阿里云名师课堂Java面向对象开发3 ~ 6：类与对象

Posted 2020-12-08 溺水的情书

目录

• 类与对象的基本定义
  • 认识类与对象
• 类与对象定义及使用
• 对象内存分析
  • 声明并实例化对象的内存分析
  • 分步进行对象实例化的内存分析
• 引用传递初次分析（重点）

类与对象的基本定义

是面向对象设计的核心所在，也是所有概念的基础。类本身属于引用数据类型，因此类的使用牵扯到内存的分配问题。

认识类与对象

类指的是一个共性的概念，而对象指的是一个具体的事物。
因此，在实际的开发过程中吧，一定是要首先产生类，而后才可以产生我们的对象。那么对象的所有行为都一定在类中进行了完整的定义。类中没有定义的功能，对象一定无法实现。
类的组成：

• 方法（操作的行为、定义的功能）
• 属性（变量，描述每一个对象的具体特点）

类与对象定义及使用

使用class关键字进行类的定义。

		class 类名称 {
			属性 ；
			属性 ；
			······
			方法（）{}  // 此时的方法不在由主类直接调用，而是要通过对象进行调用
		}

• 范例：观察定义类操作

class Person {  // 定义一个类，注意类名称每个单词首字母大写
	String name ;  // 属性1，表示人的姓名
	int age ;  // 属性2，表示人的年龄
	public void info() {  // 一个方法
		System.out.println("name = " + name + " age = " + age)
	}
}

在这个类中只是定义了两个属性一个方法，而类中可以定义的属性数量与方法数量都没有限制。在编写时每个方法中的代码尽量不要特别长。
类产生之后是不能直接使用的，如果要使用的话必须要定义对象（实例化）。而对象的定义分为以下两种语法形式：

• 声明并实例化对象：类名称 对象名称 = new 类名称() ;
• 分步进行对象实例化
  • 声明对象：类名称 对象名称 = null ;（所有变量在定义时都要有值，类的默认值是空null）
  • 实例化对象：对象名称 = new 类名称() ;

引用数据类型的最大特征在于内存的分配操作，而只要出现了关键字new，就有开辟新内存。而内存是不能无限开辟的，所以所谓的性能调优就是调整的内存问题。

• 范例：声明并实例化对象

class Person {  // 定义一个类，注意类名称每个单词首字母大写
	String name ;  // 属性1，表示人的姓名
	int age ;  // 属性2，表示人的年龄
	public void info() {  // 一个方法
		System.out.println("name = " + name + " age = " + age)
	}
}

public class TestDemo {    // 定义一个程序类
	public static void main(String args[]) {
		// 类名称 对象名称  = new 类名称() ;
        Person per = new Person() ; // 这时就实例化了一个per对象
    } 
} 

所有的对象只有实例化之后才可以真正使用，而对象的使用都是围绕着类进行的，那么此时有两种形式：

• 调用类中的属性：对象.属性 = 内容 ;
• 调用类中的方法：对象.方法() ;
  实例：观察一个最基本的类的定义以及对象的使用操作形式。

class Person {  // 定义一个类，注意类名称每个单词首字母大写
	String name ;  // 属性1，表示人的姓名
	int age ;  // 属性2，表示人的年龄
	public void info() {  // 一个方法
		System.out.println("name = " + name + " age = " + age) ;
	}
}

public class TestDemo {    // 定义一个程序类
	public static void main(String args[]) {
		// 类名称 对象名称  = new 类名称() ;
        Person per = new Person() ; // 这时就实例化了一个per对象
		per.name = "Dexter" ;  // 设置per对象中的name属性
		per.age = 20 ;  // 设置per对象中的age属性
        per.info() ;
		// 输出：name = Dexter age = 20
    } 
} 

对象内存分析

想要知道对象的产生分析，首先必须清楚引用类型。引用类型指的是内存空间的操作。重点在两块内存空间：

• 堆内存空间：保存真正的数据，对象的属性信息；
• 栈内存空间：保存堆内存的地址，简单理解：保存的是对象名称

声明并实例化对象的内存分析

上一个实例程序的内存对象分析图解。new在堆内存中开辟了新的堆内存来保存属性（最初是初始值），这个堆内存的地址（图中OX0001）被保存在栈内存中，可以理解为栈内存中保存的就是对象名，因为通过对象名.类名可以修改堆内存中属性的值。
声明并实例化一个对象的格式在这里分析结束，下面分析分步进行对象实例化。

