再谈Java类和对象

news2025/7/21 12:12:55

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再谈Java类和对象

  • 一、对象的构造及初始化
    • 1.如何初始化对象
    • 2.构造方法
    • 3.默认初始化
    • 4.就地初始化
  • 二、封装
    • 1.封装的概念
    • 2.访问限定符
    • 3.封装扩展之包
      • 3.1包的概念
      • 3.2导入包中的类
      • 3.3自定义包
      • 3.4包的访问权限控制举例
      • 3.5常见的包

一、对象的构造及初始化

1.如何初始化对象

通过前面知识点的学习知道，在Java方法内部定义一个局部变量时，必须要初始化，否则会编译失败。

public static void main(String[] args) {
int a;
System.out.println(a);
}// Error:(26, 28) java: 可能尚未初始化变量a

要让上述代码通过编译，非常简单，只需在正式使用a之前，给a设置一个初始值即可。如果是对象：

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    public void setDay(int y, int m, int d){
    this.year = y;
    this.month = m;
    this.day = d;
}
    public void printDate(){
    System.out.println(year + "/" + month + "/" + day);
}
public static void main(String[] args) {
     Date d = new Date();
     d.printDate();
     d.setDate(2021,6,9);
     d.printDate();
}
// 代码可以正常通过编译

需要调用之前写的SetDate方法才可以将具体的日期设置到对象中。通过上述例子发现两个问题：

  1. 每次对象创建好后调用SetDate方法设置具体日期，比较麻烦，那对象该如何初始化？
  2. 局部变量必须要初始化才能使用，为什么字段声明之后没有给值依然可以使用？

2.构造方法

概念：构造方法(也称为构造器)是一个特殊的成员方法，名字必须与类名相同，在创建对象时，由编译器自动调用，并且在整个对象的生命周期内只调用一次。

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    // 构造方法：
    // 名字与类名相同，没有返回值类型，设置为void也不行
    // 一般情况下使用public修饰
    // 在创建对象时由编译器自动调用，并且在对象的生命周期内只调用一次
    public Date(int year, int month, int day){
         this.year = year;
         this.month = month;
         this.day = day;
         System.out.println("Date(int,int,int)方法被调用了");
     }
    public void printDate(){
         System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
     }
public static void main(String[] args) {
      // 此处创建了一个Date类型的对象，并没有显式调用构造方法
      Date d = new Date(2021,6,9); // 输出Date(int,int,int)方法被调用了
      d.printDate(); // 2021-6-9
   }
}
  • 注意：构造方法的作用就是对对象中的成员进行初始化，并不负责给对象开辟空间。

特性：

  1. 名字必须与类名相同
  2. 没有返回值类型，设置为void也不行
  3. 创建对象时由编译器自动调用，并且在对象的生命周期内只调用一次(相当于人的出生，每个人只能出生一次)
  4. 构造方法可以重载(用户根据自己的需求提供不同参数的构造方法)``
public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    // 无参构造方法
    public Date(){
        this.year = 1900;
        this.month = 1;
        this.day = 1;
   }
     // 带有三个参数的构造方法
   public Date(int year, int month, int day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
   }
   public void printDate(){
        System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
   }
public static void main(String[] args) {
    Date d = new Date();
    d.printDate();
}
}//上述两个构造方法：名字相同，参数列表不同，因此构成了方法重载

如果用户没有显式定义，编译器会生成一份默认的构造方法，生成的默认构造方法一定是无参的。

public class Date {
   public int year;
   public int month;
   public int day;
   public void printDate(){
      System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
   }
public static void main(String[] args) {
   Date d = new Date();
   d.printDate();
   }
}

上述Date类中，没有定义任何构造方法，编译器会默认生成一个不带参数的构造方法。

注意：一旦用户定义，编译器则不再生成

  • 构造方法中，可以通过this调用其他构造方法来简化代码：
public class Date {
     public int year;
     public int month;
     public int day;
     // 无参构造方法--内部给各个成员赋值初始值，该部分功能与三个参数的构造方法重复
    // 此处可以在无参构造方法中通过this调用带有三个参数的构造方法
    // 但是this(1900,1,1);必须是构造方法中第一条语句
    public Date(){
           //System.out.println(year); 注释取消掉，编译会失败
           this(1900, 1, 1);     
      }
    // 带有三个参数的构造方法
    public Date(int year, int month, int day) {
           this.year = year;
           this.month = month;
           this.day = day;
     }
}

注意：

  1. this(…)必须是构造方法中第一条语句
  2. 不能形成环(无参构造器调用三个参数的构造器，而三个参数构造器有调用无参的构造器，形成构造器的递归调用)

3.默认初始化

在上文中提出的第二个问题：为什么局部变量在使用时必须要初始化，而成员变量可以不用呢？
在这里插入图片描述
要搞清楚这个过程，就需要知道 new 关键字背后所发生的一些事情

Date d = new Date(2021,6,9);

在程序层面只是简单的一条语句，在JVM层面需要做好多事情，下面简单介绍下：

  1. 检测对象对应的类是否加载了，如果没有加载则加载
  2. 为对象分配内存空间
  3. 处理并发安全问题 比如：多个线程同时申请对象，JVM要保证给对象分配的空间不冲突
  4. 初始化所分配的空间
  5. 设置对象头信息
  6. 调用构造方法，给对象中各个成员赋值

4.就地初始化

在声明成员变量时，就直接给出了初始值。如以下代码：

public class Date {
    public int year = 1900;
    public int month = 1;
    public int day = 1;
    public Date(){
    }
    public Date(int year, int month, int day) {
    }
public static void main(String[] args) {
      Date d1 = new Date(2021,6,9);
      Date d2 = new Date();
   }
}
  • 注意：代码编译完成后，编译器会将所有给成员初始化的这些语句添加到各个构造函数中

