Java 是当今最具影响力和领先的编程语言之一,这得益于其面向对象的特性。Java 的组织方式使得你在其中编写的每一样东西都成为类或对象。
什么是类?
类在 Java 中是一个蓝图或模板,用于描述对象的状态和行为。它是一个容器,存储数据成员(变量)和方法(函数)。这些数据成员和方法对特定包中的所有对象都是通用的。
类的组成部分:
-
访问修饰符:
public
、private
、protected
、default
- 类名:根据预定义的命名约定,由程序员决定的类的名称。
- 类体:主要包含可执行语句。
除了这些,类还可以包括关键字:
-
super
:如果你使用超类 -
implements
:如果你从同一个类继承成员、方法和实例 -
interface
:如果你从不同的类继承成员、方法和实例
类的类型
在 Java 中,类可以分为两种类型:
-
内置类:内置类是随 Java 开发工具包 (JDK) 提供的预定义类。我们也可以称这些内置类为库。一些内置类的例子包括:
java.lang.System
java.util.Date
java.util.ArrayList
java.lang.Thread
-
用户定义类:用户定义类是用户在实时编程环境中定义和操作的类。用户定义类可以分为三种类型:
-
具体类:用户定义的标准类,存储方法和数据成员。
class Con { // 类体 }
-
抽象类:与具体类类似,但需要用
abstract
关键字定义。如果希望实例化抽象类,则应包含一个抽象方法。否则,只能继承。abstract class AbstClas { // 方法 abstract void demo(); }
-
接口:接口类似于类,但不同之处在于类描述了对象的态度和行为,而接口包含类实现的行为。这些接口只包含方法的签名,而不包含实际的方法。
public interface Demo { public void signature1(); public void signature2(); } public class Demo2 implements Demo { public void signature1() { // 实现 } public void signature2() { // 实现 } }
-
具体类:用户定义的标准类,存储方法和数据成员。
如何创建类
你可以使用以下语法在 Java 中定义一个典型的类:
<访问修饰符> class <类名> {
// 类体
}
示例:
public class Student {
String name;
int rollno;
String section;
void study() {
}
void write() {
}
void play() {
}
}
创建类的规则
当你在 Java 中使用类时,必须遵守以下规则:
-
必须使用
class
关键字声明类:- 每个类的定义必须以
class
关键字开始。
- 每个类的定义必须以
-
每个类名应以大写字母开头:
- 类名的第一个字母应为大写。如果类名包含多个单词,应使用驼峰命名法(Camel Case),即每个单词的首字母大写,例如
MyFirstClass
。
- 类名的第一个字母应为大写。如果类名包含多个单词,应使用驼峰命名法(Camel Case),即每个单词的首字母大写,例如
-
一个 Java 文件可以包含任意数量的默认类,但不能包含超过一个公共类:
- 一个
.java
文件可以包含多个类,但只能有一个类是public
类。并且,public
类的名称必须与文件名相同。
- 一个
-
类名中不应使用特殊字符:
- 类名只能包含字母、数字和下划线(
_
),但不能以数字开头。
- 类名只能包含字母、数字和下划线(
-
可以通过在类前面写多个接口名称并用逗号分隔来实现多个接口:
- 一个类可以实现多个接口,接口名称之间用逗号分隔。例如:
public class MyClass implements Interface1, Interface2, Interface3 { // 类体 }
- 一个类可以实现多个接口,接口名称之间用逗号分隔。例如:
-
一个 Java 类只能继承一个父类:
- Java 不支持多继承,即一个类只能继承一个父类。但是,可以通过实现多个接口来达到类似的效果。例如:
public class SubClass extends SuperClass { // 类体 }
- Java 不支持多继承,即一个类只能继承一个父类。但是,可以通过实现多个接口来达到类似的效果。例如:
示例
以下是一个简单的 Java 类的示例,展示了上述规则的应用:
// 正确的类名使用驼峰命名法
public class MyFirstClass implements Runnable, Serializable {
// 类体
private String name;
public MyFirstClass(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("Running: " + name);
}
// 其他方法
public void display() {
System.out.println("Displaying: " + name);
}
public static void main(String[] args) {
MyFirstClass obj = new MyFirstClass("Example");
obj.display();
Thread t = new Thread(obj);
t.start();
}
}
什么是 Java 对象?
对象是面向对象编程(OOP)范式中最基本的单位。它表示现实世界中的实体,并通过调用方法来操纵这些实体。在 Java 中,对象由以下三个主要部分组成:
-
标识:
- 定义:这是用户赋予的唯一名称,允许对象与其他项目中的对象进行交互。
-
示例:学生的姓名(例如,
"张三"
)。
-
行为:
- 定义:对象的行为是在类中声明的方法。这些方法定义了对象可以执行的操作,使对象能够与其他对象进行交互。
-
示例:学习、玩耍、写作。这些行为可以对应于类中的方法,例如:
void study() { System.out.println("正在学习"); } void play() { System.out.println("正在玩耍"); } void write() { System.out.println("正在写作"); }
-
状态:
- 定义:对象的状态是由类中的变量(也称为属性或字段)表示的。这些变量存储了对象的具体信息,反映了对象的当前状况。
-
示例:班级、学号、百分比。这些状态可以对应于类中的变量,例如:
String className; int rollNumber; double percentage;
示例
以下是一个具体的示例,展示了如何在 Java 中定义一个类并创建一个对象:
// 定义一个 Student 类
public class Student {
// 状态
String name;
String className;
int rollNumber;
double percentage;
// 构造方法
public Student(String name, String className, int rollNumber, double percentage) {
this.name = name;
this.className = className;
this.rollNumber = rollNumber;
this.percentage = percentage;
}
// 行为
void study() {
System.out.println(name + " 正在学习");
}
void play() {
System.out.println(name + " 正在玩耍");
}
void write() {
System.out.println(name + " 正在写作");
}
// 主方法,用于测试
public static void main(String[] args) {
// 创建一个 Student 对象
Student student = new Student("张三", "高一", 101, 85.5);
// 调用对象的方法
student.study();
student.play();
student.write();
// 打印对象的状态
System.out.println("学生姓名: " + student.name);
System.out.println("班级: " + student.className);
System.out.println("学号: " + student.rollNumber);
System.out.println("百分比: " + student.percentage);
}
}
输出
运行上述代码将产生以下输出:
张三 正在学习
张三 正在玩耍
张三 正在写作
学生姓名: 张三
班级: 高一
学号: 101
百分比: 85.5
如何在 Java 中创建对象?
如前所述,类是任何对象的蓝图。因此,一旦声明了类,只需要实例化它即可创建对象。创建对象涉及三个阶段:
- 声明
- 实例化
- 初始化
示例:
public class Student {
public Student(String name) {
System.out.println("传递的参数是: " + name);
}
public static void main(String[] args) {
Student myStudent = new Student("Steven");
}
}
// 输出:
// Steven
Java 类和对象的关键区别
类和对象之间的关键区别如下:
-
类:
- 类是创建对象的蓝图。
- 类是一个逻辑实体。
- 使用的关键词是
class
。 - 类只设计或声明一次。
- 声明类时,计算机不会分配内存。
-
对象:
- 对象是类的副本。
- 对象是一个物理实体。
- 使用的关键词是
new
。 - 可以使用一个类创建任意数量的对象。
- 声明对象时,计算机分配内存。
总结
- 类:定义了对象的结构和行为,是创建对象的模板。
- 对象:是类的实例,具有具体的属性值和行为。