在本节教程中,我们将学习Java对象和类。在面向对象编程技术中,需要设计和使用对象和类的程序。对象是物理和逻辑实体,而类是逻辑实体。
提醒:对于Java初学者来说,对象和类是一个十分重要的概念,能否理解和掌握对之后其他Java知识有直接影响。所以,虽然本节的内容比较多,但建议认真阅读并理解,最好能结合手动实现本节中的所有示例代码。
1. Java中的对象
具有状态和行为的实体可称为对象(女朋友也可以叫对象)。 椅子,自行车,标记,笔,桌子,汽车等。它可以是物理或逻辑(有形和无形)。 无形对象的例子是银行系统。
一个对象有三个特点:
- 状态: 表示一个对象的数据(值)。
- 行为: 表示对象的行为(功能),例如:存款,取款等。
- 标识: 对象标识通常通过唯一ID实现。该
ID
的值对外部用户不可见。 但是,它由JVM内部使用来唯一地标识每个对象。
例如: 汽车是一个对象。它的名字是:捷达,颜色是白色等这些就是它的状态(数据值)。它用于跑路,所以跑路就是它的行为。
对象是类的一个实例。 类是创建对象的模板或蓝图。 所以对象是一个类的实例。
对象定义:
- 对象是一个现实世界的实体。
- 对象是一个运行时实体。
- 对象是具有状态和行为的实体。
- 对象是类的一个实例。
2. Java中的类
类是具有共同属性的一组对象。它是创建对象的模板或蓝图。它是一个逻辑实体。 它不能是物理存在的实体。
Java中的类可以包含:
- 字段
- 方法
- 构造函数
- 代码块
- 嵌套类和接口
声明一个类的语法:
class <class_name>{ field; method; }
2.1. Java中的实例变量
实例变量在类内部,但在方法外部定义的变量称为实例变量。 实例变量在编译时不获取内存。 它在运行时获取对象(实例)创建时的内存。 这是为什么,它被称为实例变量。
2.2. Java中的方法
在java中的方法类似函数,用于暴露对象的行为。
方法的优点
- 代码可重用性
- 代码优化
2.3. Java中的new关键字
new
关键字用于在运行时分配内存。所有对象在堆内存区域中获取内存。
2.4. 对象和类示例: main方法和类
在这个例子中,我们创建了一个有两个数据成员:id
和name
的Student
类。并通过使用new
关键字创建Student
类的对象,并打印对象的值。
这里,在类中创建main()
方法。Student.java
类文件的代码如下 -
class Student { int id;// field or data member or instance variable String name; public static void main(String args[]) { Student s1 = new Student();// creating an object of Student System.out.println(s1.id);// accessing member through reference variable System.out.println(s1.name); } }
上面代码执行结果如下 -
0 null
2.5. 对象和类示例:main方法在类外部
在真实的开发中,我们一般创建类并从另一个类中使用它。这是比上面的在同一个类中更好的方法。 让我们来看一个简单的例子,在另一个类中有main()
方法创建其它类。
在不同的java文件或单个java文件中有多个类。 如果在单个java源文件中定义多个类,则最好使用带有main()
方法的类名作为保存的文件名。下面来看一个名称为 TestStudent1.java
的文件中的代码:
class Student { int id; String name; } class TestStudent1 { public static void main(String args[]) { Student s1 = new Student(); System.out.println(s1.id); System.out.println(s1.name); } }
执行上面代码,得到以下结果 -
0 null
3. 初始化对象
在java中初始化对象有3
种方式,它们分别如下 -
- 通过引用变量初始化对象
- 通过方法初始化对象
- 通过构造函数初始化对象
3.1. 通过引用变量初始化对象
初始化对象仅仅是将数据初步地存储到对象中。下面来看看一个简单的例子,通过引用变量初始化对象。这里创建一个 TestStudent2.java
类文件,代码如下:
class Student { int id; String name; } class TestStudent2 { public static void main(String args[]) { Student s1 = new Student(); s1.id = 101; s1.name = "Sonoo"; System.out.println(s1.id + " " + s1.name);// printing members with a // white space } }
上面代码输出结果如下 -
101 Sonoo
还可以通过引用变量创建多个对象并存储信息在这些对象。这里创建一个 TestStudent3.java
类文件,代码如下:
class Student { int id; String name; } class TestStudent3 { public static void main(String args[]) { // Creating objects Student s1 = new Student(); Student s2 = new Student(); // Initializing objects s1.id = 101; s1.name = "Sonoo"; s2.id = 102; s2.name = "Amit"; // Printing data System.out.println(s1.id + " " + s1.name); System.out.println(s2.id + " " + s2.name); } }
上面代码输出结果如下 -
101 Sonoo 102 Amit
3.2. 通过方法初始化对象
在本示例中,将创建Student
类的两个对象,并通过调用insertRecord
方法来初始化这些对象的值。并通过调用displayInformation()
方法显示对象的状态(数据)。这里创建一个 TestStudent4.java
类文件,代码如下:
class Student { int rollno; String name; void insertRecord(int r, String n) { rollno = r; name = n; } void displayInformation() { System.out.println(rollno + " " + name); } } class TestStudent4 { public static void main(String args[]) { Student s1 = new Student(); Student s2 = new Student(); s1.insertRecord(111, "Karan"); s2.insertRecord(222, "Aryan"); s1.displayInformation(); s2.displayInformation(); } }
执行上面代码,得到如下结果 -
111 Karan 222 Aryan
创建对象的示意如下 -
从上图可以看出,对象在堆内存区域获取内存。 引用变量指的是在堆内存区域中分配的对象。 这里,s1
和s2
都是引用存储器中分配的对象的引用变量。
3.3. 通过构造函数初始化对象
有关于通过构造函数初始化对象,我们将在后面的Java构造函数中学习。
