代码进行扩展和维护就比较困难
2.现在洗衣服的过程
现在洗衣服会经常用到洗衣机来完成，那么使用洗衣机来洗衣服一般涉及四个对象：人，衣服，洗衣机，洗衣粉
洗衣服的过程如下：
人把衣服放进洗衣机，加入洗衣粉，启动洗衣机
以上整个过程中，主要是人，衣服，洗衣机，洗衣粉这四个对象在交互。人不需要关注洗衣机是怎么洗衣服的，人只需要把衣服放进去，加洗衣粉，然后启动开关就行了。

换言之，人只需要面向洗衣机这个对象，就能完成洗衣服，而不需要面向洗衣服的各个过程，这就是面向对象和面向过程的区别

2.类的定义和使用

面向对象编程关注的是对象，对象就相当于是生活中的实物，比如：洗衣机。但是计算机不知道什么是洗衣机，这需要我们开发人员来告诉计算机什么是洗衣机
在这里插入图片描述
上图左边的信息就是对洗衣机的描述，我们可以用这种描述信息来表示一个具体的实物，这个过程称为抽象。所谓抽象，指的是从具体事物中抽取共同的、本质的特征，忽略次要的、非本质的特征。但是这些简化的抽象结果（图片左侧的描述信息）也不能被计算机识别，开发人员就需要使用某种面向对象的编程语言来进行描述，比如：Java

2.1 简单认识类

**类是对一个实体（对象）来进行描述的。**主要描述该实体（对象）有哪些属性，有哪些功能，描述完成后计算机就可以识别了。以上述洗衣机为例，我们使用左边的描述信息来抽象一台洗衣机，但是计算机并不能识别这些描述信息，我们可以将这些信息放进一个类里面，然后计算机就可以识别了

2.2 类的定义格式

定义类的具体语法如下：

    field;      //属性或者成员变量method;     //行为或者成员方法 } ```

class是定义类使用的关键字，ClassName是类的名字，{}中是类的主体，类的主体中定义了类有哪些属性，有哪些方法
下面我们来定义一个类来描述一台洗衣机：

public class WashingMachine {//品牌public String brand;//型号public String model;//大小public Double size;//重量public Double weight;//价格public Double price;//洗衣服public void wash() {System.out.println("Washing clothes...");}//脱水public void dehydrate() {System.out.println("Dehydrating clothes...");}
}

上述过程中，我们使用Java语言定义了一个洗衣机类，通过javac编译后转换为字节码文件，再由JVM翻译就可以被计算机识别了（Java文件如何被计算机识别，请看博文Java虚拟机——JVM(Java Virtual Machine)解析一）
注意1：

类名采用大驼峰形式。大驼峰：每个单词的首字母大写
类的成员变量/方法暂时使用public修饰。public是访问限定修饰符之一，后面讲到继承时再介绍
类的成员变量/方法暂时不使用static修饰

下面再来定义两个类来熟悉一下类的定义
(1)定义Dog类

class Dog{public String name;public int age;public String color;//public void eat(){System.out.println("eat food");}public void bark(){System.out.println("汪汪汪...");}
}

(2)定义学生类

class Student{public String name;public int age;public int id;public double score;public String height;public String weight;//public void exam(){System.out.println("参加考试");}public void doHomework(){System.out.println("写作业");}
}

注意2：

一个Java文件建议定义一个类
使用public修饰的类在一个Java文件中只能存在一个
使用public修饰的类的类名和所在文件的文件名相同

3.类的实例化

3.1 什么是实例化？

在上述代码中，我们定义了WashingMachine、Dog和Student类，就相当于在计算机中定义了这三个新的数据类型。和int、float等基本数据类型一样，只不过int和float是Java内置的2类型，而WashingMachine这些是用户自定义的类型，我们通过这些自定义类型就可以定义实例/对象。而通过类来定义实例/对象的过程，称之为实例化，在Java中需要借助new关键字来完成实例化
在这里插入图片描述

3.2 如何访问对象中的成员变量/方法？

    public static void main(String[] args) {Dog dog = new Dog();dog.name = "Dog";System.out.println(dog.name);dog.age = 18;System.out.println(dog.age);dog.color = "blue";System.out.println(dog.color);dog.eat();dog.bark();} } ```

运行结果如下：
在这里插入图片描述
注意：

Java中使用.来访问对象中的成员变量/方法
同一个类可以实例化多个对象

3.3 类和对象的关系

类是一种抽象的数据类型，它可以实例化一组具有相同属性（成员变量）和行为（成员方法）的对象。类可以看作是一个蓝图或者模板，用于创建对象
对象是类的具体实现，每个对象都可以给自己的属性（成员变量）赋予独特的值

房屋和具体的房子

类（Class）：房屋（House）
属性（Attributes）：房间数量、面积、楼层数、地址
方法（Methods）：建造、入住、出售
对象（Object）：具体的房子，如“张三的家”
实例化（Instantiation）：张三的家是一个具体的房子，它有5个房间，面积是150平方米，3层楼，地址是“北京市朝阳区XX路”
行为（Behavior）：张三的家可以被建造、入住或出售

4.this关键字

4.1 为什么要使用this？

这里举个例子
在这里插入图片描述

预期结果：2025-5-1
实际结果：null-null-null

原因分析：

    public void setDate(String year, String month, String day) {year = year;month = month;day = day;}

