Java 对象和类

Java作为一种面向对象语言。支持以下基本概念:

  • 多态
  • 继承
  • 封装
  • 抽象
  • 对象
  • 实例
  • 方法
  • 重载

本节我们重点研究对象和类的概念。

  • 对象:对象是类的一个实例(对象不是找个女朋友),有状态和行为。例如,一条狗是一个对象,它的状态有:颜色、名字、品种;行为有:摇尾巴、叫、吃等。
  • :类是一个模板,它描述一类对象的行为和状态。

下图中男孩(boy)女孩(girl)类(class),而具体的每个人为该类的对象(object)

Java 对象和类 - 图1

Java中的对象

现在让我们深入了解什么是对象。看看周围真实的世界,会发现身边有很多对象,车,狗,人等等。所有这些对象都有自己的状态和行为。

拿一条狗来举例,它的状态有:名字、品种、颜色,行为有:叫、摇尾巴和跑。

对比现实对象和软件对象,它们之间十分相似。

软件对象也有状态和行为。软件对象的状态就是属性,行为通过方法体现。

在软件开发中,方法操作对象内部状态的改变,对象的相互调用也是通过方法来完成。

Java中的类

类可以看成是创建Java对象的模板。

通过下面一个简单的类来理解下Java中类的定义:

  1. public class Dog{
  2. String breed;
  3. int age;
  4. String color;
  5. void barking(){
  6. }
  7. void hungry(){
  8. }
  9. void sleeping(){
  10. }
  11. }

一个类可以包含以下类型变量:

  • 局部变量:在方法、构造方法或者语句块中定义的变量被称为局部变量。变量声明和初始化都是在方法中,方法结束后,变量就会自动销毁。

  • 成员变量:成员变量是定义在类中,方法体之外的变量。这种变量在创建对象的时候实例化。成员变量可以被类中方法、构造方法和特定类的语句块访问。

  • 类变量:类变量也声明在类中,方法体之外,但必须声明为static类型。

一个类可以拥有多个方法,在上面的例子中:barking()、hungry()和sleeping()都是Dog类的方法。

构造方法

每个类都有构造方法。如果没有显式地为类定义构造方法,Java编译器将会为该类提供一个默认构造方法。

在创建一个对象的时候,至少要调用一个构造方法。构造方法的名称必须与类同名,一个类可以有多个构造方法。

下面是一个构造方法示例:

  1. public class Puppy{
  2. public Puppy(){
  3. }
  4. public Puppy(String name){
  5. // 这个构造器仅有一个参数:name
  6. }
  7. }

创建对象

对象是根据类创建的。在Java中,使用关键字new来创建一个新的对象。创建对象需要以下三步:

  • 声明:声明一个对象,包括对象名称和对象类型。

  • 实例化:使用关键字new来创建一个对象。

  • 初始化:使用new创建对象时,会调用构造方法初始化对象。

下面是一个创建对象的例子:

  1. public class Puppy{
  2. public Puppy(String name){
  3. //这个构造器仅有一个参数:name
  4. System.out.println("小狗的名字是 : " + name );
  5. }
  6. public static void main(String[] args){
  7. // 下面的语句将创建一个Puppy对象
  8. Puppy myPuppy = new Puppy( "tommy" );
  9. }
  10. }

编译并运行上面的程序,会打印出下面的结果:

  1. 小狗的名字是 : tommy

访问实例变量和方法

通过已创建的对象来访问成员变量和成员方法,如下所示:

  1. /* 实例化对象 */
  2. Object referenceVariable = new Constructor();
  3. /* 访问类中的变量 */
  4. referenceVariable.variableName;
  5. /* 访问类中的方法 */
  6. referenceVariable.methodName();

实例

下面的例子展示如何访问实例变量和调用成员方法:

  1. public class Puppy{
  2. int puppyAge;
  3. public Puppy(String name){
  4. // 这个构造器仅有一个参数:name
  5. System.out.println("小狗的名字是 : " + name );
  6. }
  7. public void setAge( int age ){
  8. puppyAge = age;
  9. }
  10. public int getAge( ){
  11. System.out.println("小狗的年龄为 : " + puppyAge );
  12. return puppyAge;
  13. }
  14. public static void main(String[] args){
  15. /* 创建对象 */
  16. Puppy myPuppy = new Puppy( "tommy" );
  17. /* 通过方法来设定age */
  18. myPuppy.setAge( 2 );
  19. /* 调用另一个方法获取age */
  20. myPuppy.getAge( );
  21. /*你也可以像下面这样访问成员变量 */
  22. System.out.println("变量值 : " + myPuppy.puppyAge );
  23. }
  24. }

