Java SE(6)——類和對象（一）

1.初始面向對象

1.1 什么是面向對象

Java是一門純面向對象的編程語言(Object Oriented Program，簡稱OOP)，在面向對象的世界里，一切皆為對象。面向對象是解決問題的一種思想，主要依靠對象之間的交換來完成一件事情

1.2 面向過程&面向對象的區別

這里以洗衣服為例：
1.手洗衣服過程
在這里插入圖片描述
按照以上方式洗衣服，我們必須要親自完成每一個階段，其中每個階段的處理方式也要我們自己來把握，比如：加水量，洗衣粉的量，搓衣服的力度等等。如果某個以后不洗衣服，改成洗鞋子，那么以上的流程就不一樣了。按照這種方式來寫代碼，將來對代碼進行擴展和維護就比較困難
2.現在洗衣服的過程
現在洗衣服會經常用到洗衣機來完成，那么使用洗衣機來洗衣服一般涉及四個對象：人，衣服，洗衣機，洗衣粉
洗衣服的過程如下：
人把衣服放進洗衣機，加入洗衣粉，啟動洗衣機
以上整個過程中，主要是人，衣服，洗衣機，洗衣粉這四個對象在交互。人不需要關注洗衣機是怎么洗衣服的，人只需要把衣服放進去，加洗衣粉，然后啟動開關就行了。

換言之，人只需要面向洗衣機這個對象，就能完成洗衣服，而不需要面向洗衣服的各個過程，這就是面向對象和面向過程的區別

2.類的定義和使用

面向對象編程關注的是對象，對象就相當于是生活中的實物，比如：洗衣機。但是計算機不知道什么是洗衣機，這需要我們開發人員來告訴計算機什么是洗衣機
在這里插入圖片描述
上圖左邊的信息就是對洗衣機的描述，我們可以用這種描述信息來表示一個具體的實物，這個過程稱為抽象。所謂抽象，指的是從具體事物中抽取共同的、本質的特征，忽略次要的、非本質的特征。但是這些簡化的抽象結果（圖片左側的描述信息）也不能被計算機識別，開發人員就需要使用某種面向對象的編程語言來進行描述，比如：Java

2.1 簡單認識類

**類是對一個實體（對象）來進行描述的。**主要描述該實體（對象）有哪些屬性，有哪些功能，描述完成后計算機就可以識別了。以上述洗衣機為例，我們使用左邊的描述信息來抽象一臺洗衣機，但是計算機并不能識別這些描述信息，我們可以將這些信息放進一個類里面，然后計算機就可以識別了

2.2 類的定義格式

定義類的具體語法如下：

    field;      //屬性或者成員變量method;     //行為或者成員方法 } ```

class是定義類使用的關鍵字，ClassName是類的名字，{}中是類的主體，類的主體中定義了類有哪些屬性，有哪些方法
下面我們來定義一個類來描述一臺洗衣機：

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

上述過程中，我們使用Java語言定義了一個洗衣機類，通過javac編譯后轉換為字節碼文件，再由JVM翻譯就可以被計算機識別了（Java文件如何被計算機識別，請看博文Java虛擬機——JVM(Java Virtual Machine)解析一）
注意1：

類名采用大駝峰形式。大駝峰：每個單詞的首字母大寫
類的成員變量/方法暫時使用public修飾。public是訪問限定修飾符之一，后面講到繼承時再介紹
類的成員變量/方法暫時不使用static修飾

下面再來定義兩個類來熟悉一下類的定義
(1)定義Dog類

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)定義學生類

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("參加考試");}public void doHomework(){System.out.println("寫作業");}
}

注意2：

一個Java文件建議定義一個類
使用public修飾的類在一個Java文件中只能存在一個
使用public修飾的類的類名和所在文件的文件名相同

3.類的實例化

3.1 什么是實例化？

在上述代碼中，我們定義了WashingMachine、Dog和Student類，就相當于在計算機中定義了這三個新的數據類型。和int、float等基本數據類型一樣，只不過int和float是Java內置的2類型，而WashingMachine這些是用戶自定義的類型，我們通過這些自定義類型就可以定義實例/對象。而通過類來定義實例/對象的過程，稱之為實例化，在Java中需要借助new關鍵字來完成實例化
在這里插入圖片描述

3.2 如何訪問對象中的成員變量/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();} } ```

運行結果如下：
在這里插入圖片描述
注意：

Java中使用.來訪問對象中的成員變量/方法
同一個類可以實例化多個對象

3.3 類和對象的關系

類是一種抽象的數據類型，它可以實例化一組具有相同屬性（成員變量）和行為（成員方法）的對象。類可以看作是一個藍圖或者模板，用于創建對象
對象是類的具體實現，每個對象都可以給自己的屬性（成員變量）賦予獨特的值

