詳解Java的物件建立

行人觀學發表於2020-07-28

1. 前言

《還不清楚怎樣物件導向?》《物件導向再探究》兩篇文章中,都介紹了關於物件導向程式設計的概念和特點。其中也涉及到了許多程式碼,比如:

Dog dog = new Dog();

這篇文章就主要來談談建立物件時的具體操作。

2. 引入例子

下面是一個Dog類:

/**
 * @author Xing Xiaoguan (xingrenguanxue)
 */

public class Dog {
    private String name;
    private int age;
    private String address;
    
    public void say() {
        System.out.println("我叫" + name + ",今年" + age + "歲了,家住" + address + ",汪汪汪...");
    }

	//getters 和 setters
}

下面是一個Test類,建立了一個Dog物件,然後進行相關操作:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.setName("哮天犬");
        dog.setAge(1);
        dog.setAddress("光明小區")
        dog.say();
    }
}

輸出:

我叫小黑,今年1歲了,家住光明小區,汪汪汪...

3. 物件和物件變數

物件是根據類創造出來的,我們使用的是具體的物件,而不是類。要想使用物件,那物件必須得先被建立出來才行。下面一行程式碼是建立物件的語句:

Dog dog = new Dog();

我們將其分成三部分來看:

(1)new :如果你想建立一個物件,那麼必須使用new操作符。

(2)Dog():這是一個構造器,構造器是一個特殊的方法。通過呼叫該構造器,我們可以建立並初始化一個物件出來。

new Dog()連起來就能正確地建立出一個物件了。但是我們創造出來的物件並不只會使用一次,而會使用許多次,所以我們需要給該物件 “取一個名字”,保證它“隨叫隨到”。這就需要第三部分了:

(3)Dog dog:宣告一個Dog型別的、名為dog的變數。它就類似於int number,宣告一個int型別的number變數。

然後我們使用=進行賦值(引用),便給建立出的物件 “取一個名字”dog,以後可以稱它為dog物件。

這裡可能會出現一個誤區,認為:Dog dog部分便能建立出一個dog物件,這是錯誤的。應當明確:dog從頭到尾都只是一個變數而已。這個變數和使用int numberString str等方式宣告的變數,除了型別不同之外並無差別。

真正建立出物件的是new Dog()部分。

下面解釋一下 “取一個名字” 是什麼意思。

在Java中,物件變數中儲存的並不是物件,真正的變數在記憶體的某個地方躺著呢。該變數記錄的是物件在記憶體中的位置,我們有了物件變數,就有了物件的位置,有了位置,就能找到真正的物件。

看下面的程式碼:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();//建立出一個dog物件
        System.out.println(dog);//列印dog
    }
}
列印結果:basic.Dog@1b6d3586

1b6d3586便是dog物件在記憶體中的地址。

4. 構造器

前面提到,建立一個物件的關鍵在於使用new操作符和構造器。構造器是一個特殊的方法,通過呼叫構造器,我們可以建立並初始化一個物件出來。

構造器的特點:

  1. 有一個訪問修飾符
  2. 構造器的名字和類名相同
  3. 構造器沒有返回值
  4. 構造器要和new操作符一起使用
  5. 構造器可以有0個、1個或多個構造器
  6. 一個類中可以有多個構造器

4.1. 無參構造器

即沒有引數的構造器,如Dog()。無參構造器是Java預設的構造器,如果你在編寫類時沒有寫構造器,那麼Java會在類中預設提供一個無參構造器。

Dog類中並沒有寫構造器,Dog類預設擁有下面的無參構造器:

public Dog() {
    
}

4.2. 有參構造器

有參構造器,即有引數的構造器。例如:

public Dog(String n, int a, String addr) {
    name = n;
    age = a;
    address = addr;
}

這個有參構造器非常簡單,分別給na引數傳值,然後給物件的屬性賦值。美中不足的是引數的變數名取得不夠“見名知意”,所以我們通常這樣寫:

public Dog(String name, int age, String address) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.address = address;
}

引數的名字和物件的成員變數名一樣,這樣,引數的意義就很清晰了。在賦值的時候,使用this關鍵字區分二者,因為this代表我們所建立的物件,this.name即物件的成員變數。

有了有參構造器,我們就可以在建立物件時初始化物件的屬性,比如:

public static void main(String[] args) {
    Dog dog = new Dog("小狗有參", 1, "地球");
    dog.say();
}

輸出:

我叫小狗有參,今年1歲了,家住地球,汪汪汪...

4.3. 多個構造器的使用

先了解一個概念——過載(overloading)。過載是指在一個類中,有幾個方法的方法名字相同,而引數不同。返回值型別可以相同也可以不相同。注意:每個過載的方法的引數列表必須獨一無二

注意:引數列表的獨一無二是指引數列表的型別的獨一無二

千萬不要以為func(String name)func(String address)這兩個方法的引數列表是不同的。它倆應該這樣看:func(String)func(String),所以這倆方法是相同的

下圖是String類中的部分方法的過載情況,可從中體會引數列表的獨一無二:

為什麼要求引數列表必須獨一無二呢?

