【JAVA】类和对象
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本文作者：大家好，我是paper jie，感谢你阅读本文，欢迎一建三连哦。
本文录入于《JAVASE语法系列》专栏，本专栏是针对于大学生，编程小白精心打造的。笔者用重金(时间和精力)打造，将javaSE基础知识一网打尽，希望可以帮到读者们哦。
其他专栏：《算法详解》《C语言》等
内容分享：本期将会对JAVA中的类和对象用大量的篇幅来讲解！
目录
类和对象的概念
什么是类和对象
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。对象：对象是类的一个实例（对象不是找个女朋友），有状态和行为。例如，一条狗是一个对象，它的状态有：颜色、名字、品种；行为有：摇尾巴、叫、吃等。类：类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态
面向对象与面向过程
面向对象就是你只需要知道其中的对象，要执行的过程不用关心。
面向过程就是你要知道实现你要做的事件的每一步过程，你都要参与进去。
举个栗子：
以前找地方：你需要通过自己到一段路问一个人怎么走，到一段路怎么走，需要自己亲历亲为。（面向过程）
现在到地方：你只需要知道几个对象：起点，终点，高德地图。其他的跟着导航走就行（面向对象）
注意：其实面向对象和面向过程它并不是针对一门语言来说，而是解决问题的方法。没有好坏区分，各有各的应用场景。
类的定义和使用
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，有哪些功能。
栗子:
电脑：java认为它就是类
属性：产品品牌，型号，产品重量，外观尺寸，颜色
功能：显示，查询，播放视频，办公……
类的定义格式
在java中定义类时需要用到class关键字 ：
// 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 Computer { String brand;//型号 String cpu;//cpu int age;//生产日期 String color;//颜色 int height; //高 int length;//长 int width;//宽 public void show() { System.out.println("显示"); } public void sreach() { System.out.println("搜索"); }}Java语言将电脑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
注意：
类名注意采用大驼峰
这里的写法没有带static关键字，下面会讲到
练习定义一个 “人” 类
class person { String nume; String sex; String nationality; int age; int id; public void speak() { System.out.println("说话"); } public void study() { System.out.println("学习"); } public void sleep() { System.out.println("睡觉"); } public void motion() { System.out.println("运动"); }}注意：
一般一个文件里只定义一个类
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)
public修饰的类必须要和文件名相同
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。
类的实例化
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。
举个栗子：
class Person { String name; String sex; String nationality; int age; int id; public void speak() { System.out.println("说话"); } public void study() { System.out.println("学习"); } public void sleep() { System.out.println("睡觉"); } public void motion() { System.out.println("运动"); }}public class Test { public static void main(String[] args) { Person people1 = new Person(); people1.name = "张三"; people1.sex = "男"; people1.id = 1234; people1.age = 20; people1.sleep(); people1.study(); Person people2 = new Person(); people2.name = "李四"; people2.sex = "男"; people2.id = 12334; people2.age = 25; people2.sleep(); people2.study(); }注意：
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
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.
类是一种自定义的类型，可以用来定义变量.