3.3.1. 对象和类示例:Employee
下面我们来看看一个例子,实现维护员工信息的记录。这里创建一个 TestEmployee.java
类文件,代码如下所示 -
class Employee { int id; String name; float salary; void insert(int i, String n, float s) { id = i; name = n; salary = s; } void display() { System.out.println(id + " " + name + " " + salary); } } public class TestEmployee { public static void main(String[] args) { Employee e1 = new Employee(); Employee e2 = new Employee(); Employee e3 = new Employee(); e1.insert(101, "ajeet", 45000); e2.insert(102, "irfan", 25000); e3.insert(103, "nakul", 55000); e1.display(); e2.display(); e3.display(); } }
上面代码执行得到结果如下 -
101 ajeet 45000.0 102 irfan 25000.0 103 nakul 55000.0
3.3.2. 对象和类示例:Rectangle
还有另一个维护Rectangle
类记录的例子。这里创建一个 TestRectangle1.java
类文件,代码如下所示 -
class Rectangle { int length; int width; void insert(int l, int w) { length = l; width = w; } void calculateArea() { System.out.println(length * width); } } class TestRectangle1 { public static void main(String args[]) { Rectangle r1 = new Rectangle(); Rectangle r2 = new Rectangle(); r1.insert(11, 5); r2.insert(3, 15); r1.calculateArea(); r2.calculateArea(); } }
上面代码执行得到结果如下 -
55 45
在Java中创建对象的不同方法有哪些?
在java中有很多方法可以用来创建对象。它们分别是:
- 通过
new
关键字 - 通过
newInstance()
方法 - 通过
clone()
方法 - 通过反序列化
- 通过工厂方法等
在接下来的章节中,将学习这些方法用来创建对象。
匿名对象
匿名只是表示没有名。没有引用的对象(也就是不使用实例变量)称为匿名对象。它只能在创建对象时使用。如果只需要使用一个对象,匿名对象是一个很好的方法。 例如:
new Calculation();//匿名对象 Calculation c = new Calculation();// 使用实例变量,所以不是匿名对象
调用方法通过引用:
Calculation c = new Calculation(); c.fact(5);
通过匿名对象调用方法:
new Calculation().fact(5);
下面来看看java中的匿名对象的完整示例。
class Calculation { void fact(int n) { int fact = 1; for (int i = 1; i <= n; i++) { fact = fact * i; } System.out.println("factorial is " + fact); } public static void main(String args[]) { new Calculation().fact(5);// calling method with anonymous object } }
上面代码执行得到结果如下 -
Factorial is 120
仅创建同个类型的多个对象
可以按照一种类型创建多个对象,就像在原始数据类型中的情况中一样。
原始变量的初始化:
int a=10, b=20;
引用变量的初始化:
Rectangle r1=new Rectangle(), r2=new Rectangle();//creating two objects
下面再看看一个例子:
class Rectangle { int length; int width; void insert(int l, int w) { length = l; width = w; } void calculateArea() { System.out.println(length * width); } } class TestRectangle2 { public static void main(String args[]) { Rectangle r1 = new Rectangle(), r2 = new Rectangle();// creating two // objects r1.insert(11, 5); r2.insert(3, 15); r1.calculateArea(); r2.calculateArea(); } }
上面代码执行得到结果如下 -
55 45
真实的应用示例: Account
在本节的最后部分,我们来看看一个真实应用中的示例,模拟银行账户转帐的实现。这里创建一个 TestAccount.java
类文件,代码如下所示 -
class Account { int acc_no; String name; float amount; void insert(int a, String n, float amt) { acc_no = a; name = n; amount = amt; } void deposit(float amt) { amount = amount + amt; System.out.println(amt + " deposited"); } void withdraw(float amt) { if (amount < amt) { System.out.println("Insufficient Balance"); } else { amount = amount - amt; System.out.println(amt + " withdrawn"); } } void checkBalance() { System.out.println("Balance is: " + amount); } void display() { System.out.println(acc_no + " " + name + " " + amount); } } class TestAccount { public static void main(String[] args) { Account a1 = new Account(); a1.insert(832345, "Ankit", 1000); a1.display(); a1.checkBalance(); a1.deposit(40000); a1.checkBalance(); a1.withdraw(15000); a1.checkBalance(); } }
上面代码执行得到结果如下 -
832345 Ankit 1000.0 Balance is: 1000.0 40000.0 deposited Balance is: 41000.0 15000.0 withdrawn Balance is: 26000.0