Java学习日志--面向对象（类和类的成员篇）

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一、编程思想的设计模式

面向过程是一种以功能实现为核心的编程方式。它强调的是解决问题的具体步骤，通过分析问题的流程，将每一步操作封装成函数，然后按顺序调用这些函数来完成任务。这种编程方式关注的重点在于“怎么做”，即功能的逐步执行过程。

而面向对象则是以现实世界中的事物为模型进行程序设计的思想。它不再专注于过程本身，而是思考完成某项任务需要哪些对象参与，每个对象应具备什么属性和行为。通过对象之间的协作来达成目标。

面向对象可以看作是面向过程的进阶形式。它将对象作为基本的构建单元，更贴近人类对现实世界的认知逻辑，使得系统结构更加清晰，代码易于维护与扩展，特别适用于大型项目的开发。不过，在运行效率方面，通常会比面向过程略低一些。

---- 关注点从功能实现转向了参与者（类）的设计

二、类与对象的基本概念

1、类

• 类是对具有相同特征和行为的一类事物的抽象描述。
• 本质上，类是一种自定义的数据类型，内部包含属性（成员变量）和方法（成员函数）。
• 定义类之后，可以用它来创建多个实例，也就是对象。
• 类中的属性也称为实例变量或成员变量；类中的方法也称为实例方法或成员方法。
• 类的作用是描述对象的结构：有哪些属性、能执行哪些操作。
• 类的定义格式如下所示：

public class 类名{
    // 类体
    // 属性（成员变量）--静态的描述 --多个
    [修饰符] 数据类型 变量名 [=值];

    // 行为（成员方法） --动态的描述 --多个
    public void 方法名(){
        方法体;
    }
}

2、对象

如果把类比作一种数据类型，那么对象就是该类型的具体变量。类就像一个模板，可以通过它创建出多个结构一致的对象实例。每一个对象都拥有与其所属类相同的属性和方法。

我们可以通过“对象名.属性名”的方式访问并修改对象的属性值，也可以通过“对象名.方法名”来调用其对应的方法。

三、属性与方法详解

1、属性

类中定义属性的语法结构如下：

[修饰符] 数据类型 属性名 = [初始化值];

方括号 [ ] 中的内容是可以省略的部分。

• 常见的权限修饰符包括：private、缺省（默认）、protected、public。
• 属性是类中用于静态描述对象状态的成员变量，也可称为全局变量。其数据类型可以是任意类型，包括基本数据类型、数组类型或对象类型。
• 成员变量随着对象的创建而被分配在堆内存中，并随对象的存在而存在。
• 若未显式赋值，类中的属性会根据其类型获得相应的默认初始值：

数据类型	默认值
整数类型（byte, short, int, long）	0
浮点数类型（float, double）	0.0
字符类型（char）	空格
布尔类型（boolean）	false
字符串类型（String）及其他引用类型	null

• 在类中定义的属性属于全局变量，作用范围覆盖整个类及其所有方法；而在方法内部定义的参数或变量则为局部变量，仅限于该方法内使用。

2、方法

2.1 方法的概念

• 方法是将某一特定功能封装在类中的代码块，用于实现具体的操作。
• 它是对类或对象行为特征的抽象，目的是实现功能复用，提升代码的可读性和可维护性。
• 在Java中，方法不能脱离类独立存在，必须定义在类的内部。
• 方法的基本语法格式如下：

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型 形参1, 参数类型 形参2, …) {
    方法体程序代码...
    return 返回值;
}

2.2 返回值类型说明

• 若方法不返回任何值，则需使用 void 声明返回类型。此类方法中一般无需 return 语句；若使用，只能写成“return;”，表示结束当前方法。
• 若方法有返回值，则必须在声明时指定返回值的具体类型，并在方法体内使用“return 数据;”语句返回对应类型的值，且返回值类型必须与 return 的表达式一致。
• 当无法确定具体返回类型时，可暂时使用 Object 类型（因其为 Java 所有类的根父类），但通常不推荐这样做。
• 方法参数若有多个，应用逗号 ‘,’ 分隔开。

四、对象在内存中的存储机制

• 堆内存：用于存放由 new 创建的对象、数组以及对象的实例变量（即属性的实际内容）。堆空间需要通过 new 关键字动态分配。
• 栈内存：主要存储基本数据类型的变量、局部变量以及对象的引用。需要注意的是，对象本身并不存放在栈中，栈中保存的只是指向堆内存地址的引用变量。
• null 值的意义：null 并不是一个有效的对象实例，也不占用对象内存空间。它只是一个特殊的值，表示引用未指向任何对象。因此，null 可以赋给引用类型变量，但不能赋给基本数据类型。
• 引用传递的本质：同一块堆内存可以被多个栈中的引用同时指向，不同引用可通过同一地址修改共享的堆内存内容。
• 垃圾内存：指程序中已经没有任何引用指向的堆内存空间。这部分空间被称为“垃圾”，将由 JVM 的垃圾收集器（GC）在适当时机自动回收，释放内存资源。

五、类中的数组应用

在类中可以定义数组类型的属性，既可以是一维数组也可以是多维数组。数组本身作为引用类型，其实例存储在堆中，而类中的字段保存的是对该数组的引用。通过这种方式，可以在对象中管理一组相关数据，增强类的数据表达能力。

类属于引用数据类型，是数据类型中的一种。通过定义一个类，我们可以创建多个对象实例。例如：

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

接着可以使用该类来声明一个数组，用于存储这些对象。当需要访问某个对象的属性或调用其方法时，可以通过“数组[下标].属性名”或“数组[下标].方法名”的方式实现，并结合循环结构批量处理对象数据。

Person[ ] p  = new Person(){p1,p2}；

六、类·构造器

1、基本概念

在Java中，语句“类名称 对象名称 = new 类名称();”实际上会触发构造函数的调用。其中，关键字 new 被称为对象创建运算符，主要作用是为对象分配内存空间，并将内存初始化为默认值。在完成内存分配与初始化后，new 会进一步调用相应的构造函数，以完成对象的初始化过程。

构造函数，也称构造器或构造方法，通常位于类的属性和普通方法之间，其基本格式如下所示：

public class Person {
    String name;
    int age;

    public Person(){

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

2、构造函数的主要特征

• 构造函数的名称必须与所属类的名称完全一致。
• 构造函数没有返回值类型，这一点不同于使用 void 声明的方法。
• 构造函数并非必须显式编写，若未定义，系统将自动提供一个无参的默认构造函数。
• 如果类中没有手动定义任何构造器，编译器会在编译期间自动添加一个无参数的构造函数，以便支持对象的创建。
• 一旦类中定义了至少一个构造函数（无论是否有参数），系统将不再自动提供无参构造函数，此时如需无参构造，必须手动声明。

3、构造函数的核心功能

构造函数主要用于对象的创建及初始化操作。其中，有参构造函数的作用是在创建对象的同时，对对象的成员属性进行赋值初始化。这种方式能够有效减少后续单独设置属性的代码量，提升编码效率。

例如，在创建对象时直接通过有参构造器完成属性赋值，可以简化代码流程。参考如下示例：

Person p = new Person("王五",23);

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关键词：java学习 学习日志 面向对象 Java jav

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