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
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的引用
什么是this引用
this引用指向当前对象,即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){ this.year = year; this.month = month; this.day = day; } public void printDate(){ System.out.println(this.year + "/" + this.month + "/" + this.day); }}注：shis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();}this引用的特点
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
this只能在成员方法中使用
在成员方法中，this只能引用当前对象，不能引用其他的对象
this是成员方法的第一个，且隐藏的参数，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的方法，this来接受
对象的构造及初始化
初始化对象我们知道，在方法内部定义一个局部变量的时候，需要初始化，不然会报错，编译失败，但是我们发现下面的代码：
public static void main(String[] args) { Date d = new Date(); d.printDate(); d.setDate(2021,6,9); d.printDate();}它需要调用之前的SetDate方法才可以将具体的日期设置到对象中。这里就有连个问题了：
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？
构造方法
什么是构造方法
构造方法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。
注意：构造方法的作用就是对对象的成员进行初始化，并不负责给对象开辟空间
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(2021,6,9); // 输出Date(int,int,int)方法被调用了d.printDate(); // 2021-6-9}}特点
名字得和类型相同
没有返回值类型，void也不行
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会调用一次
构造方法可以重载（根据不同的需求提供不同的构造方法）
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();}}代码中的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
如果用户自己没有定义，那编译器会自己生成一份默认的构造方法，生成的默认构造方法是无参的
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，编译器就 会默认生成一个不带参数的构造方法。
构造方法中，可以通过this调用方法来简化代码
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;}}这里要注意：
this（）必须是构造方法的第一个语句
public Date(){this(1900,1,1);}public Date(int year, int month, int day) {this();} 不可以形成环，不然就无限套娃了
绝大多数情况下使用public来修饰，特殊场景下会被private修饰
默认初始化
我们发现一个现象，局部变量在使用的时候需要初始化，而成员变量却可以不用，这是为什么呢？
public class Date {public int year;public int month;public int day;public Date(int year, int month, int day) {// 成员变量在定义时，并没有给初始值, 为什么就可以使用呢？System.out.println(this.year);System.out.println(this.month);System.out.println(this.day);}public static void main(String[] args) {// 此处a没有初始化，编译时报错：// Error:(24, 28) java: 可能尚未初始化变量a// int a;// System.out.println(a);Date d = new Date(2021,6,9);}}new关键字后面发生了什么？
Date d = new Date(2023,8,1);在JVM层面这句话需要做好多事情：
检查对象对应的类有没有加载，没有加载就要加载
为对象分配内存空间
处理并发安全问题，例如多线程同时申请对象，jvm要保证对象分配的空间不冲突
初始化所分配的空间（对象空间申请好后，对象中的成员已经设置好了默认初始值）
数据类型的默认值：
设置对象头信息
调用构造方法，给对象的各个成员赋值
就地初始化
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(2021,6,9);Date d2 = new Date();}}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
封装
什么是封装
面向对象程序三大特性：封装、继承、多态。而类和对象阶段，主要研究的就是封装特性。何为封装呢？简单来说就是套壳屏蔽细节，只需要知道使用方法就可以。
封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行 交互
访问限定符
Java中主要通过类和访问权限来实现封装：类可以将数据以及封装数据的方法结合在一起，更符合人类对事物的认知，而访问权限用来控制方法或者字段能否直接在类外使用。Java中提供了四种访问限定符：
默认就是default权限
权限除了可以限定类中的成员的可见性，也可以控制类的可见性
class Computer { private String cpu; // cpu private String memory; // 内存 public String screen; // 屏幕 String brand; // 品牌---->default属性 public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) { this.brand = brand; this.cpu = cpu; this.memory = memory; this.screen = screen; } public void Boot(){ System.out.println("开机~~~"); } public void PowerOff(){ System.out.println("关机~~~"); } public void SurfInternet(){ System.out.println("上网~~~"); }}public class Test { public static void main(String[] args) { Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14"); System.out.println(p.brand); // default属性：只能被本包中类访问 System.out.println(p.screen); // public属性： 可以任何其他类访问 //System.out.println(p.cpu); // private属性：只能在Computer类中访问，不能被其他类访问 }}
一般情况下，成员变量设置为private，成员方法设置为public
封装 — 包
什么是包
在面向对象体系中，提出了一个软件包的概念，即：为了更好的管理类，把多个类收集在一起成为一组，称为软件包，有点类似于目录。在Java中也引入了包，包是对类、接口等的封装机制的体现，是一种对类或者接口等的很好的组织方式，比如：一个包中的类不想被其他包中的类使用。包还有一个重要的作用：在同一个工程中允许存在相同名称的类，只要处在不同的包中即可。
导包的类
Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用. 例如Date类：可以使用 java.util.Date 导入 java.util 这个包中的 Date类.
