类的定义

类是 Java 中的一种重要的引用数据类型，也是组成 Java 程序的基本要素，因为所有的 Java 程序都是基于类的。

在 Java 中定义一个类，需要使用 class 关键字、一个自定义的类名和一对表示程序体的大括号。完整语法如下：

[public][abstract|final]class<class_name>[extends<class_name>][implements<interface_name>] {
    // 定义属性部分
    <property_type><property1>;
    <property_type><property2>;
    <property_type><property3>;
    …
    // 定义方法部分
    function1();
    function2();
    function3();
    …
}

上述语法中各关键字的描述如下。 public：表示“共有”的意思。如果使用 public 修饰，则可以被其他类和程序访问。每个 Java 程序的主类都必须是 public 类，作为公共工具供其他类和程序使用的类应定义为 public 类。 abstract：如果类被 abstract 修饰，则该类为抽象类，抽象类不能被实例化，但抽象类中可以有抽象方法（使用 abstract 修饰的方法）和具体方法（没有使用 abstract 修饰的方法）。继承该抽象类的所有子类都必须实现该抽象类中的所有抽象方法（除非子类也是抽象类）。 final：如果类被 final 修饰，则不允许被继承。 class：声明类的关键字。 class_name：类的名称。 extends：表示继承其他类。 implements：表示实现某些接口。 property_type：表示成员变量的类型。 property：表示成员变量名称。 function()：表示成员方法名称。

Java 类名的命名规则： 1、类名应该以下划线或字母开头，最好以字母开头。 2、第一个字母最好大写，如果类名由多个单词组成，则每个单词的首字母最好都大写。 3、类名不能为 Java 中的关键字，例如 boolean、this、int 等。 4、类名不能包含任何嵌入的空格或点号以及除了下划线和美元符号（$）字符之外的特殊字符。

例 1 创建一个新的类，就是创建一个新的数据类型。实例化一个类，就是得到类的一个对象。因此，对象就是一组变量和相关方法的集合，其中变量表明对象的状态和属性，方法表明对象所具有的行为。定义一个类的步骤如下所述。

(1) 声明类。编写类的最外层框架，声明一个名称为 Person 的类。

public class Person {
    // 类的主体
}

(2) 编写类的属性。类中的数据和方法统称为类成员。其中，类的属性就是类的数据成员。通过在类的主体中定义变量来描述类所具有的特征（属性），这里声明的变量称为类的成员变量。

(3) 编写类的方法。类的方法描述了类所具有的行为，是类的方法成员。可以简单地把方法理解为独立完成某个功能的单元模块。

下面来定义一个简单的 Person 类。

public class Person {
    private String name;    // 姓名
    private int age;    // 年龄
    public void tell() {
        // 定义说话的方法
        System.out.println(name+"今年"+age+"岁！");
    }
}

如上述代码，在 Person 类中首先定义了两个属性，分别为 name 和 age，然后定义了一个名称为 tell() 的方法。

完整示例代码：

package shenco.wang.java;

public class PersonTest {
public static void main(String[] args) {
//创建Person类对象
Person p1 = new Person();

//调用对象结构：属性、方法
p1.name = "Tom";
p1.age = 23;
System.out.println(p1.name);
p1.speak("汉语");
p1.tell();
}
}

class Person {
     public String name;    // 姓名
     public int age;    // 年龄
     public void tell() {
        // 定义说话的方法
        System.out.println(name+"今年"+age+"岁！");
    }
     // 定义说话的语言
     public void speak(String language) {
     System.out.println(name+"说话的语言是"+ language);
     }
}

程序运行结查如下：

Tom
Tom说话的语言是汉语
Tom今年23岁！

类的属性

在 Java 中类的成员变量定义了类的属性。例如，一个学生类中一般需要有姓名、性别和年龄等属性，这时就需要定义姓名、性别和年龄 3 个属性。声明成员变量的语法如下：

[public|protected|private][static][final]<type><variable_name>

各参数的含义如下： public、protected、private：用于表示成员变量的访问权限。 static：表示该成员变量为类变量，也称为静态变量。 final：表示将该成员变量声明为常量，其值无法更改。 type：表示变量的类型。 variable_name：表示变量名称。

可以在声明成员变量的同时对其进行初始化，如果声明成员变量时没有对其初始化，则系统会使用默认值初始化成员变量。

初始化的默认值如下： 整数型（byte、short、int 和 long）的基本类型变量的默认值为 0。单精度浮点型（float）的基本类型变量的默认值为 0.0f。双精度浮点型（double）的基本类型变量的默认值为 0.0d。字符型（char）的基本类型变量的默认值为 “\u0000”。布尔型的基本类型变量的默认值为 false。数组引用类型的变量的默认值为 null。如果创建了数组变量的实例，但没有显式地为每个元素赋值，则数组中的元素初始化值采用数组数据类型对应的默认值。

