【javaSE】 类和对象详解(下)

简介: 【javaSE】 类和对象详解(下)

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

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

this引用

为什么要有this引用

我们从一个例子里来看

这是一个日期类的例子

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);
    }
}

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

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?

这一切都与我们的this有关

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。

在上述我们所提到的问题一在这儿用this就可以进行解决

public 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);
    }
}

注意:this引用的是调用成员方法的对象。

上述问题我们还有第二个疑问,成员方法在执行时怎么知道是哪一个对象呢?

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

其实编译器也会通过this进行执行

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

对象的构造及初始化

如何初始化对象

通过前面知识点的学习知道,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

public static void main(String[] args) {
    int a;
    System.out.println(a);
} 
// Error:(26, 28) java: 可能尚未初始化变量a

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。如果是对象

public static void main(String[] args) {
    Date d = new Date();
    d.printDate();
    d.setDate(2021,6,9);
    d.printDate();
} 
// 代码可以正常通过编译

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?

问题都会在后续得到解决

构造方法

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

例如

public 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
// 一般情况下使用public修饰
// 在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
    public Date(int year, int month, int day){
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
        System.out.println("Date(int,int,int)方法被调用了");
    }
    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(2023,7,29); // 输出Date(int,int,int)方法被调用了
        d.printDate(); // 2021-6-9
    }
}

注意:构造方法的作用就是对对象中的成员进行初始化,并不负责给对象开辟空间。

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

5. 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

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    public void printDate(){
        System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
    }
    public static void main(String[] args) {
        Date d = new Date();
        d.printDate();
    }
}

上述Date类中,没有定义任何构造方法,编译器会默认生成一个不带参数的构造方法。

注意:一旦用户定义,编译器则不再生成

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    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) {
// 如果编译器会生成,则生成的构造方法一定是无参的
// 则此处创建对象是可以通过编译的
// 但实际情况是:编译期报错
        Date d = new Date();
        d.printDate();
    }
} 

6. 构造方法中,可以通过this调用其他构造方法来简化代码

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    // 无参构造方法--内部给各个成员赋值初始值,该部分功能与三个参数的构造方法重复
    // 此处可以在无参构造方法中通过this调用带有三个参数的构造方法
    // 但是this(1900,1,1);必须是构造方法中第一条语句
    public Date(){
    //System.out.println(year); 注释取消掉,编译会失败
        this(1900, 1, 1);
    //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;
    }
}

注意事项

this(...)必须是构造方法中第一条语句

不能形成环

public Date(){
    this(1900,1,1);
}
public Date(int year, int month, int day) {
    this();
} 
/* 无
参构造器调用三个参数的构造器,而三个参数构造器有调用无参的构造器,形成构造器的递归调用
编译报错:Error:(19, 12) java: 递归构造器调用
*/

7. 绝大多数情况下使用public来修饰,特殊场景下会被private修饰(后序讲单例模式时会遇到)

默认初始化

在上文中提出的第二个问题: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:

Date d = new Date(2023,7,29);

在程序层面只是简单的一条语句,在JVM层面需要做好多事情,下面简单介绍下:

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

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

4. 初始化所分配的空间

       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,比如

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

5. 设置对象头信息(关于对象内存模型后面会介绍)

6. 调用构造方法,给对象中各个成员赋值

就地初始化

在声明成员变量时,就直接给出了初始值

public class Date {
    public int year = 1900;
    public int month = 1;
    public int day = 1;
    public Date(){
    }
    public Date(int year, int month, int day) {
    }
    public static void main(String[] args) {
        Date d1 = new Date(2023,7,29);
        Date d2 = new Date();
    }
}

注意:代码编译完成后,编译器会将所有给成员初始化的这些语句添加到各个构造函数中

总结

关于《类和对象》就讲解到这儿,欢迎各位留言交流以及批评指正,如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注,点赞,收藏支持一下。

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