Java基础（七）| 类、对象、封装和构造详解

⭐本专栏旨在对JAVA的基础语法及知识点进行全面且详细的讲解，完成从0到1的java学习，面向零基础及入门的学习者，通过专栏的学习可以熟练掌握JAVA编程，同时为后续的框架学习，进阶开发的代码能力打下坚实的基础。

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1. 类和对象

1.1 类和对象的理解

客观存在的事物皆为对象 ，所以我们也常常说万物皆对象。

• 类

• 类的理解

• 类是对现实生活中一类具有共同属性和行为的事物的抽象
• 类是对象的数据类型，类是具有相同属性和行为的一组对象的集合
• 简单理解：类就是对现实事物的一种描述

• 类的组成

• 属性：指事物的特征，例如：手机事物（品牌，价格，尺寸）
• 行为：指事物能执行的操作，例如：手机事物（打电话，发短信）

• 类和对象的关系

• 类：类是对现实生活中一类具有共同属性和行为的事物的抽象
• 对象：是能够看得到摸的着的真实存在的实体
• 简单理解：类是对事物的一种描述，对象则为具体存在的事物

1.2 类的定义

类的组成是由属性和行为两部分组成

• 属性：在类中通过成员变量来体现（类中方法外的变量）
• 行为：在类中通过成员方法来体现（和前面的方法相比去掉static关键字即可）

类的定义步骤：

①定义类

②编写类的成员变量

③编写类的成员方法

public class 类名 {
// 成员变量
变量1的数据类型 变量1；
变量2的数据类型 变量2;
…
// 成员方法
方法1;
方法2;  
}

示例代码：

/*
手机类：
类名：
手机(Phone)

成员变量：
品牌(brand)
价格(price)

成员方法：
打电话(call)
发短信(sendMessage)
*/
public class Phone {
//成员变量
String brand;
int price;

//成员方法
public void call() {
System.out.println("打电话");
    }

public void sendMessage() {
System.out.println("发短信");
    }
}

1.3 对象的使用

• 创建对象的格式：

• 类名 对象名 = new 类名();

• 调用成员的格式：

• 对象名.成员变量
• 对象名.成员方法();

• 示例代码

/*
创建对象
格式：类名 对象名 = new 类名();
范例：Phone p = new Phone();

使用对象
1：使用成员变量
格式：对象名.变量名
范例：p.brand
2：使用成员方法
格式：对象名.方法名()
范例：p.call()
*/
public class PhoneDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建对象
Phone p = new Phone();

//使用成员变量
System.out.println(p.brand);
System.out.println(p.price);

p.brand = "小米";
p.price = 2999;

System.out.println(p.brand);
System.out.println(p.price);

//使用成员方法
p.call();
p.sendMessage();
    }
}

1.4 学生对象-练习

• 需求：首先定义一个学生类，然后定义一个学生测试类，在学生测试类中通过对象完成成员变量和成员方法的使用
• 分析：

• 成员变量：姓名，年龄…
• 成员方法：学习，做作业…

• 示例代码：

class Student {
//成员变量
String name;
int age;

//成员方法
public void study() {
System.out.println("好好学习，天天向上");
    }

public void doHomework() {
System.out.println("键盘敲烂，月薪过万");
    }
}
/*
学生测试类
*/
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建对象
Student s = new Student();

//使用对象
System.out.println(s.name + "," + s.age);

s.name = "林青霞";
s.age = 30;

System.out.println(s.name + "," + s.age);

s.study();
s.doHomework();
    }
}

2. 对象内存图

2.1 单个对象内存图

• 成员变量使用过程

• 成员方法调用过程

2.2 多个对象内存图

• 成员变量使用过程

• 成员方法调用过程

• 总结：
  多个对象在堆内存中，都有不同的内存划分，成员变量存储在各自的内存区域中，成员方法多个对象共用一份

2.3 多个对象指向相同内存图

• 总结
  当多个对象的引用指向同一个内存空间（变量所记录的地址值是一样的）
  只要有任何一个对象修改了内存中的数据，随后，无论使用哪一个对象进行数据获取，都是修改后的数据。

3. 成员变量和局部变量

3.1 成员变量和局部变量的区别

• 类中位置不同：成员变量（类中方法外）局部变量（方法内部或方法声明上）
• 内存中位置不同：成员变量（堆内存）局部变量（栈内存）
• 生命周期不同：成员变量（随着对象的存在而存在，随着对象的消失而消失）局部变量（随着方法的调用而存在，随着方法的调用完毕而消失）
• 初始化值不同：成员变量（有默认初始化值）局部变量（没有默认初始化值，必须先定义，赋值才能使用，因为在栈内存中）

4. 封装

4.1 private关键字

private是一个修饰符，可以用来修饰成员（成员变量，成员方法）

• 被private修饰的成员，只能在本类进行访问，针对private修饰的成员变量，如果需要被其他类使用，提供相应的操作

• 提供“get变量名()”方法，用于获取成员变量的值，方法用public修饰
• 提供“set变量名(参数)”方法，用于设置成员变量的值，方法用public修饰

• 示例代码：

/*
学生类
*/
class Student {
//成员变量
String name;
private int age;

