javaSE学习-4-类和对象

1. 面向对象的初步认知

1.1 什么是面向对象

面向对象编程（OOP）是一种程序设计范式，它将程序中的数据和操作数据的方法封装到对象中。在面向对象的世界里，一切都被视为对象，这些对象可以拥有数据（成员变量）和行为（方法）。Java 是一门纯粹的面向对象编程语言，几乎所有的代码都是以类和对象的形式存在的。

1.2 面向对象与面向过程

在面向对象编程的思想中，解决问题主要依靠对象之间的交互完成一项任务。

相较之下，面向过程编程更侧重于一系列步骤或操作，通过过程调用来完成任务。

面向对象的优势在于更好地组织和抽象复杂系统，使代码更易扩展、维护和理解。

设计一个简单的图形计算程序，计算不同形状的面积。样设计：

面向过程：

double calculateCircleArea(double radius) {
? ? return 3.14 * radius * radius;
}

double calculateRectangleArea(double length, double width) {
? ? return length * width;
}

void main() {
? ? double circleArea = calculateCircleArea(5.0);
? ? double rectangleArea = calculateRectangleArea(4.0, 6.0);

? ? // 进行其他操作...
}
```

定义了两个函数分别用于计算圆和矩形的面积。

在 `main` 函数中调用这些函数来进行计算。

面向对象：

class Circle {
? ? double radius;

? ? Circle(double radius) {
? ? ? ? this.radius = radius;
? ? }

? ? double calculateArea() {
? ? ? ? return 3.14 * radius * radius;
? ? }
}

class Rectangle {
? ? double length;
? ? double width;

? ? Rectangle(double length, double width) {
? ? ? ? this.length = length;
? ? ? ? this.width = width;
? ? }

? ? double calculateArea() {
? ? ? ? return length * width;
? ? }
}

void main() {
? ? Circle circle = new Circle(5.0);
? ? Rectangle rectangle = new Rectangle(4.0, 6.0);

? ? double circleArea = circle.calculateArea();
? ? double rectangleArea = rectangle.calculateArea();

? ? // 进行其他操作...
}

定义了两个类 `Circle` 和 `Rectangle`，每个类都有自己的属性和方法。

通过创建对象，调用对象的方法来进行计算。这种方式更加面向对象，将数据和相关操作封装在对象内部。

面向对象的设计使得代码更易扩展和维护，特别是在处理复杂系统时表现出更大的优势。

2. 类定义和使用

向对象程序设计（Object-Oriented Programming，OOP）关注的是对象，而对象通常是现实生活中的实体或概念的抽象。在面向对象的思想中，问题的解决主要通过对现实世界中的事物进行建模，将其抽象为程序中的对象。

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(用来干嘛)

2.2 类的定义格式

在 Java 中，定义一个类需要使用 class 关键字，具体的语法如下所示：

// 创建类
class ClassName {
    // 字段（属性）或者成员变量
    type fieldName;
    
    // 行为或者成员方法
    returnType methodName(parameters) {
        // 方法体
    }
    
    // 其他字段和方法...
}

2.3?定义一个狗类

class Dogg {
    int age;
    String color;
    String name;
    public void bark() {
        System.out.println(name+"汪汪汪");
    }
    public void wag() {
        System.out.println(name+"摇尾巴");
    }
}

通过对象的引用.访问属性进行赋值

实例化对象

public static void main(String[] args) {
        Dogg dog1 = new Dogg();
        dog1.age = 9;
        dog1.name = "小白";
        dog1.color = "黑色";
        System.out.println(dog1.name);
        dog1.bark();
        dog1.wag();
    }

只要new 就会产生 新的对象, 只要是新的对象, 就是有新的内存

Dogg dog2 = new Dogg();

只需要通过对象的引用 去访问对象的成员变量即可或者是成员方法

可以通过new关键字 实例化多个对象

同一个类可以创建多个实例

dog1, dog都属于引用类型(存储的是对象的地址)

这里在啰嗦一下java中的数据类型

分为两种

1. 基本数据类型(共八种)
2. 引用类型 String 数组 类 接口

这里我提出两个问题

其一是: 引用可以指向 引用吗?

dog1 = dog2;

dog2这个引用指向了 dog1?

类似于

int[] arr1 = {1,2,3};
        int[] arr2;
        arr2 = arr1;

类似于复制粘贴

因此这句话有语病错误 引用是不能指向对象的 引用只能指向对象

这两个引用同时指向的是一个对象

dog1和dog2都指向相同的对象

这是因为引用存储的是对象的地址，所以它们都引用了相同的对象。

另一个问题是 一个引用可不可以指向多个对象?

不可以 一个引用只能指向一个对象

只能存储一个对象的地址

还有一个问题是以下代码能否代表dog2这个引用指向null对象?

Dogg dog2 = null;

dog2这个引用 不执行任何对象

3. 类的实例化

3.1 什么是实例化

实例化是将一个类作为模板，创建该类的具体对象的过程。通过实例化，我们可以在内存中分配空间，并初始化该对象的属性。实例化的结果就是我们所说的对象或实例。

3.2 类和对象的说明

1. 类是一个模型： 类是对一个实体进行描述的模型，它定义了这个实体的属性（成员变量）和行为（方法）。类就像是一个蓝图或设计图，规定了实体应该有哪些特征和功能。

2. 类是一种自定义类型： 类是用户自定义的数据类型，可以用来定义变量。通过类，我们可以创建属于该类型的对象。

3. 多个对象的实例化： 一个类可以实例化出多个对象。每个对象都是该类的一个实例，拥有相同的属性和方法，但是它们是相互独立的。例如：

   
   
   // 定义一个Person类 
   public class Person { String name; int age; } 
   // 实例化两个Person对象 Person person1 = new Person(); 
   Person person2 = new Person();
   
   

