Java之类与对象(一)

来源：互联网发布：mac系统怎么装steam 编辑：程序博客网时间：2024/05/16 14:55

对于像Java这样的纯面向对象语言，类是最基本的抽象单位，一直以来我总是希望自己能写出一篇文章，来好好的梳理下自己对类和对象的理解。今天，这个愿望似乎要实现了！不知从哪个地方写起，因为这方面设计的东西太多了，说到类，就不难想到继承、多态、封装，就不难想到作用域及生命周期，很多的东西一下子涌上心头，让我不知道该从哪儿下手。本章系Java之美[从菜鸟到高手演变]系列之类与对象，希望通过我的分析，能让读者朋友们更加牢固记住相关的知识点，掌握类与对象方面的精髓！

阅读过程中有任何问题，请联系egg：

邮箱：xtfggef@gmail.com 微博：http://weibo.com/xtfggef

如有转载，请说明出处：http://blog.csdn.net/zhangerqing

一、类的创建及初始化

类通常是一类事物的抽象，如人就是一个类，你、我、他是这个类的具体实例，也就是对象。在Java中我们可以通过形如：class A {}来创建一个类，我们说过Java是面向对象的语言，每个对象都应该拥有它自己的属性和方法，就拿人来说，肤色、身高等是人的属性，吃、喝、玩等都是方法，也就是说属性描绘了类的特点，而方法描述了类的功能，体现在Java的类中就像下面的代码这样：

[java] view plaincopy
public class Person {  
      
    String name;  
    int age;  
      
    void eat(){  
          
    }  
}  

在面向对象的思想中，一切物体皆对象，我们以对象为单位进行编程，将这个对象所有的属性方法包装在一起，就是封装。一般情况，我们通过类的构造器来创建类对象，构造器是一个拥有和类名同样的名字的方法，我们可以对它传递参数，进行一些初始化工作，如，当我们需要在创建对象的时候，初始化其姓名及年龄，我们可以这样来做：

[java] view plaincopy
public class Person {  
      
    String name;  
    int age;  
      
    public Person(String name,int age){  
        this.name = name;  
        this.age = age;  
    }  
    void eat(){  
          
    }  
}  

测试类中:

[java] view plaincopy
public class ClassTest {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        Person person = new Person("egg",23);  
    }  
}  

new 操作符会为我们在内存中开辟空间，person是对象名，也是引用，在栈上分配，指向由new在堆上分配的内容，具体的JVM内存管理，请看我的另一篇博文：JVM内存管理与垃圾回收，里面有详细的介绍，此处非重点，不去深讲。我们再来分析一下这个过程：当调用new Person()时，编译器首先检查下原类Person中是否有Person()构造方法，此处因为有public Person(String name,int age)，所以new的时候，直接调用的该方法，但是很多时候，我们并没有显示声明构造方法，此时，编译器在调用的new Person()的时候，会自动为我们的Person类添加一个无参的空Person()构造方法：Person(){}，来执行类的构造过程。说到构造方法，我们来看看下面的这段代码：

[java] view plaincopy
public class Person {  
  
    public Person(int id) {  
        System.out.println("person(" + id + ")");  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
        Build b = new Build();  
    }  
}  
  
class Build {  
    Person p1 = new Person(1);  
  
    public Build() {  
        System.out.println("this is build's block!");  
        Person p2 = new Person(2);  
    }  
  
    Person p3 = new Person(3);  
  
}  

此处我主要想说明，用构造器创建类和变量的初始化顺序，该程序输出：

person(1)
person(3)
this is build's block!
person(2)

说明：不论变量放在哪儿，都会先于任意一个方法的执行前执行，包括构造方法，而构造方法是一个类必须会执行的方法，不需要显示的进行调用。同时，不论变量在哪儿分布，只要在方法外部，就一定先于方法初始化。说到这儿，我们不得不谈一下另一个关键的知识点静态块和非静态块。二者都有很简单的声明方式，只需一对大括号{}就行，静态块的话，在前面加static关键字，我们写个小程序来看看：

[java] view plaincopy
public class Person {  
  
    /*静态块*/  
    static{  
        System.out.println("this is static block!");  
    }  
    /*非静态块*/  
    {  
        System.out.println("this is non-static block!");  
    }  
    public Person(int id) {  
        System.out.println("person(" + id + ")");  
    }  
    public static void main(String[] args) {  
        Person p1 = new Person(1);  
        Person p2 = new Person(2);  
    }  
}  

