类和对象(两万字超详解析)(一)

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简介: 类和对象(两万字超详解析)

前言


还不会类和对象?没关系,本文带你从零开始认识类和对象,让你彻底静通类和对象的各种语法,为以后学习继承、多态打下坚实基础!


1. 面向对象的初步认知


1.1 什么是面向对象


Java是一门纯面向对象的语言(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互完成一件事情。


1.2 面向对象与面向过程


打个比方:


1.我们传统洗衣服过程是这样:


c2aaec2dc8aa4f8bb4f6be95e96c0fc2.png


传统的方式:注重的是洗衣服的过程,少了一个环节可能都不行。

而且不同衣服洗的方式,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,那就是另一种放方式。

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


将衣服直接扔进洗衣机,加上洗衣粉直接就可以洗干净衣服了。

这时总共有四个对象:人、衣服、洗衣粉、洗衣机

整个洗衣服过程:人将衣服放进洗衣机、倒入洗衣粉,启动洗衣机

整个过程主要是:人、衣服、洗衣粉、洗衣机四个对象之间交互完成,不需要关心洗衣机具体如何洗衣服,如何甩干。


总结:

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。

注意:面向过程和面向对象并不是一门语言,而是解决问题的方法,没有好坏之分,都有其专门的应用场景。


2. 类定义和使用


面向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。

比如:我们可以对洗衣机进行描述,写出洗衣机的长宽高、品牌、型号等等参数。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向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。


比如:洗衣机,它是一种电器,在Java中可以将其看成是一个类别。

属性:产品品牌,型号,产品重量,外观尺寸,颜色…

功能:洗衣,烘干、定时…


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


在 java 中定义类时需要用到 class 关键字,具体语法如下:


// 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。


注意事项


  1. 类名注意采用大驼峰定义
  2. 成员前写法统一为public (涉及到访问权限,可直接跳转至6.2节)
  3. 此处写的方法不带 static 关键字(在第7节讲解)


2.3 代码练习


2.3.1 定义一个狗类


class PetDog {
  public String name;//名字
  public String color;//颜色
    //上面是狗的属性
    //下面是狗的行为
  public void barks() {
  System.out.println(name + ": 旺旺旺~~~");
  } 
  public void wag() {
  System.out.println(name + ": 摇尾巴~~~");
  }
}


2.3.2 定义一个学生类

public class Student{
  public String name;
  public String gender;
  public short age;
  public double score;
  public void DoClass(){}
  public void DoHomework(){}
  public void Exam(){}
}


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
  4. 不要轻易去修改public修饰的类的名称,如果要修改,通过开发工具修改。


3. 类的实例化


3.1 什么是实例化


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Student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。

用我们之前定义的狗类来举个例子:


class PetDog {
  public String name;//名字
  public String color;//颜色
    //上面是狗的属性
    //下面是狗的行为
  public void barks() {
  System.out.println(name + ": 旺旺旺~~~");
  } 
  public void wag() {
  System.out.println(name + ": 摇尾巴~~~");
  }
}
public class Main{
  public static void main(String[] args) {
  PetDog dogh = new PetDog();   //通过new实例化对象
  dogh.name = "阿黄";
  dogh.color = "黑黄";
  dogh.barks();
  dogh.wag();
  PetDog dogs = new PetDog();   //通过new再实例化一个对象
  dogs.name = "赛虎";
  dogs.color = "棕色";
  dogs.barks();
  dogs.wag();
  }
}


输出结果:

阿黄: 旺旺旺~~~

阿黄: 摇尾巴~~~

赛虎: 旺旺旺~~~

赛虎: 摇尾巴~~~


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.


关于上面代码,dogh是如何创建的呢?在内存上又是如何实现的呢?

其实dogh是一个引用类型的数据,我们可以理解为它存放的是new出来的对象的地址,通过这个引用类型我们可以访问它引用的对象,如图:


f8cfde5c889c4cec82c4df3759e042c0.png


引用类型是放在栈上的,new出来的对象是放在堆上的,


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

先看一个日期类的例子:


public 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 d3
  Date 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();
  }
}


输出:


d6944eb3c2384b42880f1f865a3f98b5.png


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,代码整体逻辑非常简单,没有任何问题。

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:
public void setDay(int year, int month, int day){
  year = year;
  month = month;
  day = day;
}

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?估计自己都搞不清楚了。

其实这是参数给参数赋值,就近原则,优先使用参数。


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哪个对象的数据呢?


12a3fe847a4247789b1de0cf8190d72c.png


这个时候就需要this来解决问题了。


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。


public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    public void setDay(int year, int month, int day){   //其实这里的第一个参数是当前对象,
        this.year = year;                       //即当我们调用该方法时,会传递当前对象过来,
        this.month = month;              //只不过这些操作都是编译器完成的,我们不需要管,知道就行
        this.day = day;              //我们用this引用指向当前对象
    }
    public void printDate(){     //这里也是一样
        System.out.println(this.year + "/" + this.month + "/" + this.day);
    }
}


注意:this引用的是调用成员方法的对象。


public static void main(String[] args) {
        Date d = new Date();
        d.setDay(2020,9,15);
        d.printDate();
        }
1


我们调试一下也可以看出this引用指向当前对象:

515412549aea436c8da58b852231ab6b.png


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。

在代码层面来简单演示—>注意:下图右侧中的Date类也是可以通过编译的。

cfdaa4aea17740b08369c982a64e9cdd.png



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