黑马程序员——面向对象2：类与对象

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我们平常说话所使用的语言，有一个很重要的功能，就是可以用来对事物进行描述。那么同样，面向对象的编程语言也可以对事物进行描述。

1、什么是类？

类，就是对现实生活中存在事物的描述。对象，就是类所描述的事物在现实生活中具体存在的个体。这就是类和对象之间的关系。

由上所述，我们了解了类和对象之间的关系，那么类和对象到底谁先存在的呢？这就好比是“先有蛋，还是先有鸡？”实际上，类和对象谁先存在，取决于思考问题的角度。如果从计算机的角度来说，当然要有类去对某个事物进行描述以后，才能通过“new”关键字，或者其他方法，获取到该类相对应的对象。然而，如果从人的角度来说，其实是先有了生活中存在的事物个体，才会想到去对它进行描述。

打个比方，类就好比是建筑图纸，对象就好比是通过图纸具体建造出来的建筑物。图纸当中会描述建筑的高度、宽度、形状等等属性和这个建筑的用途。

2、如何定义类

那么，该如何去对现实中的事物（对象，下同）进行描述呢？首先，需要找到这一类事物的共性内容（属性+行为），也就是对这一类事物的抽象过程。拿“人”举例，每个人都有姓名、年龄、籍贯等属性，和吃饭、睡觉和学习等的行为。需要指出的是，这里说的属性和行为，其实并不具体，因为并没有指定多少岁、叫什么、是哪里人，也并没有指定吃什么、怎么睡和学什么，但是，这些抽象属性和行为的组合可以用来描述“人”这一类事物，那么这个抽象的结果对于Java语言就是，类，而对象是以类为模板，通过上面提到的“new”关键字在“堆”内存中创建的实体，而在这个实体当中，就已经封装了具体的属性值（或称为数据），和行为的具体实现方式。

代码体现，以“人”为例：

代码1：

class Person{//描述属性//姓名String name = “Jack”;//年龄int age = 20; //描述行为（方法）//吃饭public void eat(){System.out.println("吃饭");}//睡觉public void sleep()        {System.out.println("Zzz...");}}

上述代码中，属性对应的是类中的变量，行为对应的是方法（函数）。因此，定义一个类，简单说就是两部分：定义属性和方法。Java中类的属性和方法，称为类的成员，因此属性叫做成员变量，方法叫做成员函数。

3、成员变量和局部变量

定义在类的成员位置上的变量称为成员变量。定义在方法内部的变量称为局部变量。请看如下代码：

代码2：

class Demo{//成员变脸int x = 1;public void f(){//局部变量int y = 2;}}

那么，这两类变量根本的区别是什么呢？那么，这两类变量根本的区别是什么呢？

1) 作用范围

成员变量作用于整个类，而局部变量仅仅作用于方法内部。因此，由于成员变量作用域广的特点，成员函数就可以随意调用定义在本类内部的成员变量。同样，由于局部变量作用域小的特点，因此，方法与方法之间是不能互相访问对方内部的局部变量的。

2) 在内存中的位置

成员变量随对象存在于堆内存中；布局变量存在于栈内存中。

 

小知识点1：在本类中创建本类对象

请看下面代码：

代码3：

class Demo{public void f(){System.out.println("HelloWorld!");} public static void main(String[] args){Demo d = new Demo();d.f();}}

主函数的代码称为在本类中创建本类对象。这个是完全可以的，并且可以用于测试。

 

小知识点2：主函数的作用

其实，并不是每个类都需要定义主函数，在实际开发时，主函数更多的作用是对新定义的类进行测试，检查有没有错误。因此，只需要定义一个主函数，并在其内部创建多个类的对象，并对其成员变量和成员函数进行调试即可。由此，我们可以看出，主函数其实际上相当于一个入口。

4、如何创建对象

还是以人为例，创建人对象，就是通过“new”关键字，在堆内存中开辟一块内存，并存储该对象的所有属性，简单说就是在堆内存中创建一个人实体。格式如下：

new Person();

如果，后面的程序再次使用到这个Person对象，那么可以将这个对象在堆内存中的地址值赋值给一个Person类的引用数据类型变量，这样这个变量就“指向”了这个对象（关于对象在内存中创建过程参见后面的博客）。实际上，诸如上述代码的写法，没有Person类类型变量指向该对象的话，那么这个对象称为匿名对象。关于匿名对象的解释见下一节。简单理解就是，给这个对象“起个名字”。代码体现如下：

Person p = new Perons();

       上述代码中，p成为类类型变量，它属于三种引用型变量之一。具体来说，p是Person这个类的类类型变量。类类型变量总是指向该类产生的对象实体（或该类子类产生的对象实体，参见多态）。

5、匿名对象

代码4：

class Person{String name;int age; public String getName(){return name;}public int getAge(){return age;}public String toString(){return “name = ”+name+“, age = ”+age;}}

匿名对象，就是没有类类型变量指向的对象，实际上也就是与被类类型变量指向的对象相对。例如下面的代码：

new Person();

匿名对象主要的作用就是在一次性调用对象的成员方法的前提下，简化书写。比如如下代码：

Personp = new Person ();Stringname = p.getName();System.out.println(name);

可以简化为：

System.out.println(new Person.getName());

