Java 对象和类

文章目录

一、概念
二、对象
三、类
四、构造方法
五、创建对象
六、访问实例变量和方法
七、源文件声明规则
八、包
九、import 语句

一、概念

Java作为一种面向对象语言。支持以下基本概念：

多态
继承
封装
抽象
类
对象
实例
方法
重载

本节我们重点研究对象和类的概念。

对象：对象是类的一个实例，有状态和行为。。

类：类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态。

类和对象之间的关系可以比喻为图纸和建筑的关系，类就像是建筑图纸，定义了建筑的结构和外观，而对象则是根据图纸实际建造出来的建筑物，每一栋都是基于同一图纸但可能有不同的颜色、位置或其他细节上的差异。

二、对象

现在让我们深入了解什么是对象。看看周围真实的世界，会发现身边有很多对象，车，狗，人等等。所有这些对象都有自己的状态和行为。

拿一条狗来举例，它的状态有：名字、品种、颜色，行为有：叫、摇尾巴和跑。

对比现实对象和软件对象，它们之间十分相似。

软件对象也有状态和行为。软件对象的状态就是属性，行为通过方法体现。

在软件开发中，方法操作对象内部状态的改变，对象的相互调用也是通过方法来完成。

三、类

创建一个简单的类来理解下 Java 中类的定义：

// 学生类
public class Student {
    // 姓名
    private String name;
    // 年龄
    private int age;

    // 学习方法
    public void study() {
    }

    // 睡觉方法
    void sleep() {
    }

}

一个类可以包含以下类型变量：

局部变量：在方法、构造方法或者语句块中定义的变量被称为局部变量。变量声明和初始化都是在方法中，方法结束后，变量就会自动销毁。
成员变量：成员变量是定义在类中，方法体之外的变量。这种变量在创建对象的时候实例化。成员变量可以被类中方法、构造方法和特定类的语句块访问。
静态变量：类变量也声明在类中，方法体之外，但必须声明为 static 类型。

一个类可以拥有多个方法，在上面的例子中：study() 和 sleep() 都是 Student 类的方法。

四、构造方法

每个类都有构造方法。如果没有显式地为类定义构造方法，Java 编译器将会为该类提供一个默认的无参构造方法。

在创建一个对象的时候，至少要调用一个构造方法。构造方法的名称必须与类同名，一个类可以有多个构造方法。

下面是一个构造方法示例：

public class Student {
    
    // 无参构造
    public Student() {}

    // 有参构造
    public Student(String name) {}
}

五、创建对象

对象是根据类创建的。在Java中，使用关键字 new 来创建一个新的对象。创建对象需要以下三步：

声明：声明一个对象，包括对象名称和对象类型。
实例化：使用关键字 new 来创建一个对象。
初始化：使用 new 创建对象时，会调用构造方法初始化对象。

下面是一个创建对象的例子：

public class Student {
    // 无参构造
    public Student() {}

    // 有参构造
    public Student(String name) {
        System.out.println("学生的姓名：" + name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Student 对象，会调用有参构造方法
        Student stu = new Student("张三");
    }
}

编译并运行上面的程序，会打印出下面的结果：

学生的姓名：张三

六、访问实例变量和方法

通过已创建的对象来访问成员变量和成员方法，如下所示：

public class Student {
    private final String name = "张三";

    // 无参构造
    public Student() {}

    void Study() {
        System.out.println("学生正在学习。。。");
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 实例化对象
        Student stu = new Student();
        // 调用成员变量
        System.out.println("学生的姓名：" + stu.name);
        // 调用成员方法
        stu.Study();
    }
}

运行结果：

学生的姓名：张三
学生正在学习。。。

使用 Student 类型声明的对象只能在编译时访问 Student 类中的方法和属性，但在运行时，你可以通过强制类型转换将其转换为特定类型，以便访问特定类型的方法和属性。

七、源文件声明规则

在本节的最后部分，我们将学习源文件的声明规则。Java的源文件指的是以 .java 为扩展名的文件，保存着你编写的java程序代码。

当在一个源文件中定义多个类，并且还有import语句和package语句时，要特别注意这些规则。

文件名和公共类名匹配：

如果源文件包含一个公共类（public class），那么源文件的名称必须与该公共类的名称完全相同，并且扩展名为.java。例如，如果公共类名为Student，则源文件必须命名为Student.java。

一个公共类

每个源文件只能包含一个公共类，但是可以包含多个非公共类（即私有、默认访问权限或受保护的类）。

包（Package）：

如果类属于某个包，那么源文件的第一行必须是package语句，指定该类所在的包名。
包名通常遵循反向域名层次结构，如com.hui.utils。

导入（Import）：
import语句用于引入其他包中的类或接口。

如果存在package语句，import语句必须紧随其后，位于所有类定义之前。
如果没有package语句，import语句应该出现在源文件的开始，位于类定义之前。

八、包

包主要用来对类和接口进行分类。当开发 Java 程序时，可能编写成百上千的类，因此很有必要对类和接口进行分类。

九、import 语句

在 Java 中，如果给出一个完整的限定名，包括包名、类名，那么 Java 编译器就可以很容易地定位到源代码或者类。import 语句就是用来提供一个合理的路径，使得编译器可以找到某个类，并使用其属性和方法。

例如，下述就是将 Scanner 类导入进来：

import java.util.Scanner;