   这里，person1和person2都是Person类的实例，但它们是两个独立的对象。

4. 类和对象的比喻： 比方说，可以将类比为建筑设计图，它规定了房子应该有哪些特征和结构，但并不是实际的房子。只有当我们使用设计图实例化出具体的房子对象时，才会占用实际的物理空间，存储房子的具体信息。

class MyValue {
    int value;
}

public class Main4 {
    public static void swap(MyValue v1, MyValue v2) {
        int tmp = v1.value;
        v1.value = v2.value;
        v2.value = tmp;
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyValue value1 = new MyValue();
        MyValue value2 = new MyValue();
        value1.value = 10;
        value2.value = 20;
        swap(value1, value2);
        System.out.println(value1.value);
        System.out.println(value2.value);
    }
}

基本类型是无法完成交换的, 只有引用类型才能完成交换

?4. this引用

4.1 为什么要有this引用：

在Java中，this是一个关键字，表示当前对象的引用。它主要用于解决类成员变量与方法参数之间的命名冲突。形参名与成员变量名相同，这时可以使用this引用来明确指定操作的是成员变量而不是方法参数。

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int date;
    public void setDate(int y, int m, int d){
        year = y;
        month = m;
        date = d;
    }
    public void printDate() {
        System.out.println(year+"年"+month+"月"+date+"日");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Date date1 = new Date();
        date1.setDate(2021, 12,21);
        date1.printDate();
    }
}

这里代码正常执行输出结果

2021年12月21日

Process finished with exit code 0

那我们把

public void setDate(int y, int m, int d){
        year = y;
        month = m;
        date = d;
    }

改为

public void setDate(int year, int month, int date){
        year = year;
        month = month;
        date = date;
    }

这时的输出

0年0月0日

因为这里的year month date都是局部变量, 形参名与成员变量名相同

这时可以使用this引用来明确指定操作的是成员变量

public void setDate(int year, int month, int date){
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.date = date;
    }

改为以上代码就可以正常运行了

Date date1 = new Date();
        date1.setDate(2021, 12,21);
        date1.printDate();
        Date date2 = new Date();
        date2.setDate(1234,1,23);

那怎么区分this是哪个呢

局部变量优先使用 谁调用这个方法 谁就是this

this关键字主要用于引用当前对象的实例。

当存在局部变量与实例变量同名时，使用this关键字可以明确指定操作的是实例变量而不是局部变量。

?当调用 date1.setDate(2021, 12, 21); 时，this指向的是 date1 对象的实例。

而在 date2.setDate(1234, 1, 23); 中，this指向的是 date2 对象的实例。

this指的是调用它的方法所属的对象。

4.2 什么是this引用

1. 区分实例变量和局部变量： 当方法的参数名和实例变量名相同时，使用this关键字可以明确指定操作的是实例变量。例如，在setDay方法中，this.year表示实例变量，而year表示方法的参数。

2. 在构造函数中调用其他构造函数： 在一个类的构造函数中，可以使用this来调用同一类的其他构造函数。

   public class Example {
       private int x;
       private int y;
   
       // 构造函数1
       public Example(int x) {
           this.x = x;
           this.y = 0;
       }
   
       // 构造函数2，调用构造函数1
       public Example(int x, int y) {
           this(x);  // 调用构造函数1
           this.y = y;
       }
   }
   

3. 作为返回当前对象的引用： 在方法中可以使用this作为返回当前对象的引用，以支持方法的链式调用。

public class Example {
    private int x;
    private int y;

    public Example setX(int x) {
        this.x = x;
        return this;
    }

    public Example setY(int y) {
        this.y = y;
        return this;
    }
}

4.3 this引用的特性：

1. this的类型： this引用的类型是对应类类型的引用。即，this指向的是哪个对象调用，就是哪个对象的引用类型。

2. this只能在成员方法中使用： this关键字只能在类的成员方法中使用。它不能在静态方法（用static修饰的方法）中使用，因为静态方法与任何实例对象无关。

3. this只能引用当前对象： 在成员方法中，this关键字只能引用当前对象，不能引用其他对象。它代表调用该成员方法的当前对象。

4. this是“成员方法”第一个隐藏的参数： 在成员方法中，this被视为第一个隐藏的参数。编译器会自动传递this作为参数给成员方法。当成员方法被调用时，编译器会负责将调用成员方法的对象的引用传递给该成员方法，而this负责接收这个引用。

5. 对象的构造及初始化

5.1 如何初始化对象

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。

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:

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?