Java从零开始 第6讲 类与对象

Java从零开始 第6讲 类与对象

• 什么是面向对象
• 类与对象
• 类与对象的创建
• 类与对象的存储
• 类与对象的更多操作
• 练习使用
• 转载请注明出处

什么是面向对象

面向对象（Object Oriented）是一种抽象的思考方法，并不拘泥于计算机技术。

面向过程（C语言就是面对过程的语言），关注的是执行的过程；而面向对象，则是关注具备执行该过程的对象。从面向对象到面向过程，是在思想上从执行者到指挥者的转变。
以上的概念可能不好理解，让我们用一个例子来说明：

小明开了一家杂货铺，这时有人来买东西

面向过程：购买者说想要一包薯片，小明说价格，付钱，小明给他薯片。
面向对象：小明招聘一个收银员，教他如果购买者想要买一包薯片，就说出薯片的价格，付了钱之后给他薯片

此时看来，面向对象似乎比面向过程更复杂，但是当我们更改一下例子，小明开了一家连锁杂货铺，分布在全国各地，开了数百家，这时小明还能面向过程吗？

在代码的世界也是如此，在少量的代码时，面向过程更简单，但是当代码量变大，重复过程变多的时候，面向对象则是更好的选择。

面对对象的思想从概念上可以分为三类：

• OOA：面对对象分析，Object Oriented Analysis
• OOD：面对对象设计，Design
• OOP：面对对象编程，Programming

面对对象也有三个主要特征：封装性，继承性，和多态性（会在以后小节中详细讲解）

类与对象

类（class）表示一个共性的产物，是一个综合特征的集合；而对象（object）则是一个单独的个体，对象的特征是个体的特征。

让我们用一个例子来说明：人类即是一个类，用来描述所有的人，你可以说人类是哺乳动物，是灵长类动物，大多有一双眼睛，两条腿，这些就是人类的特征。而人类中的一个对象就是一个单独的人，小明就是人类的一个对象，小明符合人类的特征，但可能还有自己特殊的特征，例如小明长得很帅，小明身高八尺有余，这些都是小明自己的特征，而不是人类的特征。

一个类必须通过对象才可以使用，但是对象的所有操作都需要在类中定义。类由属性和方法组成，属性就相当于类的特征，方法则相当于对象可以进行的行为。

让我们同样用人类来举例：人类的属性就是人是哺乳动物，是灵长类动物，方法则包括吃饭，说话，睡觉。当你想要使用这些方法时，你不能直接用类，而是需要一个对象，比如小明吃饭，小明说话，而且你创建的对象小明一定会满足人类的属性，即小明一定是哺乳动物，是灵长类动物。

（特别提示：其中用类创建对象的过程被称为实例化instantiation，在之前的输入中曾经使用过）

类与对象的创建

class类一般通过如下方式定义

class 类名称{
    成员属性;
    成员方法;
}

让我们看看我们最早写的第一个程序Hello World

public class HelloWorld {

    public static void main(String[] args){

        System.out.println("Hello World!");

    }
}

其中不难发现我们定义了一个类，类的名字叫做HelloWorld，且类的前面有一个public来修饰（目前阶段仅了解，你只需要知道，一个java文件中可以存在若干个类，但只能存在一个public类，且public类的类名需要跟java文件名一样），类中没有成员属性，存在一个成员方法，方法名为main（为程序的入口方法）。

现在让我们目光锁定到方法上，类中的方法通过如下形式定义

返回值类型 方法名称(形式参数列表){
    方法体;
    return 返回值;
}

其中，返回值类型为需要返回的值的类型，方法名称就是调用该方法需要使用的名称，形式参数列表就是该方法需要传入的参数的列表。

让我们用一个简单的类来举例：

class Preson{// 直接放在public类下面

    String name;
    int age;
    int height;// 这里是成员属性

    // 以下是三种方法
    String getName(){
        return name;// 直接返回成员属性name
    }
    
    int getBirthYear(int currentYear){
        return currentYear - age;// 传入的参数可以直接使用
    }
    
    void say(){// void的意思即为不返回任何参数
        System.out.println("我叫" + "name");
    }// 但是在void中可以使用return;意为将此方法结束
}

（特别提示：当然你也可以直接在public类中定义方法，这些方法不需要实例化即可直接使用）

注意，想要使用这个类，还需要创建这个类的对象，即实例化。让我们回到public类当中，实现代码如下

public class ObjectOriented {

    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();// 实例化该对象，命名为person
        // 之后只要与Person类相关，都需要使用person.xxx
        // 可以用此方法创建person1，person2....personN，他们互不干扰
        // 通过Person person2 = person;可以

        person.name = "小明";
        person.age = 8;
        person.height = 158;// 定义成员变量
        