该程序输出：

this is static block!
this is non-static block!
person(1)
this is non-static block!
person(2)

说明什么问题？观察一下：我们new了两个对象，可是静态块只执行了一次，而非静态块执行了两个，且都是在调用构造器之前。我们似乎得出了一些结论：静态块是在类的装载时执行的（装入.class文件后），且只执行一次。而非静态块是在调用构造方法之前执行的，每生成一个实例对象，就会调用一次非静态块。此处，我想引入一个很重要的知识点：static关键字。一般来说，被声明为static的变量或者方法，或者前面说的块，都属于类变量、类方法，属于类的属性信息（在方法区分配内存）。如静态块一样，其它的静态数据也具有这个特点：初始化只在类装载的时候执行一次。对于类变量和类方法，还有一个重要的特点就是，外部对象对他们的引用可以直接通过类名来调用，如下面的代码：

[java] view plaincopy
public class Person {  
    static int id = 10;  
}  
  
class Test{  
    public static void main(String[] args) {  
        System.out.println(Person.id);  
    }  
}  

除了使用new操作符，我们还有一些其它方法来创建类，如Java的反射机制，我们会有专门的博文来介绍相关的知识点。

我们总结下对象的创建过程：（含顺序）根据下面这个程序的输出：

[java] view plaincopy
public class Person {  
      
    public Person(int id) {  
        System.out.println("person(" + id + ")");  
    }  
}  
  
class Build {  
      
    /*静态块*/  
    static{  
        System.out.println("this is static block!");  
    }  
    /*非静态块*/  
    {  
        System.out.println("this is non-static block!");  
    }  
    Person p1 = new Person(1);//------------1-----------  
  
    public Build() {  
        System.out.println("this is build's block!");  
        Person p2 = new Person(2);  
    }  
  
    Person p3 = new Person(3);  
  
    public static void main(String[] args) {  
        Build b = new Build();  
    }  
}  

this is static block!
this is non-static block!
person(1)
person(3)
this is build's block!
person(2)

1、先装载.class文件，创建Class对象，对静态数据（由static声明的）进行初始化，而且只进行一次初始化。

2、new Build()在堆上进行空间分配。

3、执行非静态块。

4、执行所有方法外定义的变量的初始化。

5、执行构造器。

我们再来看个例子：将static放在上述例子的注释1行之前，输出会有变化：

this is static block!
person(1)
this is non-static block!
person(3)
this is build's block!
person(2)

正好验证了我们上面的结论，总体来说执行顺序为：静态块，静态属性->非静态块，属性->构造器。接下来我们分析一下类的属性和方法。

补充：此处经网友a52360509指正，对于静态块和静态属性或者非静态块和属性，初始化顺序决定于它们在代码中的顺序。

属性：

类中的属性一般分为类属性（全局变量）、实例属性（全局变量）、局部属性（局部变量）。<我是这么分的，尽管有人不这么分，但是分法无所谓，理解它们的含义最重要>.

类属性：前面已经说过就是那些声明为static的属性，在整个过程中只进行一次初始化，在内存中只开辟一个空间，不论在哪儿调用，值保持一致。一旦被修改，所有引用它的地方都会跟着修改。一般直接通过类名进行调用。

实例属性：实例变量是可以不进行初始化，比如一个整型的实例变量假如没有初始化，则默认值为0；而局部变量假如不赋初值语法上是通过的，但是在使用这个变量是程序就报错了。实例变量在堆和栈中都分配内存空间，在堆当中分配的是对象本身，而栈中则是对这个对象的引用。

局部属性：局部变量是在方法内部声明的变量，生命期仅在方法内，方法结束后变量就消失了；局部变量必须初始化再使用，否则会报错,也就是说，假如你在方法内定义了一个局部变量，并且没有赋值，那么你在使用这个变量的时候一定得赋值，不然就报错了。同时，局部变量可屏蔽全局变量。

方法：

方法就是类的行为，形如：

[java] view plaincopy
public void say(){  
        dosomething;  
        ...  
    }  

由方法头和方法体构成，方法头包括：访问控制符（如public private等）、返回类型（返回类型决定该方法在调用后产生的结果的类型）、方法名、参数列表组成。声明为void的方法，返回值为空。在特殊的情况下，我们可以为方法添加一些特殊的关键字以实现特殊的功能，如synchronized、final、static、abstract等等。方法方面我只想介绍两个重要的方面：重载（Overload）和重写（Override亦叫覆写）。

