Java 类和对象

上次更新：2024 年 1 月 8 日

作者： baeldung

审阅者： Michal Aibin

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1. 概述

在本快速教程中，我们将了解 Java 编程语言的两个基本构建块 – 类和对象。它们是面向对象编程 (OOP) 的基本概念，我们使用它们来模拟现实生活中的实体。

在 OOP 中，类是对象的蓝图或模板。我们使用它们来描述实体类型。

另一方面，对象是从类创建的活动实体。它们在其字段中包含某些状态，并通过其方法呈现某些行为。

2. 类

简单地说，类代表一个定义或对象类型。在 Java 中，类可以包含字段、构造函数和方法。

让我们看一个使用一个简单的 Java 类表示汽车的例子

class Car {

    // fields
    String type;
    String model;
    String color;
    int speed;

    // constructor
    Car(String type, String model, String color) {
        this.type = type;
        this.model = model;
        this.color = color;
    }
    
    // methods
    int increaseSpeed(int increment) {
        this.speed = this.speed + increment;
        return this.speed;
    }
    
    // ...
}

这个 Java 类代表一辆通用的汽车。我们可以从这个类创建任何类型的汽车。我们使用字段来保存状态，并使用构造函数从这个类创建对象。

每个 Java 类默认都有一个空构造函数。如果我们没有提供特定的实现，就像上面那样，我们就使用它。这是汽车类的默认构造函数的样子

Car(){}

这个构造函数只是将对象的全部字段初始化为它们的默认值。字符串初始化为null，整数初始化为零。

现在，我们的类有一个特定的构造函数，因为我们希望我们的对象在创建时定义它们的字段

Car(String type, String model) {
    // ...
}

总而言之，我们编写了一个类来定义一辆汽车。它的属性由字段描述，字段包含类的对象的各种状态，它的行为使用方法来描述。

3. 对象

类在编译时被翻译，而对象是在运行时从类创建的。

类的对象称为实例，我们使用构造函数创建和初始化它们

Car focus = new Car("Ford", "Focus", "red");
Car auris = new Car("Toyota", "Auris", "blue");
Car golf = new Car("Volkswagen", "Golf", "green");

现在，我们从单个类创建了不同的汽车对象。 这才是重点，在一个地方定义蓝图，然后在很多地方多次重复使用它。

到目前为止，我们有三个汽车对象，它们都停着，因为它们的速度为零。我们可以通过调用我们的increaseSpeed方法来改变这一点

focus.increaseSpeed(10);
auris.increaseSpeed(20);
golf.increaseSpeed(30);

现在，我们改变了汽车的状态 – 它们都以不同的速度行驶。

此外，我们可以并且应该定义对类、其构造函数、字段和方法的访问控制。我们可以使用访问修饰符来做到这一点，正如我们将在下一节中看到的。

4. 访问修饰符

在前面的例子中，我们省略了访问修饰符以简化代码。通过这样做，我们实际上使用了默认的包私有修饰符。该修饰符允许从同一包中的任何其他类访问该类。

通常，我们会对构造函数使用public修饰符，以允许来自所有其他对象的访问

public Car(String type, String model, String color) {
    // ...
}

我们类中的每个字段和方法都应该使用特定的修饰符定义访问控制。 类通常具有public修饰符，但我们倾向于将我们的字段保持private。

字段保存对象的状态，因此我们希望控制对该状态的访问。我们可以将其中一些保持private，另一些保持public。我们使用称为 getter 和 setter 的特定方法来实现这一点。

让我们看看带有完全指定的访问控制的类

public class Car {
    private String type;
    // ...

    public Car(String type, String model, String color) {
       // ...
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    public int getSpeed() {
        return speed;
    }

    // ...
}

我们的类标记为 public，这意味着我们可以在任何包中使用它。 此外，构造函数是public，这意味着我们可以在任何其他对象内部从这个类创建对象。

我们的字段被标记为 private，这意味着它们不能直接从我们的对象访问，但我们通过 getter 和 setter 提供对它们的访问。

type 和 model 字段没有 getter 和 setter，因为它们保存着我们对象的内部数据。我们只能在初始化期间通过构造函数定义它们。

此外，color 可以被访问和修改，而 speed 只能被访问，不能被修改。我们通过专门的 public 方法 increaseSpeed() 和 decreaseSpeed() 来强制执行速度调整。

换句话说，我们使用访问控制来封装对象的状态。