Java 对象和类学习笔记

什么是对象和类

在Java中，一切皆是对象。对象是具有状态（属性）和行为（方法）的实体。而类则是对象的模板或蓝图，它定义了对象的属性和方法。

类的定义

在Java中，我们使用关键字 class 来定义一个类，并通过大括号来包含类的成员变量和方法。下面是一个简单的例子：

javaCopy Code
public class Person {
    String name;
    int age;

    public void eat() {
        System.out.println("I am eating.");
    }
}

上面的代码定义了一个名为 Person 的类。它有两个成员变量：name 和 age，以及一个方法 eat()。

对象的创建与使用

要创建一个对象，我们需要使用关键字 new 来调用类的构造方法。下面是一个示例：

javaCopy Code
Person p = new Person();
p.name = "张三";
p.age = 20;
p.eat();

上面的代码首先创建了一个名为 p 的实例对象，然后给它的属性 name 和 age 赋值为 "张三" 和 20。最后，调用对象的 eat() 方法。

封装性

在Java中，我们可以使用访问修饰符来控制类的成员变量和方法的访问权限。这样可以保护类的数据，防止外部程序对其进行随意访问和修改。下面是一个示例：

javaCopy Code
public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        if (age < 0 || age > 150) {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid age");
        }
        this.age = age;
    }

    public void eat() {
        System.out.println("I am eating.");
    }
}

上面的代码中，我们将 name 和 age 变量声明为私有的，提供了公共的访问器和修改器方法来获得和设置它们的值，并在 setAge() 方法中添加了一些验证逻辑，确保年龄在合法范围内。

继承性

Java支持类的继承，子类可以继承父类的属性和方法。这样可以避免重复编写代码，增加代码的可复用性。下面是一个简单的继承示例：

javaCopy Code
public class Student extends Person {
    private String major;

    public String getMajor() {
        return major;
    }

    public void setMajor(String major) {
        this.major = major;
    }

    public void study() {
        System.out.println("I am studying.");
    }
}

上面的代码定义了一个名为 Student 的子类，它继承自 Person 父类，并添加了一个名为 major 的新属性和一个名为 study() 的新方法。

多态性

Java支持多态性，允许我们使用子类对象来替代父类对象。这样可以提高代码的灵活性和可扩展性。下面是一个多态示例：

javaCopy Code
Person p = new Student();
p.setName("李四");
p.setAge(18);
p.eat();

上面的代码中，我们通过使用 new 关键字创建了一个 Student 对象，并将其赋值给了一个类型为 Person 的变量 p。由于 Student 继承自 Person，p 可以调用父类中的方法和属性。同时，由于 Java 支持动态绑定机制，调用 eat() 方法时会自动调用 Student 子类中的同名方法。

示例

下面是一个完整的例子，演示如何定义一个名为 Animal 的抽象类，并定义两个子类 Dog 和 Cat，以及一个测试类 Test：

javaCopy Code
public abstract class Animal {
    private String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public abstract void play();
}

public class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void play() {
        System.out.println(getName() + " is playing with ball.");
    }
}

public class Cat extends Animal {
    public Cat(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void play() {
        System.out.println(getName() + " is playing with yarn.");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a1 = new Dog("小黑");
        Animal a2 = new Cat("小白");
        a1.play();
        a2.play();
    }
}

上面的代码中，我们定义了一个抽象类 Animal，它有一个名为 name 的私有属性和一个抽象方法 play()。同时，我们定义了两个子类 Dog 和 Cat，它们重写了 play() 方法，并分别输出狗和猫的玩耍方式。最后，在测试类 Test 中创建了一个名为 a1 的 Dog 实例和一个名为 a2 的 Cat 实例，并调用它们的 play() 方法。