注意：仅仅调用这个匿名对象的成员变量是没有意义的。因为，当我们调用对象的成员变量进行赋值以后，由于并没有被类类型变量所指向，所以在后面的代码中也就根本用不到这个对象，换句话说，这个对象并没有起到任何作用。那么赋值动作结束以后，这个对象就成了垃圾。

相反，调用匿名对象的方法却是有意义的。因为这个对象实实在在起到了作用。

 

匿名对象的使用场合1：

如果仅仅是一次性的调用对象的某个方法，那就可以使用匿名对象。相反，如果需要调用该对象的多个方法，还是需要创建一个类类型变量并指向该对象。因此，我们需要注意：凡是简化的都是有局限性的。

匿名对象的使用场合2：

可以将匿名对象作为实际参数进行传递。例如：

public static void main(String[] args){Person p = new Person();setPerson(p);}public static void setPerson(Person p){p.age = 20;p.name = “Peter”;System.out.println(p.toString());}

下面我们具体描述一下上述代码的内存过程：首先，在栈内存中为主函数开辟一块空间，然后再在堆内存中为Person对象开辟一块空间，同时为该对象中的每个成员变量赋予默认初始化值，并为这片空间分配一个地址值。接着，为Person对象中的每个成员变量进行显示初始化（前述示例代码中均为“空”）。最终，将这片空间的地址值赋予栈内存中的类类型变量p，p就指向了堆内存中的Person对象。继续执行代码，调用setPerson方法的同时将上面变量p作为实际参数传入，这时就又要为setPerson方法在栈内存中开辟一块空间，并将实际参数p所指向的地址值赋给setPerson方法中的形式参数p，此时，setPerson方法中的Person类类形变量p（形式参数）也指向了堆内存中的Person对象。然后，通过setPerson中的两行代码，为Person对象的两个成员变量赋值。最终，通过输出语句，将赋值后的Person对象的age和name成员变量值打印在控制台。在执行完setPerson方法以后，该方法所在的栈内存空间，连同其内部的形式参数（或者局部变量p）都被释放，但是由于Person对象还在被main方法中的变量p指向而不是“垃圾”。只有当主函数也执行完毕以后，其内的变量p也得到释放时，Person对象才变为“垃圾”。（更为具体的分析，请参见后面的博客）

如果，对上述代码进行简化：

public static void main(String[] args){setPerson(newPerson());}public static void setPerson(Person p){p.age = 20;p.name = “Peter”;System.out.println(p.toString());}

此时，在内存中的过程，与简化前的代码唯一的不同就是——没有了实际参数p的过渡作用，而是直接将堆内存中的Person对象的地址值赋予了setPerson方法中的名义参数p，同样，p指向了Person对象。我们要注意，这里的匿名对象Person，在setPerson方法运行期间并不是“垃圾”，因为，已经有Person类类型变量（名义参数）指向了这个对象。但是，一旦setPerson方法运行完毕，此时，该方法所在栈内存空间（连同方法内的名义参数，或者局部变量p）得到释放，此时，Person对象不再被指向，就成了“垃圾”。

如果，想手动将Person对象变为“垃圾”，可以将主函数中的变量p赋值为“null”。

6、类类型变量和对象实体之间的关系

当通过上述代码创建Person对象时，首先，在堆内存中某个地址上为这个对象开辟一块空间，与此同时就为这个对象的所有非静态成员变量赋予默认初始化值（这个动作其实是在开辟空间的同时，将这块空间清零而发生的），类类型变量赋“null”，布尔型变量赋“false”，其他基本数据类型变量赋“0”。而后，再根据类中的描述，对对象的非静态成员变量赋予显示初始化值。最后，将这个对象在内存中的地址值赋予，栈内存的Person类类型变量p，则这个变量就指向了堆内存中的Person对象。

7、对象成员变量的修改与成员函数的调用

当需要修改对象的属性值时，可以采用下述代码（以上述Person类为例）：

p.age= 23;p.name= “Lucy”;

当需要调用对象的成员函数时：

p.eat();p.sleep();

8、思考

(1) 观察下面的代码，思考两个类类型变量p1和p2是否指向同一个对象？

Person p1 = new Person();Person p2 = new Person();

答案是：这两个Person类类型变量指向了不同的对象。当我们每次使用“new”关键字创建对象时，都会在堆内存不同的地址上开辟出一块新的区域，因此地址值不同的对象当然是两个不同的对象，就好比，用同一个图纸生产出来的汽车并不是同一辆汽车。

(2) 观察下面的代码（继续以前述Person类为例），最终的输出结果是什么？

代码5：

class CellPhone{String color = “白色”;int weight = 100;      public void call(){System.out.println(“打电话”);}public void sendMsg(){System.out.println(“发短信”);}public void toString(){System.out.println(“color = ”+color+“,weight = ”+weight);}}

以上面CelloPhone类为例，

CellPhone cp1 = new CellPhone();cp1.color= “黑色”;CellPhone cp2 = cp1;cp2.weight= 200;cp1.toString();

答案应该是：color= 黑色,weight = 200

这是因为，两个CelloPhone类类型变量cp1和cp2均指向同一个CellPhone对象，无论通过哪个变量对对象进行操作，另一方进行输出操作（也就是调用toString()方法）的结果都是一样的，这就叫多个引用指向了同一个对象。