编译并运行上面的程序,产生如下结果:

  1. 小狗的名字是 : tommy
  2. 小狗的年龄为 : 2
  3. 变量值 : 2

源文件声明规则

在本节的最后部分,我们将学习源文件的声明规则。当在一个源文件中定义多个类,并且还有import语句和package语句时,要特别注意这些规则。

  • 一个源文件中只能有一个public类

  • 一个源文件可以有多个非public类

  • 源文件的名称应该和public类的类名保持一致。例如:源文件中public类的类名是Employee,那么源文件应该命名为Employee.java。

  • 如果一个类定义在某个包中,那么package语句应该在源文件的首行。

  • 如果源文件包含import语句,那么应该放在package语句和类定义之间。如果没有package语句,那么import语句应该在源文件中最前面。

  • import语句和package语句对源文件中定义的所有类都有效。在同一源文件中,不能给不同的类不同的包声明。

类有若干种访问级别,并且类也分不同的类型:抽象类和final类等。这些将在访问控制章节介绍。

除了上面提到的几种类型,Java还有一些特殊的类,如:内部类、匿名类。

Java包

包主要用来对类和接口进行分类。当开发Java程序时,可能编写成百上千的类,因此很有必要对类和接口进行分类。

Import语句

在Java中,如果给出一个完整的限定名,包括包名、类名,那么Java编译器就可以很容易地定位到源代码或者类。Import语句就是用来提供一个合理的路径,使得编译器可以找到某个类。

例如,下面的命令行将会命令编译器载入java_installation/java/io路径下的所有类

  1. import java.io.*;

一个简单的例子

在该例子中,我们创建两个类:EmployeeEmployeeTest

首先打开文本编辑器,把下面的代码粘贴进去。注意将文件保存为 Employee.java。

Employee类有四个成员变量:name、age、designation和salary。该类显式声明了一个构造方法,该方法只有一个参数。

Employee.java 文件代码:

  1. import java.io.*;
  2. public class Employee{
  3. String name;
  4. int age;
  5. String designation;
  6. double salary;
  7. // Employee 类的构造器
  8. public Employee(String name){
  9. this.name = name;
  10. }
  11. // 设置age的值
  12. public void empAge(int empAge){
  13. age = empAge;
  14. }
  15. /* 设置designation的值*/
  16. public void empDesignation(String empDesig){
  17. designation = empDesig;
  18. }
  19. /* 设置salary的值*/
  20. public void empSalary(double empSalary){
  21. salary = empSalary;
  22. }
  23. /* 打印信息 */
  24. public void printEmployee(){
  25. System.out.println("名字:"+ name );
  26. System.out.println("年龄:" + age );
  27. System.out.println("职位:" + designation );
  28. System.out.println("薪水:" + salary);
  29. }
  30. }

程序都是从main方法开始执行。为了能运行这个程序,必须包含main方法并且创建一个实例对象。

下面给出EmployeeTest类,该类实例化2个 Employee 类的实例,并调用方法设置变量的值。

将下面的代码保存在 EmployeeTest.java文件中。

EmployeeTest.java 文件代码:

  1. import java.io.*;
  2. public class EmployeeTest{
  3. public static void main(String[] args){
  4. /* 使用构造器创建两个对象 */
  5. Employee empOne = new Employee("TEST1");
  6. Employee empTwo = new Employee("TEST2");
  7. // 调用这两个对象的成员方法
  8. empOne.empAge(26);
  9. empOne.empDesignation("高级程序员");
  10. empOne.empSalary(10000);
  11. empOne.printEmployee();
  12. empTwo.empAge(21);
  13. empTwo.empDesignation("初级程序员");
  14. empTwo.empSalary(5000);
  15. empTwo.printEmployee();
  16. }
  17. }

编译这两个文件并且运行 EmployeeTest 类,可以看到如下结果:

  1. $ javac EmployeeTest.java
  2. $ java EmployeeTest
  3. 名字:TEST1
  4. 年龄:26
  5. 职位:高级程序员
  6. 薪水:10000.0
  7. 名字:TEST2
  8. 年龄:21
  9. 职位:初级程序员
  10. 薪水:5000.0