二、封装

1.封装的概念

面向对象程序三大特性：封装、继承、多态。而类和对象阶段，主要研究的就是封装特性。何为封装呢？简单来说就是套壳屏蔽细节。
封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互。

2.访问限定符

Java中主要通过类和访问权限来实现封装：类可以将数据以及封装数据的方法结合在一起，更符合人类对事物的认知，而访问权限用来控制方法或者字段能否直接在类外使用。Java中提供了四种访问限定符：
在这里插入图片描述
比如：
public：可以理解为一个人的外貌特征，谁都可以看得到
default: 对于自己家族中(同一个包中)不是什么秘密，对于其他人来说就是隐私了
private：只有自己知道，其他人都不知道
【说明】

  • protected主要是用在继承中，继承部分详细介绍
  • default权限指：什么都不写时的默认权限
  • 访问权限除了可以限定类中成员的可见性，也可以控制类的可见性

3.封装扩展之包

3.1包的概念

在面向对象体系中，提出了一个软件包的概念，即：为了更好的管理类，把多个类收集在一起成为一组，称为软件包。有点类似于目录。比如：为了更好的管理电脑中的歌曲，一种好的方式就是将相同属性的歌曲放在相同文件下，也可以对某个文件夹下的音乐进行更详细的分类。
在这里插入图片描述
在Java中也引入了包，包是对类、接口等的封装机制的体现，是一种对类或者接口等的很好的组织方式，比如：一个包中的类不想被其他包中的类使用。包还有一个重要的作用：在同一个工程中允许存在相同名称的类，只要处在不同的包中即可。

3.2导入包中的类

Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用. 例如Date类：可以使用 java.util.Date 导入 java.util 这个包中的 Date类。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
      java.util.Date date = new java.util.Date();
      // 得到一个毫秒级别的时间戳
       System.out.println(date.getTime());
     }
}

但是这种写法比较麻烦一些, 可以使用 import语句导入包：

import java.util.Date;
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
      Date date = new Date();
      // 得到一个毫秒级别的时间戳
      System.out.println(date.getTime());
    }
}

如果需要使用 java.util 中的其他类, 可以使用 import java.util.*：

import java.util.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
      Date date = new Date();
      // 得到一个毫秒级别的时间戳
      System.out.println(date.getTime());
    }
}

但还是建议显式的指定要导入的类名， 否则还是容易出现冲突的情况。

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    // util 和 sql 中都存在一个 Date 这样的类, 此时就会出现歧义, 编译出错
      Date date = new Date();
      System.out.println(date.getTime());
    }
}
// 编译出错
//Error:(5, 9) java: 对Date的引用不明确
//java.sql 中的类 java.sql.Date 和 java.util 中的类 java.util.Date 都匹配

在这种情况下需要使用完整的类名：

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
     public static void main(String[] args) {
     java.util.Date date = new java.util.Date();
     System.out.println(date.getTime());
     }
}

还可以使用import static导入包中静态的方法和字段：

import static java.lang.Math.*;
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       double x = 30;
       double y = 40;
       // 静态导入的方式写起来更方便一些.
       // double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));
       double result = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));
       System.out.println(result);
    }
}

3.3自定义包

基本规则：

  • 在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中.
  • 包名需要尽量指定成唯一的名字, 通常会用公司的域名的颠倒形式(例如 com.bit.demo1 )
  • 包名要和代码路径相匹配. 例如创建 com.bit.demo1 的包, 那么会存在一个对应的路径com/bit/demo1 来存储代码.
  • 如果一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中.

操作步骤：

  1. 在 IDEA 中先新建一个包: 右键 src -> 新建 -> 包：
    在这里插入图片描述
  2. 在弹出的对话框中输入包名, 例如 com.bit.demo1在这里插入图片描述
  3. 在包中创建类, 右键包名 -> 新建 -> 类, 然后输入类名即可.在这里插入图片描述
  4. 此时可以看到我们的磁盘上的目录结构已经被 IDEA 自动创建出来了在这里插入图片描述
  5. 同时我们也看到了, 在新创建的 Test.java 文件的最上方, 就出现了一个 package 语句在这里插入图片描述

3.4包的访问权限控制举例

Computer类位于com.bit.demo1包中，TestComputer位置com.bit.demo2包中：

package com.bit.demo1;
   public class Computer {
      private String cpu; // cpu
      private String memory; // 内存
      public String screen; // 屏幕
      String brand; // 品牌
      public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {
             this.brand = brand;
             this.cpu = cpu;
             this.memory = memory;
             this.screen = screen;
        }
       public void Boot(){
              System.out.println("开机~~~");
         }
       public void PowerOff(){
              System.out.println("关机~~~");
         }
       public void SurfInternet(){
              System.out.println("上网~~~");
         }
}
//---------------------------------//
package com.bite.demo2;
import com.bite.demo1.Computer;
    public class TestComputer {
         public static void main(String[] args) {
               Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14");
               System.out.println(p.screen);
               // System.out.println(p.cpu); // 报错：cup是私有的，不允许被其他类访问
               // System.out.println(p.brand); // 报错：brand是default，不允许被其他包中的类访问
       }
}
// 注意：如果去掉Computer类之前的public修饰符，代码也会编译失败

3.5常见的包

  • java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后自动导入。
  • java.lang.reflect:java 反射编程包;
  • java.net:进行网络编程开发包。
  • java.sql:进行数据库开发的支持包。
  • java.util:是java提供的工具程序包。(集合类等) 非常重要
  • java.io:I/O编程开发包。

✏️好啦，今天就给大家分享到这里，下篇文章我将继续给大家带来更加详细的内容。

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