這就得介紹另一個概念——方法的簽名。方法的簽名是指要完整地描述一個方法,需要指出方法名引數型別。注意:方法的返回型別不是簽名的一部分。

所以在Java中,方法名和引數列表能確定一個方法。不存在方法名和引數列表相同,而返回型別不同的方法們。

而過載要求的是方法名相同,引數列表不同。從方法的簽名角度來看,過載方法之間本就是不同的方法。

由於過載的存在,我們可以在一個類中編寫多個引數列表不同的構造器,使該類具有多種建立物件的形式。比如:

public class Dog {
    private String name;
    private int age;
    private String address;
    
    public Dog() {//無參構造器,有其他構造器存在,系統不會預設提供

    }

    public Dog(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public Dog(String name, int age, String address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
    }
    
    public void say() {
        System.out.println("我叫" + name + ",今年" + age + "歲了,家住" + address + ",汪汪汪...");
    }

	//getters 和 setters
}

寫了三種構造器,便有三種建立物件的方式:

Dog dog = new Dog("小狗", 1, "太陽系");
Dog dog1 = new Dog("小狗1", 2);
Dog dog2 = new Dog();

編譯器會根據我們提供的引數匹配到合適的構造器。

注意:無參構造器只有在我們沒有編寫任何構造器時,系統才會預設提供。所以當一個類中有其他構造器時,如果我們需要無參構造器,那麼必須手動編寫出來,系統不會預設提供。

4.4. 構造器之間的關係

在類中,一個構造器可以呼叫另一個構造器。如下例:

/**
 * @author Xing Xiaoguan (xingrenguanxue)
 */

public class Dog {
    private String name;
    private int age;
    private String address;

    public Dog(String name, int age) {
        this(name, age, "銀河系");//呼叫另一個構造器
        System.out.println("兩個引數的構造器");
    }

    public Dog(String name, int age, String address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
        System.out.println("三個引數的構造器");
    }
    
    public void say() {
        System.out.println("我叫" + name + ",今年" + age + "歲了,家住" + address + ",汪汪汪...");
    }

	//getters and setters...
}

使用Dog(String, int)建立物件:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("小狗有參", 1);
        dog.say();
    }
}

輸出:

三個引數的構造器
兩個引數的構造器
我叫小狗有參,今年1歲了,家住銀河系,汪汪汪...

我們在構造器的第一行語句中使用this(...)來呼叫另一個構造器。注意:一定要是第一行語句。

5. 物件屬性的初始化

所謂初始化,就是我們在建立物件同時設定物件的屬性值。

5.1. 預設的屬性值

當我們建立物件時如果不顯式地設定屬性值,物件的屬性值會被初始化為預設值。

數值的預設值為0,布林值的預設值為false,物件引用的預設值為null

如下例中的Dog類的屬性值:

public class Dog {
    private String name;
    private int age;
    private String address;
    
    public void say() {
        System.out.println("我叫" + name + ",今年" + age + "歲了,家住" + address + ",汪汪汪...");
    }
} 

建立物件:

public static void main(String[] args) {
    Dog dog = new Dog();
    dog.say();
}

輸出:

我叫null,今年0歲了,家住null,汪汪汪...

5.2. 直接設定屬性值

我們可以在類中直接設定類的屬性值,這樣一來,根據該類建立的物件的屬性值就確定了。

如下例中Dog類的屬性值:

public class Dog {
    private String name = "小黑";
    private int age = 2;
    private String address = "太陽系";
    
    public void say() {
        System.out.println("我叫" + name + ",今年" + age + "歲了,家住" + address + ",汪汪汪...");
    }
} 

這時再建立物件:

public static void main(String[] args) {
    Dog dog = new Dog();
    dog.say();
}

輸出:

我叫小黑,今年2歲了,家住太陽系,汪汪汪...

5.3. 使用構造器初始化

(一) 當構造器中沒有顯式地設定物件的屬性值時,這些屬性值會被初始化為預設值。如下面的無參構造器:

public Dog() {
    
}

建立物件:

public static void main(String[] args) {
    Dog dog = new Dog();
    dog.say();
}

輸出:

我叫null,今年0歲了,家住null,汪汪汪...

(二)可以在無參構造器的方法體中初始化屬性值:

public Dog() {
    name = "小黑";
    age = 2;
    address = "宇宙";
}

建立物件:

public static void main(String[] args) {
    Dog dog = new Dog();
    dog.say();
}

輸出:

我叫小黑,今年2歲了,家住宇宙,汪汪汪...

(三)也可以使用有參構造器,物件會按照我們傳入的變數初始化屬性值:

public Dog(String name, int age, String address) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.address = address;
}

建立物件:

public static void main(String[] args) {
    Dog dog = new Dog("小黑", 3, "南極");
    dog.say();
}

輸出:

我叫小黑,今年3歲了,家住南極,汪汪汪...

如有錯誤,還請指正。

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