        String name = person.getName();// 调用方法
        System.out.println(name);
        
        System.out.println(person.getBirthYear(2020));// 传入参数2020
        
        person.say();
    }

}



运行结果:
小明
2012
我叫小明

Process finished with exit code 0

类与对象的存储

在Java中，所有数据的存储都是自动的，即你不能手动更改各种数据被存储的位置。

Java中存储数据的位置被分为三块，栈内存，堆内存，和方法区。

其中方法区就是用来存储所有类的信息，以及其中的成员方法，静态的变量（static）和常量（final）也会被储存其中。

栈存储特点是先进后出，内存的区域一般比较小，但是栈的优点是存取速度很快，所以一般基本数据类型的数据和引用数据类型的引用会被存在栈中。

堆存储则是先进先出，内存的区域比较大，一般用于存放类的对象。

（这一部分内容虽然很难，看起来对编程似乎也没有帮助，但是理解之后能够对学习之后的内容很有帮助）

类与对象的更多操作

类的构造方法

构造方法，通常用于对象初始化，在对象被创建时，自动调用，所有类需要包含一个构造方法，构造方法的定义如下：
（特别提示：如果没有自行编写一个构造方法，编译器会自动生成一个空的构造方法）

class Person{

    Person(){}
}

构造方法需要和类同名，可以传入参数，也可以在其中加入任何代码（就像一个自动执行的方法）

// 如果你这样定义构造方法
Person(String name){
    System.out.println(name);
}

// 则你在调用时需要
Person person = new Person("小明");

方法的重载

一个类中定义的方法是允许重载的，重载即不同的方法使用相同的方法名称。
但是重载也必须满足以下条件：

• 方法名称相同
• 参数列表的长度 或 参数列表类型 或 参数顺序不同
  （特别提示：与返回值，和方法里面的语句无关）

// 在同一类Person中
    String getName(){
        return name;
    }

    String getName(String name){
        return name;
    }

    String getName(String firstName, String lastName){
        return firstName + lastName;
    }


// 可以通过如下方法依次调用
Person person = new Person();
String name = person.getName();
String name = person.getName("小明");
String name = person.getName("小", "明");

在调用重载的方法时，会根据参数传入的情况自动选择使用的方法。

构造方法也能进行重载

匿名的对象

所谓匿名的对象，即为创建对象时不命名该对象，让我们通过代码来说明

// 使用之前的getName方法
    String getName(){
        return name;
    }
 
 
 // 可以通过如下方式匿名调用getName方法
 new Person();// 匿名对象只会自动调用构造方法
 System.out.println(new Person().getName());// 直接输出
 String name = new Person.getName();// 新建一个变量用于存储
 

匿名调用的优点是节约内存空间，代码看起来也更整洁，缺点就是构建的对象只能使用一次，无法再进行调用。

练习使用

此部分内容比较多，对于初学者来说并不简单，通过小练习能帮助理解这一部分内容

请定义并测试一个代表员工的Employee类。它的属性包括“员工姓名”、 “员工号码”、“员工基本薪水”、“员工薪水增长率”；他的方法包括“构 造方法”、“获取员工姓名”、“获取员工号码”、“获取员工基本薪水”、 “计算薪水增长额”及“计算增长后的工资总额”。

答案代码如下（查看前至少先进行思考）：

public class OOPBasic {
    public static void main(String[] args) {
        Employee employee = new Employee();
        employee.name = "大明";
        employee.idNumber = 6666;
        employee.salary = 10000;
        employee.salaryIncreaseRate = 0.01f;

        System.out.println(employee.getName());
        System.out.println(employee.getIdNumber());
        System.out.println(employee.getSalary());
        System.out.println(employee.calculateIncreaseAmount());
        System.out.println(employee.calculateSalary());
    }
}

class Employee{
    String name;
    int idNumber;
    float salary;
    float salaryIncreaseRate;

    Employee(){}

    String getName(){
        return name;
    }

    int getIdNumber(){
        return idNumber;
    }

    float getSalary(){
        return salary;
    }

    float calculateIncreaseAmount(){
        return salary * salaryIncreaseRate;
    }

    float calculateSalary(){
        return salary * (1 + salaryIncreaseRate);
    }
}


运行结果：
大明
6666
10000.0
100.0
10100.0

Process finished with exit code 0

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