Java类和对象的概念

Java是一门面向对象的编程语言,理解Java,首先要理解类与对象这两个概念。Java中的类可以看做C语言中结构体的升级版。结构体是一种构造数据类型,可以包含不同的成员(变量),每个成员的数据类型可以不一样;可以通过结构体来定义结构体变量,每个变量拥有相同的性质。例如:

运行结果:小明的年龄是 15,成绩是 92.500000Java中的类也是一种构造数据类型,但是进行了一些扩展,类的成员不但可以是变量,还可以是函数;通过类定义出来的变量也有特定的称呼,叫做“对象”。例如:

运行结果:小明的年龄是 15,成绩是 92.5在C语言中,通过结构体名称就可以完成结构体变量的定义,并分配内存空间;但是在Java中,仅仅通过类来定义变量不会分配内存空间,必须使用new关键字来完成内存空间的分配。可以将类比喻成图纸,对象比喻成零件,图纸说明了零件的参数及其承担的任务;一张图纸可以生产出具有相同性质的零件,不同图纸可以生产不同类型的零件。

在Java中,使用new关键字,就可以通过类来创建对象,即将图纸生产成零件,这个过程叫做类的实例化,因此也称对象是类的一个实例。注意:类只是一张图纸,起到说明的作用,不占用内存空间;对象才是具体的零件,要有地方来存放,才会占用内存空间。类所包含的变量和函数都有特定的称呼,变量被称为属性(通常也称成员变量),函数被称为方法,属性和方法统称为类的成员。

类是一个通用的概念,Java、C++、C#、PHP等很多编程语言中都有类,都可以通过类创建对象。可以将类看做是结构体的升级版,C语言的晚辈们看到了C语言的不足,尝试加以改善,继承了结构体的思想,并进行了升级,让程序员在开发或扩展大中型项目时更加容易。因为Java、C++等语言都支持类和对象,所以使用这些语言编写程序也被称为面向对象编程,这些语言也被称为面向对象的编程语言。C语言因为不支持类和对象的概念,被称为面向过程的编程语言。实际上,面向对象只是面向过程的升级。在C语言中,可以将完成某个功能的重复使用的代码块定义为函数,将具有一类功能的函数声明在一个头文件中,不同类型的函数声明在不同的头文件,以便对函数进行更好的管理,方便编写和调用。在Java中,可以将完成某个功能的代码块定义为方法,将具有相似功能的方法定义在一个类中,也就是定义在一个源文件中(因为一个源文件只能包含一个公共的类),多个源文件可以位于一个文件夹,这个文件夹有特定的称呼,叫做包。

图1 C语言中项目的组织结构

图2 Java中项目的组织结构

面向对象编程在软件执行效率上绝对没有任何优势,它的主要目的是方便程序员组织和管理代码,快速梳理编程思路,带来编程思想上的革新。

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Java类的定义及其实例化

类必须先定义才能使用。类是创建对象的模板,创建对象也叫类的实例化。下面通过一个简单的例子来理解Java中类的定义:

对示例的说明:

  • public 是类的修饰符,表明该类是公共类,可以被其他类访问。修饰符将在下节讲解。
  • class 是定义类的关键字。
  • Dog 是类名称。
  • name、age 是类的成员变量,也叫属性;bark()、hungry() 是类中的函数,也叫方法。

一个类可以包含以下类型变量:

  • 局部变量:在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(分配内存)。成员变量可以被类中的方法和特定类的语句访问。
  • 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。static 也是修饰符的一种,将在下节讲解。
  • 在类实例化的过程中自动执行的方法叫做构造方法,它不需要你手动调用。构造方法可以在类实例化的过程中做一些初始化的工作。构造方法的名称必须与类的名称相同,并且没有返回值。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的构造方法。下面是一个构造方法示例:

    运行结果:感谢主人领养了我说明:

    • 构造方法不能被显示调用。
    • 构造方法不能有返回值,因为没有变量来接收返回值。

    对象是类的一个实例,创建对象的过程也叫类的实例化。对象是以类为模板来创建的。在Java中,使用new关键字来创建对象,一般有以下三个步骤:

    • 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。

    例如:

    也可以在声明的同时进行初始化:

    通过已创建的对象来访问成员变量和成员方法,例如:

    下面的例子演示了如何访问成员变量和方法:

    运行结果:感谢主人领养了我我是一只小狗,我名字叫花花,我3岁了汪汪,不要过来主人,我饿了

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