这个方法中，形参的参数名和MyDate类的成员变量吗名一致，当给year赋值时，编译器无法区分year是成员变量还是方法的局部变量，在这种情况下会优先调用局部变量，相当于是自己给赋值

    public void printDate(){System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);}

这个方法中没有形参，调用的参数（year/month/day）只能是MyDate类的成员变量，由于setDate方法没有给成员变量赋值，所以printDate打印的时候才会打印出null-null-null。分析到这里就明白了，问题在于当方法的形参名和类的成员变量名一致时，该如何进行区分呢？这就要借助this关键字

4.2 this是什么？

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

通过代码来解释一下：
在这里插入图片描述
当编译器去调用成员变量的时候都会通过this关键字来调用。this引用指向当前对象，这句话又该怎么理解呢？以上面的代码为例
这里的当前引用指的就是myDate。换言之，this = myDate。

    public void setDate(String year1, String month1, String day1) {//this.year的含义是：myDate指向的对象中的year//this.year = year1;这段代码的意思是：把   方法形参year1   赋值给   myDate指向的对象中的yearthis.year = year1;this.month = month1;this.day = day1;}

修改之后的代码如下：

public class MyDate {public String year;public String month;public String day;//public void setDate(String year1, String month1, String day1) {//使用this关键字来区分哪个是成员变量，哪个是方法形参this.year = year1;this.month = month1;this.day = day1;}//public void printDate(){System.out.println(this.year + "-" + this.month + "-" + this.day);}//public static void main(String[] args) {MyDate myDate = new MyDate();myDate.setDate("2025","5","1");myDate.printDate();}
}

注意：在刚学习Java的使用就提醒过，使用一个变量之前需要给该变量赋初值，否则会报错

但是：

打印结果是null-null-null，并没有报错。这是怎么回事呢？
原因是，对于成员变量来说，如果没有进行初始化，会有⼀个对应的默认值
String类型是引用类型，会赋予默认值null，所以不会报错

默认值遵循如下规则：

数据类型	默认值
byte	0
short	0
int	0
long	0
boolean	FALSE
float	0.0f
double	0
引用类型(reference)	null

5.对象的构造及初始化

上文已经介绍到，成员变量在没有赋初值的时候会赋予默认值，这就是对象的默认初始化。说实话，我个人认为这是防止程序报错而出现的一个措施，不算正常的初始化操作，那么对象的初始化有哪些方式呢？

5.1 就地初始化

在声明成员变量时，就直接给出了初始值

public class MyDate {public String year = "2025";public String month = "5";public String day = "1";//public void setDate(String year1, String month1, String day1) {this.year = year1;this.month = month1;this.day = day1;}//public void printDate(){System.out.println(this.year + "-" + this.month + "-" + this.day);}//public static void main(String[] args) {MyDate myDate = new MyDate();myDate.printDate();}
}

5.2 自定义方法初始化

用户自定义一个方法来进行成员变量的初始化操作

public class MyDate {public String year;public String month;public String day;//public void setDate(String year1, String month1, String day1) {this.year = year1;this.month = month1;this.day = day1;}//public void printDate(){System.out.println(this.year + "-" + this.month + "-" + this.day);}//public static void main(String[] args) {MyDate myDate = new MyDate();myDate.setDate("2025","5","1");myDate.printDate();}
}

5.3 构造方法初始化

上面介绍的两种初始化方法，说实话都不是很常见。就地初始化灵活性太差；自定义方法初始化还需要创建并调用自定义的方法，不太方便

那么，有没有既灵活又方便的初始化方式呢？
那就是使用构造方法来初始化

5.3.1 什么是构造方法？

构造方法（也称为构造器）是一个特殊的成员方法，方法名必须和类型一致，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构造方法只会调用一次

public class MyDate {public String year;public String month;public String day;//public MyDate(String year, String month, String 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) {MyDate myDate = new MyDate("2025","5","1");myDate.printDate();}
}

在使用new关键字实例化对象的时候，编译器会根据括号内的参数数量和类型来判断调用哪个构造方法。这段代码中，new对象的时候一共传递了三个String类型的参数，编译器就会查找哪个构造方法的参数列表能与之对应

5.3.2 构造方法注意事项&使用规范

注意：

1.构造方法名必须和类名一致
2.没有返回值，设置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
4.构造方法可以重载（用户根据自己的需求创建不同参数列表的构造方法）
一般来说，构造方法使用public修饰

注意6：
当用户没有手动添加构造方法的时候，编译器会默认生成一份无参的构造方法。当用户显式地添加构造方法（不论有参还是无参）的时候，编译器将不再默认生成构造方法

左图中，用户没有显式地添加构造方法，编译器会默认生成一个无参的构造方法，当用户需要实例化一个不赋初值地对象时，就能匹配到该无参构造方法；右图中，用户显式地添加一个构造方法，参数列表有三个形参，当用户需要实例化一个不赋初值地对象时，由于编译器没有默认生成一个无参的构造方法，导致匹配失败。所以，构造方法也有一个不成文的使用规范：当用户显式地添加构造方法后，不论无参的构造方法有没有用，都建议添加上

5.3.2 构造方法中使用this来简化代码

public class MyDate {public String year;public String month;public String day;//public MyDate() {this("2025","5","1");}public MyDate(String year, String month, String day) {this.year = year;this.month = month;this.day = day;}//public void printDate(){System.out.println(this.year + "-" + this.month + "-" + this.day);}
}
class Test{public static void main(String[] args) {MyDate myDate = new MyDate();myDate.printDate();}
}