Java中我们有几种导包的方式：
直接写：
public class Test { public static void main(String[] args) { java.util.Date date = new java.util.Date(); //这里得到一个时间戳 System.out.println(date.getTime()); }}使用import语句导入包：
import java.util.Date;public class Test { public static void main(String[] args) { Date date = new Date(); System.out.println(date.getTime()); }}如果想使用util全部的类，可以使用import java.util.*
import java.util.*;public class Test { public static void main(String[] args) { Date date = new Date(); System.out.println(date.getTime()); }}这里更建议使用指定的要导入的类名，不然容易冲突
注意：mport 和 C++ 的 #include 差别很大. C++ 必须 #include 来引入其他文件内容, 但是 Java 不需要.import 只是为了写代码的时候更方便. import 更类似于 C++ 的 namespace 和 using
自定义包
规则：
在文件的最上方加一个package语句 指定该代码在哪个包里
包名需要尽量指定成唯一的名字，通常会用公司的域名的颠倒形式
包名要和代码路径相匹配. 例如创建 com.demo1 的包, 那么会存在一个对应的路径 com/demo1 来存储代码.
如果一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中.
操作步骤：
先在IDEA上新建一个包：class="lazy" data-src - 新建 - 包
在弹出的对话框中输入包名：com.demo
在包中新建类，包名 - 类，输入类名
这时我们就可以在本地文件中的目录上看到它被创建出来了
我们也可以看到新建的Test.java文件上有一个package
包的访问权限控制举例
package com.bit.demo1;public class Computer {private String cpu; // cpuprivate String memory; // 内存public String screen; // 屏幕String brand; // 品牌public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {this.brand = brand;this.cpu = cpu;this.memory = memory;this.screen = screen;}public void Boot(){System.out.println("开机~~~");}public void PowerOff(){System.out.println("关机~~~");}public void SurfInternet(){System.out.println("上网~~~");}} ///package com.bite.demo2;import com.bite.demo1.Computer;public class TestComputer {public static void main(String[] args) {Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14");System.out.println(p.screen);// System.out.println(p.cpu); // 报错：cup是私有的，不允许被其他类访问// System.out.println(p.brand); // 报错：brand是default，不允许被其他包中的类访问}} // 注意：如果去掉Computer类之前的public修饰符，代码也会编译失败常见的包
java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后自动导入。
java.lang.reflect:java 反射编程包;
java.net:进行网络编程开发包。
java.sql:进行数据库开发的支持包。
java.util:是java提供的工具程序包。(集合类等) 非常重要
java.io:I/O编程开发包。
static成员
在Java中，被static修饰的成员，称之为静态成员，也可以称为类成员，其不属于某个具体的对
象，是所有对象所共享的
static修饰的成员变量
static修饰的成员变量，称为静态成员变量，静态成员变量最大的特点：不属于个具体的对
象，是所有对象所共享的
静态成员变量特性：
不属于某个具体的对象，是类的属性，所有对象共享的，不存储在某个对象的空间中
既可以通过对象访问，也可以通过类名访问，推荐使用类名访问
类变量存储在方法区当中
生命周期一直到类的结束，随着类的加载而创建，类的卸载而销毁
public class Test { public String name; public String gender; public int age; public double score; public static String classRoom = "Bit306"; public Test(String name,String gender, int age, double score) { this.name = name; this.gender = gender; this.age = age; this.score = score; } // ... public static void main(String[] args) {// 静态成员变量可以直接通过类名访问 System.out.println(Test.classRoom); Test s1 = new Test("Li leilei", "男", 18, 3.8); Test s2 = new Test("Han MeiMei", "女", 19, 4.0); Test s3 = new Test("Jim", "男", 18, 2.6);// 也可以通过对象访问：但是classRoom是三个对象共享的 System.out.println(Test.classRoom); System.out.println(s2.classRoom); System.out.println(s3.classRoom); }}通过调试，我们可以发现，静态变量并没有存储到某个具体的对象中
static修饰成员方法
一般类中的数据成员都设置为private，而成员方法设置为public，那设置之后，Student类中classRoom属性如何在类外访问呢？
