【Java 类】002-类、属性、方法、代码块

【Java 类】002-类、属性、方法、代码块

一、类

1、类与对象

在面向对象编程中，类（Class）是一种用户定义的数据类型，用于描述对象的属性和方法。它是面向对象编程的基本概念之一，可以看做是一种模板或蓝图，用于创建对象。

类定义了对象的属性和方法，属性表示对象的特征或状态，方法表示对象的行为或功能。在 Java 中，类是一种引用类型，它定义了一组属性和方法，并且可以通过关键字 new 创建多个对象。

2、类的作用

Java 类是面向对象编程的基本单位，它的作用包括：

1. 封装数据和行为：类可以将数据和行为封装在一起，形成一个独立的模块。封装可以隐藏对象的实现细节，提高代码的可维护性和安全性。
2. 继承：类可以通过继承现有类的属性和方法来扩展自己的功能。继承可以减少代码的重复，提高代码的可复用性和可维护性。
3. 多态：类可以通过多态来实现同一种行为具有不同的表现形式。多态可以提高代码的灵活性和扩展性。
4. 对象的创建和销毁：类是创建对象的模板，通过类可以创建多个对象。同时，类也可以定义对象的销毁方式，通过垃圾回收机制自动回收不再使用的对象。
5. 数据类型扩展：Java 提供了基本数据类型，但是有时候需要使用自定义的数据类型，类可以用来定义自定义数据类型，扩展 Java数据 类型的能力。

3、创建与使用类

类结构

public class ClassName {// 类的成员变量// 类的构造方法// 类的成员方法// ...
}

创建类

package main;public class Person {// 成员变量private String name;private int age;// 在有带参的构造方法时，一个无参的构造方法是必不可少的public Person() {}// 构造方法public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}// 成员方法public void sayHello() {System.out.println("Hello, my name is " + name + ", I'm " + age + " years old.");}
}

调用类

package main;/*** @author zibo* @date 2023/3/5 12:35* @slogan 真正的大师永远怀着一颗学徒的心。——易大师*/
public class Main {public static void main(String[] args) {// 调用带参构造，创建对象Person person = new Person("zibo", 26);// 通过对象调用方法person.sayHello();}
}

运行结果

Hello, my name is zibo, I'm 26 years old.

4、Java 类的执行过程

Java 类的执行过程主要包括以下几个阶段：

1. 加载（Loading）：通过类加载器（ClassLoader）将类的字节码文件（.class 文件）加载到 JVM 内存中，生成一个对应的 Class 对象。
2. 验证（Verification）：对字节码文件进行校验，以确保符合 JVM 规范，例如是否有不合法的指令或常量池中的常量引用不存在等。
3. 准备（Preparation）：为类的静态变量分配内存空间，并设置默认值（0、false、null 等）。
4. 解析（Resolution）：将类中的符号引用转化为直接引用，例如将方法调用转化为方法实际地址的映射。
5. 初始化（Initialization）：对类进行初始化，包括静态变量的显式初始化和静态代码块的执行等。在初始化过程中，如果发现该类有父类，则先执行父类的初始化。
6. 使用（Usage）：正式使用该类，例如创建对象、调用方法等。

需要注意的是，类的加载和初始化只会执行一次，即使创建多个对象也不会重新加载和初始化。而验证、准备和解析则可能会重复执行，例如在运行时通过反射机制获取某个类的信息时就会触发验证、准备和解析过程。在类加载过程中，还会根据一定的策略将类分为不同的类加载器（ClassLoader），以方便对不同类之间的依赖关系进行管理。

5、封装、继承、多态、抽象类、内部类、接口、枚举、记录、注解等

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二、属性

1、概述

类的属性也被称为类的成员变量或字段，它们用于存储对象的状态信息。

2、类型

类的属性可以是以下类型之一：

1. 基本数据类型：例如 int、double、boolean 等。
2. 引用类型：例如字符串、数组、自定义类等。
3. 特殊类型：例如枚举类型等。

3、定义属性

package main;/*** @author zibo* @date 2023/3/7 14:53* @slogan 真正的大师永远怀着一颗学徒的心。——易大师*/
public class Person {/*** 名字*/public String name;
}

4、修改与访问属性

package main;/*** @author zibo* @date 2023/3/5 12:55* @slogan 真正的大师永远怀着一颗学徒的心。——易大师*/
public class Main {public static void main(String[] args) {// 1. 创建一个Person对象Person person = new Person();// 2. 修改 Person 对象的 name 属性person.name = "zibo";// 3. 打印 Person 对象的 name 属性System.out.println(person.name);}
}

5、成员变量和局部变量的区别

1. 定义位置不同：成员变量定义在类中，而局部变量定义在方法或语句块中。
2. 生命周期不同：成员变量的生命周期和对象相同，即当对象创建时，成员变量也会被创建，在对象销毁时，成员变量也会被销毁；而局部变量的生命周期只存在于方法或语句块的执行过程中，执行完后就会被销毁。
3. 初始化方式不同：成员变量可以在定义时初始化，也可以在构造方法中初始化；而局部变量必须在定义时初始化，否则无法使用。
4. 访问方式不同：成员变量可以通过对象访问，也可以通过类名访问（静态变量）；而局部变量只能在所在的方法或语句块中使用，无法从外部访问。
5. 作用域不同：成员变量的作用域是整个类，而局部变量的作用域仅限于所在的方法或语句块。

6、静态属性

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三、方法

1、概述

类的方法定义了可以对对象执行的操作。方法可以看作是类的行为或功能的具体实现。

2、方法的内容

Java 类的方法可以包括以下内容：

1. 方法名：方法的名称，用于在程序中调用方法。
2. 参数列表：方法接受的输入参数，可以是零个或多个。
3. 返回类型：方法的返回值类型，可以是任何 Java 数据类型，包括基本数据类型、对象类型和数组类型。
4. 访问修饰符：控制方法在哪些位置可以被访问，包括 public、protected、private 和默认。
5. 方法体：方法的具体实现代码。

3、定义方法

public class Calculator {// 将两个数字相加并返回结果public int add(int num1, int num2) {return num1 + num2;}
}

4、调用方法

System.out.println(new Calculator().add(100, 100)); // 200

5、静态方法、方法重载、方法重写

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四、代码块

1、概述

Java 类中的代码块是指在类中使用大括号 {} 括起来的一段代码，它们可以是静态的或非静态的，并且可以分为多个不同类型。

1. 静态代码块（Static Blocks）：用 static { } 来定义，只在类加载时执行一次，且只能访问静态成员变量和方法。
2. 实例初始化块（Instance Initialization Blocks）：用 { } 来定义，每次创建新实例时都会执行，且在构造函数之前执行。
3. 构造代码块（Constructor Blocks）：用 { } 来定义，与构造函数一起构成了对象的构造过程，每次创建新实例时都会执行，且在构造函数之前执行。

使用代码块的好处是可以将多个方法中共同的部分提取出来，统一进行处理，从而提高代码的重用性和可维护性。比如在静态代码块中可以对静态成员变量进行初始化，或者对数据库连接进行初始化；在实例初始化块中可以对非静态成员变量进行初始化，或者执行一些必要的预处理操作；在构造代码块中可以对所有构造函数中共同的初始化操作进行封装，以避免重复代码。

2、代码块顺序

类被加载时（调用静态变量或静态方法）执行静态代码块；

第一次创建对象时：执行静态代码块——执行普通代码块——执行构造函数；

第二次及之后再创建对象时：执行普通代码块——执行构造函数。