房屋和具體的房子

類（Class）：房屋（House）
屬性（Attributes）：房間數量、面積、樓層數、地址
方法（Methods）：建造、入住、出售
對象（Object）：具體的房子，如“張三的家”
實例化（Instantiation）：張三的家是一個具體的房子，它有5個房間，面積是150平方米，3層樓，地址是“北京市朝陽區XX路”
行為（Behavior）：張三的家可以被建造、入住或出售

4.this關鍵字

4.1 為什么要使用this？

這里舉個例子
在這里插入圖片描述

預期結果：2025-5-1
實際結果：null-null-null

原因分析：

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

這個方法中，形參的參數名和MyDate類的成員變量嗎名一致，當給year賦值時，編譯器無法區分year是成員變量還是方法的局部變量，在這種情況下會優先調用局部變量，相當于是自己給賦值

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

這個方法中沒有形參，調用的參數（year/month/day）只能是MyDate類的成員變量，由于setDate方法沒有給成員變量賦值，所以printDate打印的時候才會打印出null-null-null。分析到這里就明白了，問題在于當方法的形參名和類的成員變量名一致時，該如何進行區分呢？這就要借助this關鍵字

4.2 this是什么？

this引用指向當前對象(成員方法運行時調用該成員方法的對象)，在成員方法中所有成員變量的操作，都是通過該引用去訪問。只不過所有的操作對用戶是透明的，即用戶不需要來傳遞，編譯器自動完成

通過代碼來解釋一下：
在這里插入圖片描述
當編譯器去調用成員變量的時候都會通過this關鍵字來調用。this引用指向當前對象，這句話又該怎么理解呢？以上面的代碼為例
這里的當前引用指的就是myDate。換言之，this = myDate。

    public void setDate(String year1, String month1, String day1) {//this.year的含義是：myDate指向的對象中的year//this.year = year1;這段代碼的意思是：把   方法形參year1   賦值給   myDate指向的對象中的yearthis.year = year1;this.month = month1;this.day = day1;}

修改之后的代碼如下：

public class MyDate {public String year;public String month;public String day;//public void setDate(String year1, String month1, String day1) {//使用this關鍵字來區分哪個是成員變量，哪個是方法形參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：在剛學習Java的使用就提醒過，使用一個變量之前需要給該變量賦初值，否則會報錯

但是：

打印結果是null-null-null，并沒有報錯。這是怎么回事呢？
原因是，對于成員變量來說，如果沒有進行初始化，會有?個對應的默認值
String類型是引用類型，會賦予默認值null，所以不會報錯

默認值遵循如下規則：

數據類型	默認值
byte	0
short	0
int	0
long	0
boolean	FALSE
float	0.0f
double	0
引用類型(reference)	null

5.對象的構造及初始化

上文已經介紹到，成員變量在沒有賦初值的時候會賦予默認值，這就是對象的默認初始化。說實話，我個人認為這是防止程序報錯而出現的一個措施，不算正常的初始化操作，那么對象的初始化有哪些方式呢？

5.1 就地初始化

在聲明成員變量時，就直接給出了初始值

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 自定義方法初始化

用戶自定義一個方法來進行成員變量的初始化操作

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 構造方法初始化

上面介紹的兩種初始化方法，說實話都不是很常見。就地初始化靈活性太差；自定義方法初始化還需要創建并調用自定義的方法，不太方便

那么，有沒有既靈活又方便的初始化方式呢？
那就是使用構造方法來初始化

5.3.1 什么是構造方法？

構造方法（也稱為構造器）是一個特殊的成員方法，方法名必須和類型一致，在創建對象時由編譯器自動調用，并且在整個對象的生命周期內構造方法只會調用一次

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關鍵字實例化對象的時候，編譯器會根據括號內的參數數量和類型來判斷調用哪個構造方法。這段代碼中，new對象的時候一共傳遞了三個String類型的參數，編譯器就會查找哪個構造方法的參數列表能與之對應

5.3.2 構造方法注意事項&使用規范

注意：

1.構造方法名必須和類名一致
2.沒有返回值，設置void也不行
3.創建對象時由編譯器自動調用，并且在對象的生命周期內只調用一次
4.構造方法可以重載（用戶根據自己的需求創建不同參數列表的構造方法）
一般來說，構造方法使用public修飾

注意6：
當用戶沒有手動添加構造方法的時候，編譯器會默認生成一份無參的構造方法。當用戶顯式地添加構造方法（不論有參還是無參）的時候，編譯器將不再默認生成構造方法

左圖中，用戶沒有顯式地添加構造方法，編譯器會默認生成一個無參的構造方法，當用戶需要實例化一個不賦初值地對象時，就能匹配到該無參構造方法；右圖中，用戶顯式地添加一個構造方法，參數列表有三個形參，當用戶需要實例化一個不賦初值地對象時，由于編譯器沒有默認生成一個無參的構造方法，導致匹配失敗。所以，構造方法也有一個不成文的使用規范：當用戶顯式地添加構造方法后，不論無參的構造方法有沒有用，都建議添加上

5.3.2 構造方法中使用this來簡化代碼

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();}
}