Chapter 4 对象与类

作者：Denis

版本：1.0

编写时间：2022/10/15

编写地点：中国山西省

4.1 类与对象的概述

可以把类想象为一个模具，利用类能够创造出很多同属于一个物种但参数不同的对象。

对象应该具有封装内部细节的特点，使对象的内部状态不能轻易地被他人所修改，同时也应该暴露出一些公共的接口，方便其他类的对象对其进行操作。

类也应该具备继承性，用户在编写新的类的时候，可以直接参考过往代码，而无需重复造轮子。

类之间的关系

  1. 依赖（uses-a）

最常见的一种关系，如果一个类的方法需要对另一个类的对象进行操作，就称一个类依赖另一个类，应该尽量减少这种依赖关系，即降低耦合度。

  1. 聚合（has-a）

一个类的内部实例字段包含另一个类的对象，即为聚合。

  1. 继承（is-a）

表示一种特殊与一般的关系，如果经理类继承员工类，那么经理就是一种特殊的员工。他与普通员工的大多数参数和行为一样，但也有其自己的参数和行为，如奖金，任免权。

4.2 LocalDate类

可以使用Date类来获取时间和日期，但为了分工明确，现在Date类被用作获取时间

获取日历就用LocalDate类

使用静态工厂方法获取LocalDate类的对象

LocalDate now = LocalDate.now();

或者使用LocalDate类的静态方法获取指定日期的对象

LocalDate nationalDay = LocalDate.of(1999, 10, 1);

一旦拥有这个对象，就可以用getYear、getMonthValue、getDayOfMonth获取该对象的年、月、日

plusDays方法可以为指定的日期添加任意的天数，并返回一个新的对象，而原来的对象不做任何改动。

import java.time.LocalDate;

public class LocalDateTest {

    public static void main(String[] args) {
        LocalDate today = LocalDate.now();
        //可以看到，today并没有受到影响
        LocalDate aThousandDaysLater = today.plusDays(1000);
        System.out.println(today);
        System.out.println(aThousandDaysLater);
    }
}
//输出
2022-10-14
2025-07-10

LocalDate的其他方法

方法 返回类型 描述
getDayOfYear int 返回当前对象是一年中的第几天
getDayOfWeek DayOfWeek 返回一个DayOfWeek对象，使用其getValue方法获取当前对象是星期几
minusDays(int n) LocalDate 当前对象之前n天的日期

4.3 字段修饰符

访问修饰符可以对成员方法或者类字段进行修饰，也可以对类进行修饰。

对类进行修饰时，只能使用public和默认修饰符。

访问符 本类 包内 子类 外部类
public ✅ ✅ ✅ ✅
protected ✅ ✅ ✅ ❌
默认 ✅ ✅ ❌ ❌
private ✅ ❌ ❌ ❌

有一种特殊情况，假如一个对象拥有私有字段，当其作为参数时，所属类的方法可以访问到这些私有字段

public class Employee{
    private String name;
    public boolean equals(Employee other){
        return this.name.equals(other.name);
    }
}

如果希望一个字段在设置后就不能被修改，可以设置为final

为字段添加final修饰后，必须在构造的时候就进行初始化操作

public class Employee{
    private final String name;
}

final修饰的字段对于基本类型和不可变类的对象非常有效，final修饰的字段只保证指向当前对象，不保证当前对象是否会被修改，例如StringBuilder

静态字段与静态方法

当字段或方法被static修饰，则该类的每个对象共同拥有同一个字段和方法

所以也被称为类变量，类方法

public class Employee{
    private String name;
    public static int nextId = 1;
}

由于公共变量会被随意修改，最好使用公共常量。典型的公共常量是System.out

静态方法没有隐式参数this，所以它不能访问对象的实例字段（除非该类的另一个对象作为参数），但可以访问该类的静态字段

静态方法的使用场景：

  • 不需要访问对象状态，所有参数显式提供
  • 只需要访问类的静态字段
  • 可以作为工厂方法，返回一个对象，例如LocalDate.now()。使用工厂方法可以返回不同状态、不同类型的对象。例如返回一个类的子类对象，而构造器无法实现这个功能。下面是一个使用工厂方法的例子。
import java.text.NumberFormat;

public class ObjectsTest {
    public static void main(String[] args) {
        NumberFormat currencyFormatter = NumberFormat.getCurrencyInstance();
        NumberFormat percentFormatter = NumberFormat.getPercentInstance();
        double x = 0.1d;
        System.out.println(currencyFormatter.format(x));
        System.out.println(percentFormatter.format(x));
    }
}
//输出结果
￥0.10
10%

4.4 null引用

为一个引用变量赋值为null意味着当前变量没有指向任何对象，如果使用该变量调用成员方法，会出现空指针异常。

可以采取一种“宽容”的做法，即当判断一个变量为null时，给予一个默认值。

name = n == null ? "unknown" : n;

在Java9中，Objects类提供了一个便利的做法，逻辑与上述一致

public static <T> T requireNonNullElse(T obj, T defaultObj) {
	return (obj != null) ? obj : requireNonNull(defaultObj, "defaultObj");
}

