【Java SE】类和对象

篮球哥温馨提示：编程的同时不要忘记锻炼哦！

如果没有头绪，那就来杯咖啡吧

1、面向对象的初识

1.1 面向对象和面向过程的区别

从本期开始，欢迎各位正式开始面向对象编程，Java 一门纯面向对象编程的语言，在它的世界里，一切皆为对象，面向对象和面向过程其实都是一种解决问题的思路，而面向对象主要是各个对象之间互相交互去完成一件事情。

如果之前学习过C语言的小伙伴可能就知道，什么东西都需要自己造，要链表没有，要排序没有，要啥啥没有，而Java中你就不用担心这些，都给你准备好了，但是为了提高代码水平，后续我还是会带大家实现Java数据结构的。

如果说拿洗衣服这件事情来说：

面向过程的思路去解决的话可能就是，拿盆，放衣服，洗衣粉，接水，开始手搓，倒掉水，再接水，再次清洗，在倒掉水，接着拧干，洗衣服完毕。这就是面向过程。

面向对象的思路去解决的话可能就是，把衣服扔进洗衣机，倒入洗衣粉，按下开始按钮，至于洗衣机如何洗我们不必关心，只关心最后把衣服洗完了。这就是面向对象。

本质上他们只是解决问题的方法不同而已，我们不要存在偏见，各有各的应用场景！

2、类的定义和使用

2.1 什么是类？

就拿冰箱举例吧，一个冰箱，有外观，有品牌，有尺寸大小，还有它的功能，比如杀菌，保鲜，冷藏等等

可以简单理解成冰箱的属性是：外观，品牌，大小....，功能是：杀菌，保险，冷藏....

这些就可以理解成是一个类，类是用来对一个实体(对象)进行描述的，我们把上述对冰箱的描述可以称为对冰箱这个对象进行抽象，然后就可以采用Java来进行描述，当我们用类描述了一个对象，计算机就可以进行识别了，如何定义一个类呢？我们接着往下看：

2.2 类的定义

假设我们这里要定义一个学生类，我们需要先简单把这个对象给抽象出来，比如学生可以有：姓名，年龄，分数，课程(假设就一门)，接着我们这个学生还有什么行为也可以抽象出来：比如说某某学生正在学习某某课程，或者某某学生正在睡觉，这些行为也可以抽象出来，然后就可以去定义一个类了：

public class Student {
    //成员变量【属性】
    public String name; //姓名
    public int age; //年龄
    public float score; //分数
    public String subject; //课程

    //成员方法【行为】
    public void studySubject() {
        System.out.println(name + "正在学习" + subject);
    }
}

class 为定义类的关键字，后面跟着的是类型名：Student(统一采用大驼峰)，class前面的是修饰符，我们目前用public，后续会讲到的，{ } 为类的主题，像上面代码注释中写的，类包含类的成员，和成员方法，可以有参无参，有返回值无返回值，都行，但是，此处的成员方法目前我们统一不带 static 关键字，后续也会讲，目前只是先初步学习。

以上就是我们简单的定义了一个学生类，这里有几点要注意：

• 我们建议一个文件中只定义一个类
• 如果那个类中有 main 方法，一般使用 public 修饰(等学到修饰符就明白了)
• public 修饰的类，类名必须跟文件名相同！
• 如果要修改public修饰类的类名，请修改文件名，编译器会自动帮你更换

类的定义中，只允许存在以下：

成员变量，构造方法，代码块，成员方法，内部类

3、类的实例化

3.1 什么是实例化

到现在我们只是简单的认识了一下类和定义，那如何使用这个类呢？这就需要实例化，之前的学习中，我们定义一个变量 int a = 10；其实用的是 Java 中内置类型定义的，而当我们定义了一个类之后，就可以理解成是定义了一个新的类型，也就是自定义了一个类型。

实例化本质就是用类去创建一个对象的过程，被称为类的实例化，再 Java 中我们使用 new 关键字配合类名来实例化对象，之前数组也见到过，经常说 new 一个对象，没毛病，就是这个道理，同理 new 出来的对象都是在堆上开辟空间的！