//提供get/set方法
public void setAge(int a) {
if(a<0 || a>120) {
System.out.println("你给的年龄有误");
        } else {
age = a;
        }
    }

public int getAge() {
return age;
    }

//成员方法
public void show() {
System.out.println(name + "," + age);
    }
}
/*
学生测试类
*/
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建对象
Student s = new Student();
//给成员变量赋值
s.name = "林青霞";
s.setAge(30);
//调用show方法
s.show();
    }
}

4.2 private的使用

• 需求：定义标准的学生类，要求name和age使用private修饰，并提供set和get方法以及便于显示数据的show方法，测试类中创建对象并使用，最终控制台输出 林青霞，30
• 示例代码：

/*
学生类
*/
class Student {
//成员变量
private String name;
private int age;

//get/set方法
public void setName(String n) {
name = n;
    }

public String getName() {
return name;
    }

public void setAge(int a) {
age = a;
    }

public int getAge() {
return age;
    }

public void show() {
System.out.println(name + "," + age);
    }
}
/*
学生测试类
*/
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建对象
Student s = new Student();

//使用set方法给成员变量赋值
s.setName("林青霞");
s.setAge(30);

s.show();

//使用get方法获取成员变量的值
System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());

    }
}

4.3 this关键字

• this修饰的变量用于指代成员变量，其主要作用是（区*部变量和成员变量的重名问题）

• 方法的形参如果与成员变量同名，不带this修饰的变量指的是形参，而不是成员变量
• 方法的形参没有与成员变量同名，不带this修饰的变量指的是成员变量

public class Student {
private String name;
private int age;

public void setName(String name) {
this.name = name;
    }

public String getName() {
return name;
    }

public void setAge(int age) {
this.age = age;
    }

public int getAge() {
return age;
    }

public void show() {
System.out.println(name + "," + age);
    }
}

4.4 this内存原理

• this代表当前调用方法的引用，哪个对象调用的方法，this就代表哪一个对象
• 示例代码：

public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
Student s1 = new Student();
s1.setName("林青霞");
Student s2 = new Student();
s2.setName("张曼玉");
    }
}

• 图解：

4.5 封装思想

1. 封装概述 是面向对象三大特征之一（封装，继承，多态） 是面向对象编程语言对客观世界的模拟，客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的，外界是无法直接操作的
2. 封装原则将类的某些信息隐藏在类内部，不允许外部程序直接访问，而是通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问成员变量private，提供对应的getXxx()/setXxx()方法
3. 封装好处 通过方法来控制成员变量的操作，提高了代码的安全性 把代码用方法进行封装，提高了代码的复用性

5. 构造方法

5.1 构造方法概述

构造方法是一种特殊的方法

• 作用：创建对象 Student stu =new Student();
• 格式：
  public class 类名{
  ​ 修饰符 类名( 参数 ) {
  ​ }
  }
• 功能：主要是完成对象数据的初始化
• 示例代码：

class Student {
private String name;
private int age;

//构造方法
public Student() {
System.out.println("无参构造方法");
    }

public void show() {
System.out.println(name + "," + age);
    }
}
/*
测试类
*/
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建对象
Student s = new Student();
s.show();
    }
}

5.2 构造方法的注意事项

• 构造方法的创建

如果没有定义构造方法，系统将给出一个默认的无参数构造方法 如果定义了构造方法，系统将不再提供默认的构造方法

• 构造方法的重载

如果自定义了带参构造方法，还要使用无参数构造方法，就必须再写一个无参数构造方法

• 推荐的使用方式

无论是否使用，都手工书写无参数构造方法

• 重要功能！

可以使用带参构造，为成员变量进行初始化

• 示例代码

/*
学生类
*/
class Student {
private String name;
private int age;

public Student() {}

public Student(String name) {
this.name = name;
    }

public Student(int age) {
this.age = age;
    }

public Student(String name,int age) {
this.name = name;
this.age = age;
    }

public void show() {
System.out.println(name + "," + age);
    }
}
/*
测试类
*/
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建对象
Student s1 = new Student();
s1.show();

//public Student(String name)
Student s2 = new Student("林青霞");
s2.show();

//public Student(int age)
Student s3 = new Student(30);
s3.show();

//public Student(String name,int age)
Student s4 = new Student("林青霞",30);
s4.show();
    }
}

5.3 标准类制作

• 需求：定义标准学生类，要求分别使用空参和有参构造方法创建对象，空参创建的对象通过setXxx赋值，有参创建的对象直接赋值，并通过show方法展示数据。
• 示例代码：

class Student {
//成员变量
private String name;
private int age;

//构造方法
// 空参构造
public Student() {
    }

// 有参构造
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
    }

//成员方法
public void setName(String name) {
this.name = name;
    }

public String getName() {
return name;
    }

public void setAge(int age) {
this.age = age;
    }

public int getAge() {
return age;
    }

public void show() {
System.out.println(name + "," + age);
    }
}
/*
创建对象并为其成员变量赋值的两种方式
1:无参构造方法创建对象后使用setXxx()赋值
2:使用带参构造方法直接创建带有属性值的对象
*/
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
//无参构造方法创建对象后使用setXxx()赋值
Student s1 = new Student();
s1.setName("林青霞");
s1.setAge(30);
s1.show();

//使用带参构造方法直接创建带有属性值的对象
Student s2 = new Student("林青霞",30);
s2.show();
    }
}