如果采取严格的做法，拒绝接受null参数，可以采用另一个方法requireNonNull，他的第二个参数可以输出错误的信息。

使用这种方法有两种好处：可以告知问题出现的位置，便于排查

public static <T> T requireNonNull(T obj, String message) {
    if (obj == null)
    	throw new NullPointerException(message);
    return obj;
}

Objects类的其他方法

方法 描述
T requireNonNullElseGet(T obj, Supplier<? extends T> supplier) obj不为null返回obj，否则返回默认对象
T requireNonNull(T obj, Supplier< String > messageSupplier) obj不为null返回obj，否则利用供应者以懒方式得到一个值

4.5 创建对象流程

  1. 先在方法区加载类信息
  2. 在堆中创建对象，分配空间，对基本类型置默认值，对引用类型置null
  3. 如果调用了另一个构造器（this(...)），先执行那个构造器
  4. 执行类的默认信息
  5. 执行类的初始化块
 public class Person{   
     //类的默认信息
 	 private String name = "xxx"; 
     public final static String company;
     //执行类的初始化块, 可以初始化任何变量，建议放在声明的字段之后
     {
        name = "李白";
     }
     //静态初始化块，只能初始化静态变量
     static{
      	company = "sx"; 
     }
 }
  1. 执行构造器，对对象进行初始化，对于构造器里的字符串，放在常量池进行引用。

下面是一个完整的案例

import java.util.*;

public class ConstructorTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      // fill the staff array with three Employee objects
      var staff = new Employee[3];

      staff[0] = new Employee("Harry", 40000);
      staff[1] = new Employee(60000);
      staff[2] = new Employee();

      // print out information about all Employee objects
      for (Employee e : staff)
         System.out.println("name=" + e.getName() + ",id=" + e.getId() + ",salary="
            + e.getSalary());
   }
}

class Employee
{
   private static int nextId;

   private int id;
   private String name = ""; // instance field initialization
   private double salary;
  
   // static initialization block
   static
   {
      var generator = new Random();
      // set nextId to a random number between 0 and 9999
      // 这是创建随机数的第二种方法，第一种Math类的方法
      nextId = generator.nextInt(10000);
   }

   // object initialization block
   {
      id = nextId;
      nextId++;
   }

   // three overloaded constructors
   public Employee(String n, double s)
   {
      name = n;
      salary = s;
   }

   public Employee(double s)
   {
      // calls the Employee(String, double) constructor
      this("Employee #" + nextId, s);
   }

   // the default constructor
   public Employee()
   {
      // name initialized to ""--see above
      // salary not explicitly set--initialized to 0
      // id initialized in initialization block
   }

   public String getName()
   {
      return name;
   }

   public double getSalary()
   {
      return salary;
   }

   public int getId()
   {
      return id;
   }
}

4.6 静态导入

可以使用import static语句来导入静态方法和静态字段，例如

import static java.lang.System.*

就可以使用System类的所以静态成员和静态方法，而无需添加前缀System

out.println("ok");
exit(0);

4.7 JAR文件

JAR文件把类文件和其所在的目录打包在一起，既可以节省空间又可以改善性能。可以使用ZIP工具查看JAR文件

JAR文件也可以有其他类型文件，如声音和图像

为了让编写的类可以在任意位置运行，需要进行如下设置

  • 使用java -classpath .;d:\archives;d:\jars\xxx.jar MyProg来启动MyProg程序，将自动从类路径搜索类
  • 也可以通过设置CLASSPATH环境变量临时指定一些目录，如set CLASSPATH=.;d:\archives;d:\jars\xxx.jar
  • 上述设置classpath都是临时的，一旦退出控制台，就需要再次输入指令
  • 永久设置CLASSPATH的方式是设置一个环境变量

创建JAR文件

命令为：jar cvf jarFileName file1 file2...

参数c为创建归档文件、v为输出详细的生成结果、f指定第一个参数为jar文件名，而非要压缩的文件，另外如果把c改为x是解压操作

清单文件 MANIFEST.MF

生成jar包时，包含一个清单文件，位于META-INF目录中。用户也可以添加自己编写的清单文件

可执行的JAR文件

命令为：jar cvfe jarFileName com.xxx.MainApp add files，在指定主类后，还需要在后面把主类添加进去

或者在清单文件中指定Main-Class

Manifest-Version: 1.0
Created-By: 11.0.15 (Oracle Corporation)
Main-Class: Welcome

执行jar文件，使用命令java -jar xxx.jar

还可以使用开源或者商业软件将jar变为exe文件

多版本的jar文件

随着Java版本的发行，可能对安装不同版本虚拟机的用户提供不同版本的Java程序

提供多版本jar文件的前提是，所有类的公共API是一样的，否则应该独立提供

在一个jar包内可以包含多个不同版本的Java程序，只需要将其放在META-INF/versions中即可。【since Java 9】

更新一个jar文件，使其支持多版本

命令：jar uf MyProgram.jar --release 9 Application.class

如果需要从头构建，应该使用-C选项，切换不同的目录

命令：jar cf MyProgram.jar -C bin/8 --release 9 -C bin/9 Application.class

对不同版本的文件进行编译时，需要使用-d选项指定输出目录

javac -d bin/8 --release 8 ...【release标志只能在Java 9或之后的版本使用】

原文地址：http://www.cnblogs.com/run-bit/p/16794692.html

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