3.2 使用类实例化对象：

如何使用它呢？就拿我们上面定义的一个学生类来举例：

public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.name = "张三";
        student.age = 20;
        student.score = 59.9f;
        student.subject = "Linux";
    }

简单理解这里我们通过一个 Student 类来定义一个 student 变量而这个变量的类型是引用类型，引用了一个对象，这个对象是由 Student类 实例化出来的，所以这个引用里存的就是 new 出来对象的地址，同时我们通过 . 来调用对象里面的变量或者方法

我们可以使用 java.lang.System 类的方法 identityHashCode() 可以返回对象的哈希码，在一定程度上反应真实的对象内存地址。

System.out.println(System.identityHashCode(student));

那么这里我们就简单来画个图，理解下在内存中的布局：

当然我们也可以通过引用 . 去调用这个对象里面的方法，方法是在被调用的时候建立栈帧，所以是在JVM栈上开辟空间的，那我们就来通过上面的 student 来调用下对象里面的方法吧：

这里我们只是创建了一个对象，当然一个类可以创建多个实例，也可以不用给每个成员变量都赋值，比如：

public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student();
        student1.name = "张三";
        student1.subject = "Linux";
        Student student2 = new Student();
        student2.name = "李四";
        student2.subject = "Java";
        student1.studySubject();
        student2.studySubject();
    }

**注意： **

• new 关键字用于创建一个对象的实例
• 使用 . 可以来访问对象中的属性和方法
• 同一个类可以创建多个实例
• 每次 new 一个对象，都会新开辟空间

3.3 类和对象的简单说明

1. 类可以把它想象成一个模型，它是对一个实体的描述

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，实例化出的对象占实际的物理空间

4、this 引用的认识

4.1 为什么需要 this 引用

假设这里我们要对前面的 Student 类进行修改，如果跟上面一样一个个初始化姓名年龄分数等太麻了，能不能在类中写一个方法可以用来一次性初始化里面的成员变量呢？当然是可以的：

public class Student {
    //成员变量【属性】
    public String name; //姓名
    public int age; //年龄
    public float score; //分数
    public String subject; //课程

    //成员方法【行为】
    public void studySubject() {
        System.out.println(name + "正在学习" + subject);
    }
    public void setStudentData(String n, int a, float c, String s) {
        n = name;
        a = age;
        c = score;
        s = subject;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student();
        student1.setStudentData("张三", 20, 59.9f, "Linux");

        Student student2 = new Student();
        student2.setStudentData("李四", 22, 89.8f, "Java");

        student1.studySubject();
        student2.studySubject();
    }
}

但是这里细心的小伙伴可能就发现了，你这个成员方法里面的形参名取得很随意啊，就不能跟成员变量名一样吗？如果我的形参名跟成员变量名一样了，那方法体中，是谁给谁赋值呢？成员变量给成员变量，还是形参给形参？但是在实际中，如果形参和成员变量名一样，则会是局部变量优先，所以也就是形参给自己赋值！

第二个问题，我们 new 了两个对象，student1和student2分别引用了他们，这两个对象都在调用studySubject方法，这两个方法又是如何知道打印的是哪个对象的数据呢？

如果想弄清楚这几个问题，请往后看：

4.2 什么是 this 引用？

this 引用是指向当前对象的！也就是在方法运行的时候调用该成员方法的对象，我们在成员方法中所有对成员变量的操作，本质是通过 this 引用去访问的！不过这些操作编译器帮我们做了，对于我们来说是透明的，也就是用户不需要传递，编译器自己搞定

所以我们上面的 studySubject() 这个成员方法实际上是这样的：

public void studySubject(Student this) {
        System.out.println(this.name + "正在学习" + this.subject);
    }

这个地方，this 引用的是什么呢？其实就是哪个对象调用了这个成员方法，它引用的就是谁！this 代表了当前对象的引用

如果是 student1.studySubject()，那么 this 接收的就是 student1，也就是说 this 在这里是成员方法第一个隐藏参数，编译器会自动传递，在成员方法执行的时候，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，所以这就是为什么在成员方法内部我们能使用 this.成员变量 的操作了！

现在使用 this 来解决我们上面成员方法命名的问题：

public void setStudentData(String name, int age, float score, String subject) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.score = score;
        this.subject = subject;
    }