public class Student{private String name;private String gender;private int age;private double score;private static String classRoom = "Bit306";// ...}public class TestStudent {public static void main(String[] args) {System.out.println(Student.classRoom);}} 编译失败：Error:(10, 35) java: classRoom 在 extend01.Student 中是 private 访问控制我们会发现代码会编译失败，访问不到classRoom。
这里，我们有一种被static修饰的成员方法称为静态成员方法，是类的方法，不是某个对象所特有的。静态成员一般都是通过静态方法来访问的。
public class Test{ private String name; private String gender; private int age; private double score; private static String classRoom = "Bit306"; public static String classRoom() { return classRoom; }// ...}class TestStudent { public static void main(String[] args) { System.out.println(Test.classRoom()); }} 
静态方法特性：
不属于某个具体的对象，是类方法
可以通过对象调用，也可以通过类名.静态方法名()调用
不可以在静态方法中访问非静态成员变量
public static String getClassRoom(){System.out.println(this);return classRoom;} // 编译失败：Error:(35, 28) java: 无法从静态上下文中引用非静态 变量 thispublic static String getClassRoom(){age += 1;return classRoom;} // 编译失败：Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态 变量 age静态方法中不可以调用任何非静态方法，因为非静态方法有this参数，在静态方法中调用时候无法传递this引用
public static String getClassRoom(){doClass();return classRoom;} // 编译报错：Error:(35, 9) java: 无法从静态上下文中引用非静态 方法 doClass()static成员变量初始化
静态变量一般不会放在构造方法中来初始化，构造方法中初始化的是与对象相关的实例属性。
静态成员变量初始化分为两种：就地初始化，静态代码块初始化
就地初始化：
定义时给出初始化
private String name; private String gender; private int age; private double score; private static String classRoom = "Bjjjjjj";静态初始化：
嘿嘿，往下看！
代码块
代码块的分类
使用{}定义的一段代码就是代码块。代码块可以分为4种：
普通代码块
构造代码块
静态代码块
同步代码块
普通代码块
定义在方法种的代码块：
class TestStudent { public static void main(String[] args) { System.out.println(Test.classRoom()); }}public class Main{ public static void main(String[] args) { { //直接使用{}定义，普通方法块 int x = 10 ; System.out.println("x1 = " +x); } int x = 100 ; System.out.println("x2 = " +x); }} // 执行结果 x1 = 10 x2 = 100构造代码块
构造块：定义在类中的代码块(不加修饰符)。也叫：实例代码块。构造代码块一般用于初始化实例成员变量
class Student{ //实例成员变量 private String name; private String gender; private int age; private double score; public Student() { System.out.println("I am Student init()!"); } //实例代码块 { this.name = "bit"; this.age = 12; this.gender = "man"; System.out.println("I am instance init()!"); } public void show(){ System.out.println("name: "+name+" age: "+age+" sex: "+gender); }}public class Test { public static void main(String[] args) { Student stu = new Student(); stu.show(); }}
静态代码块
使用static的代码块称为静态代码块。一般用于初始化静态成员变量
public class Student{private String name;private String gender;private int age;private double score;private static String classRoom;//实例代码块{this.name = "bit";this.age = 12;this.gender = "man";System.out.println("I am instance init()!");} // 静态代码块static {classRoom = "bit306";System.out.println("I am static init()!");}public Student(){System.out.println("I am Student init()!");}public static void main(String[] args) {Student s1 = new Student();Student s2 = new Student();}}注意：
静态代码块不管生成多少个对像，它只会执行一次
静态成员变量是类的属性，因此是在JVM加载类的时候开辟空间并初始化的
如果一个类中包含多个静态代码块，在编译代码时，编译器会按照定义的先后次序依次执行(合并)
实例代码块只有在创建对象时才会执行
对象的打印
重写toString方法：
public class Test { int a; int b; int c; public Test(int a, int b, int c) { this.a = a; this.b = b; this.c = c; } public String toString() { return a + "," + b + "," + c; } public static void main(String[] args) { Test test = new Test(1,2,4); System.out.println(test); }}
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