重载：

是指在同一个类中，具有相同的方法名，不同的参数列表的方法之间的一种机制。参数列表的不同体现在：类型不同、个数不同、顺序不同，只要满足任一一个，就可以进行方法重载。

[java] view plaincopy
public class AreaCal {  
  
    /* 计算长方形的面积 */  
    public int area(int width, int height) {  
        return width * height;  
    }  
  
    /* 计算正方形的面积 */  
    public int area(int edge) {  
        return edge * edge;  
    }  
  
    /* 计算圆的面积 */  
    public double area(float radius) {  
        return 3.14 * radius * radius;  
    }  
}  

如例所示，同一个方法名area，同步传入不同的参数，实现不同的功能，这就是方法重载，用这样的机制有什么好处？个人感觉就是在模型上的一种统一，同样的功能，调用同样的方法，只需传入不同的参数，增强了程序的可读性和易于维护，当有很多个功能相似的方法的时候，如果我们为每个方法设计一个名称，想通过名称来区分它们的话，会很糟糕，而且会让人觉得程序的可读性差，设计不够巧妙！此处问题来了：我们可不可通过方法的返回值来区别方法重载？让我们看个例子：

[java] view plaincopy
public int area(int width, int height) {  
    return width * height;  
}  
  
public float area(int width, int height){  
    return width * height;    
}  

当其他环境调用这两个方法时，并不会先得到他们的返回值，返回值只有在方法执行完毕才返回，在调用之初，编译器无法判断他们的区别，所以只能当同名方法来处理：报错！所以试图通过返回值来进行方法重载是不正确的！

重写：

重写是在继承中存在的，在两个类（子类和父类之间存在的关系）中，子类重写父类的方法，方法名相同，参数也相同的一种机制。

[java] view plaincopy
public class B extends A {  
      
    public String a(String name) {  
        return "welcome to you :" + name;  
    }  
}  
class A {  
    public String a(String name){  
        return "hello:"+name;  
    }  
}  

当子类继承了父类后，想对父类的方法功能进行扩展，就可以使用重写，这样做的目的就是：当你需要扩展新的功能的时候，不需要新建方法，在父类的方法中进行补充，这样一种面向对象思维的体现，不用重写同样可以达到这样的效果，但是用了重写更加符合OO思想。类似的还有一种概念，叫隐藏：当子类和父类方法名相同，参数不同时，子类隐藏父类的方法实现，这就是一种机制，一种叫法，没什么实际意义，相当于我们新建了方法，只是方法名和父类的相同，但是不是父类的方法的实现。
Java中不定参数调用

有的时候，我们不能确定方法的参数个数，我们可以采取这种机制(String ... value)，如下面的代码：

[java] view plaincopy
public class B{  
      
    public static String a(String ... value) {  
        return "welcome to you :" + value;  
    }  
      
    public static void main(String[] args) {  
        System.out.println(a("egg"));  
    }  
}  

打印出来的结果是：welcome to you :[Ljava.lang.String;@61de33。后面这部分信息一看就是数组的信息，所以我们继续研究，发现：当你将参数写出String ... value的形式的时候，已经默认相当于：String[] value 因此你需要在方法内部获取的数据的时候写成数组下标的形式：

[java] view plaincopy
public static String a(String ... value) {  
        return "welcome to you :" + value[0];  
    }  

当有多个参数时，同样用下标来取值：

[java] view plaincopy
public class B {  
  
    public static String a(String... value) {  
        return "welcome to you :" + value[0] + value[1] + value[2];  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
        System.out.println(a("egg", ":niu", ":baby!"));  
    }  
}  

这种机制在有些开发中特别有用，降低代码量，使程序更加简洁，不过有时会牺牲一点可读性。

二、类与对象的关系

经过上面这么多的演练，我们总结下类和对象的关系：看看下面的代码：

[java] view plaincopy
public class B {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        B b = new B();  
        A a = new A();  
    }  
}  
  
class A {  
  
}  

这段代码中，A和B都是类，a和b属于对象，他们之间是种什么关系呢？

1、类是一类具有相同属性的事物的统称，是一种抽象。

2、对象是类的具体体现，又称实例。

3、类是一种静态的概念，而对象是一种动态的机制。

每个人都有不同的看法，还有什么关系，希望大家补充，笔者真心希望各位读者能认真思考，积极提出宝贵的建议！因为有不少读者提出之前的博文篇幅过长，希望我尽量写的短一点儿，方便阅读，所以我将其它内容放在了下一篇，希望朋友们能够继续阅读！

0 0