那我们在以后写代码在成员方法内部访问成员变量要不要加上 this 呢，虽然编译器会自动加上，但我们最好加上，不仅语义更明确，也可以避免形参与成员变量重名的情况

所以目前我们知道了 this 引用的三个用法：

• this 访问当前成员变量 this.
• this 访问成员方法(在成员方法中，嵌套其他成员方法) this.
• this 访问构造方法 this();

5、对象的构造和初始化

5.1 如何初始化对象

这个相信大家都在前面见到过了，可以使用 引用**.成员变量 进行初始化，同时呢也可以像我们上面一样写一个成员方法来初始化，但是像以上两种做法还是比较麻烦的，因为每次都要实例化对象之后才能进行初始化，能不能做到在创建对象的同时给成员变量初始化呢？**

我们还知道一个点，变量不初始化是不能使用的，但是如果是对象的话，不初始化里面的成员变量是会有默认值的！这是为什么呢？

5.2 构造方法

构造方法是一种特殊的成员方法，也被称作为构造器，它特殊在哪呢？

首先它的方法名必须与类名相同！没有返回类型！设置成void也不行，一般用public修饰，并且在创建对象的时候，自动调用，而且在整个对象的生命周期中只能调用一次！

那么我们现在就在我们原有的 Student 类中添加一个构造方法：

public class Student {
    //成员变量【属性】
    public String name; //姓名
    public int age; //年龄
    public float score; //分数
    public String subject; //课程
    
    //构造方法
    public Student(String name, int age, float score, String subject) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.score = score;
        this.subject = subject;
    }
    
    //成员方法【行为】
    public void studySubject() {
        System.out.println(this.name + "正在学习" + this.subject);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student("李四", 22, 89.8f, "Java");
        student1.studySubject();
    }
}

这里我们通过增加了一个带有参数的构造方法，可以看到，在创建对象的时候，就可以调用构造方法初始化了， 看到这，有的小伙伴大吃一惊，原来我们之前创建方法的时候不都是在调用一个无参的构造方法吗？是的！但是我们之气明明没有写构造方法啊，这是怎么回事？

当我们没有任何构造方法的时候，编译器会给我们提供一个不带参数的构造方法！

那我们现在写了一个构造方法，那如果下次再创建对象的时候，不传参呢？不行！因为只有在没有任何构造方法的时候，编译器才会提供，如果有了，我们在创建的时候不需要参数还得自己写一个无参的构造方法！而且构造方法的作用主要是给对象中成员进行初始化的！不负责给成员开辟空间！

上面这么一解释，我们既然可以有多个构造方法，但是构造方法的方法名必须与类名一样，那是不是说明构造方法支持重载！是的！构造方法支持重载！

构造方法中，可以用 this 调用其他的构造方法，但是必须是第一条语句，而且不能成环调用，也就 this 调用的方法里不能还有 this 调用：

public Student(String name, int age, float score, String subject) {
        this(name);
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.score = score;
        this.subject = subject;
    }
    public Student(String name) {
        System.out.println(name + "构造成功！");
    }

**所以到现在我们就明白了一个点：当构造方法调用完成之后，对象才正真产生了！ **

5.3 默认初始化

前面说过，没初始化对象中的成员变量是有默认值的，为啥呢？简单说一下，在JVM层面上，我们new一个对象，首先要检查类是否被加载，然后为对象分配空间，接着处理并发问题，为了保证分配的空间不冲突，再就是初始化所分配的空间，也就是初始化成默认值，再然后就是设置对象头信息这个后期讲，接着才是调用构造方法。

那么他们的默认值是什么呢？这个参考我上期文章，里面有一个表格，写的很清楚。引用类型的默认值是 null。

5.4 就地初始化

就地初始化是什么意思呢？就是在我们定义类里面成员变量的时候就直接给初始值了，比如：

public class Student {
    //成员变量【属性】
    public String name = "张三"; //姓名
    public int age = 20; //年龄
    public float score = 60.0f; //分数
    public String subject = "Linux"; //课程
}

这种会在编译完成后，编译器会将所有的成员初始化的这些语句添加到各个构造函数中，每个构造函数中默认会添加这些语句！

下期预告：【Java SE】封装