分步进行对象实例化的内存分析

• 实例：分步进行对象实例化

class Person {  // 定义一个类，注意类名称每个单词首字母大写
	String name ;  // 属性1，表示人的姓名
	int age ;  // 属性2，表示人的年龄
	public void info() {  // 一个方法
		System.out.println("name = " + name + " age = " + age) ;
	}
}

public class TestDemo {    // 定义一个程序类
	public static void main(String args[]) {
		// 类名称 对象名称  = new 类名称() ;
        Person per = null ;  // 声明一个新的对象per
		per = new Person() ; // 实例化per对象
		per.name = "Dexter" ;  // 设置per对象中的name属性
		per.age = 20 ;  // 设置per对象中的age属性
        per.info() ;
		// 输出：name = Dexter age = 20
    } 
} 

观察内存分析图：

注意：对象（乃至所有的引用数据类型：数组、类、接口）必须在其开辟空间后才可以使用。如果使用了未开辟空间的引用数据类型，虽然编译时不会报错，但是会在执行时出现NullPointerException:

• 范例；观察一个错误代码：

class Person {  // 定义一个类，注意类名称每个单词首字母大写
	String name ;  // 属性1，表示人的姓名
	int age ;  // 属性2，表示人的年龄
	public void info() {  // 一个方法
		System.out.println("name = " + name + " age = " + age) ;
	}
}

public class TestDemo {    // 定义一个程序类
	public static void main(String args[]) {
		// 类名称 对象名称  = new 类名称() ;
        Person per = null ;  // 声明一个新的对象per
        per.info() ;
    } 
} 

错误出现在第13行，是per对象调用Person类中的info方法。因为只声明对象而没有实例化对象，只在栈空间开辟内存而没有在堆空间开辟内存，所以无法使用这个对象，当然也不能调用类中的方法。

引用传递初次分析（重点）

引用传递通俗理解：一个人的大名、小名、外号等，这些别名放在栈内存之中，人在堆内存之中。即：一块堆内存可以被多个栈内存所指向。如果这个人的某样东西（类的属性、方法）丢失了，那么所有别名指向的这样东西都丢失（都无法调用）。
范例：观察引用传递

class Person {  // 定义一个类，注意类名称每个单词首字母大写
	String name ;  // 属性1，表示人的姓名
	int age ;  // 属性2，表示人的年龄
	public void info() {  // 一个方法
		System.out.println("name = " + name + " age = " + age) ;
	}
}

public class TestDemo {    // 定义一个程序类
	public static void main(String args[]) {
		// 类名称 对象名称  = new 类名称() ;
        Person per1 = new Person() ;
        per1.name = "Dexter" ;
		per1.age = 20 ;
		per1.info() ;
		// 此步骤就是引用传递的操作
		Person per2 = per1 ;  // 采用同样的类型接收
		per2.name = "tsukishima kei" ;
		per1.info() ;
		per2.info() ;
    }
} 

对象per1和per2都是类Person的外号，都指向Person。通过二者任意一个调用Person中属性，Person属性都会得到修改。

观察内存分析图

范例：还是观察引用传递

class Person {  // 定义一个类，注意类名称每个单词首字母大写
	String name ;  // 属性1，表示人的姓名
	int age ;  // 属性2，表示人的年龄
	public void info() {  // 一个方法
		System.out.println("name = " + name + " age = " + age) ;
	}
}

public class TestDemo {    // 定义一个程序类
	public static void main(String args[]) {
		// 类名称 对象名称  = new 类名称() ;
        Person per1 = new Person() ;
        per1.name = "Dexter" ;
		per1.age = 20 ;
		per1.info() ;
		Person per2 = new Person() ;  // 有new就会开辟新的内存空间
		per2.name = "toono takaki" ;
		per2.age = 14 ;
		per2.info() ;
		per2 = per1 ;  // 已在main定义了变量 per2，不需要再加上Person
		per2.name = "tsukishima kei" ;
		per1.info() ;
		per2.info() ;
    }
} 

观察内存分析图：

垃圾内存空间：没有任何栈内存指向的堆内存空间，所有的垃圾空间将不定期被Java中的Garbage Collector回收以实现内存空间的释放。不过从实际开发来讲，虽然Java提供有GC，但是GC也会造成程序性能的下降。所以开发过程中一定要控制好对象的产生数量，即：无用的对象尽可能少产生。