定义类的成员变量的示例如下：

public class Student {
    public String name;    // 姓名
    final int sex = 0;    // 性别：0表示女孩，1表示男孩
    private int age;    // 年龄
}

上述示例的 Student 类中定义了 3 个成员变量：String 类型的 name、int 类型的 sex 和 int 类型的 age。其中，name 的访问修饰符为 public，初始化值为 null；sex 的访问修饰符为 friendly（默认），初始化值为 0，表示性别为女，且其值无法更改；age 的访问修饰符为 private，初始化值为 0。

成员方法

声明成员方法可以定义类的行为，行为表示一个对象能够做的事情或者能够从一个对象取得的信息。类的各种功能操作都是用方法来实现的，属性只不过提供了相应的数据。一个完整的方法通常包括方法名称、方法主体、方法参数和方法返回值类型，其结构如下图所示：

成员方法一旦被定义，便可以在程序中多次调用，提高了编程效率。声明成员方法的语法格式如下：

public class Test {
    [public|private|protected][static]<void|return_type><method_name>([paramList]) {
        // 方法体
    }
}

注意：上述语法中，中括号“[]”中的部分表示可以省略，竖线“|”表示“或”，例如 public|private，说明可以使用 public 或 private 关键字，但是两个关键字不能同时出现。

上述代码中一个方法包含 4 部分：方法的返回值、方法名称、方法的参数和方法体。其中 retum_type 是方法返回值的数据类型，数据类型可以是原始的数据类型，即常用的 8 种数据类型，也可以是一个引用数据类型，如一个类、接口和数组等。

除了这些，一个方法还可以没有返回值，即返回类型为 void，像 main() 方法。method_name 表示自定义的方法名称，方法的名称首先要遵循标识符的命名约定，除此之外，方法的名称第一个单词的第一个字母是小写，第二单词的第一个字母是大写，依此类推。

paramList 表示参数列表，这些变量都要有自己的数据类型，可以是原始数据类型，也可以是复杂数据类型，一个方法主要依靠参数来传递消息。方法主体是方法中执行功能操作的语句。其他各修饰符的含义如下：

public、private、protected：表示成员方法的访问权限。 static：表示限定该成员方法为静态方法。 final：表示限定该成员方法不能被重写或重载。 abstract：表示限定该成员方法为抽象方法。抽象方法不提供具体的实现，并且所属类型必须为抽象类。

1.成员方法的返回值 若方法有返回值，则在方法体中用 return 语句指明要返回的值，其格式如下所示。

return 表达式

或者

return (表达式)

其中，表达式可以是常量、变量、对象等。表达式的数据类型必须与声明成员方法时给出的返回值类型一致。

2. 形参、实参及成员方法的调用 一般来说，可以通过以下方式来调用成员方法：

methodName({paramList})

关于方法的参数，经常会提到形参与实参，形参是定义方法时参数列表中出现的参数，实参是调用方法时为方法传递的参数。

方法的形参和实参具有以下特点： 1、形参变量只有在被调用时才分配内存单元，在调用结束时，即刻释放所分配的内存单元。因此，形参只有在方法内部有效，方法调用结束返回主调方法后则不能再使用该形参变量。 2、实参可以是常量、变量、表达式、方法等，无论实参是何种类型的量，在进行方法调用时，它们都必须具有确定的值，以便把这些值传送给形参。因此应预先用赋值、输入等办法使实参获得确定值。 3、实参和形参在数量、类型和顺序上应严格一致，否则会发生“类型不匹配” 的错误。 4、方法调用中发生的数据传送是单向的，即只能把实参的值传送绐形参，而不能把形参的值反向地传送给实参。因此在方法调用过程中，形参的值发生改变，而实参中的值不会变化。

在调用成员方法时应注意以下 4 点： 1、对无参成员方法来说，是没有实际参数列表的（即没有 paramList），但方法名后的括号不能省略。 2、对带参数的成员方法来说，实参的个数、顺序以及它们的数据类型必须与形式参数的个数、顺序以及它们的数据类型保持一致，各个实参间用逗号分隔。实参名与形参名可以相同，也可以不同。 3、实参也可以是表达式，此时一定要注意使表达式的数据类型与形参的数据类型相同，或者使表达式的类型按 Java 类型转换规则达到形参指明的数据类型。 4、实参变量对形参变量的数据传递是“值传递”，即只能由实参传递给形参，而不能由形参传递给实参。程序中执行到调用成员方法时，Java 把实参值复制到一个临时的存储区（栈）中，形参的任何修改都在栈中进行，当退出该成员方法时，Java 自动清除栈中的内容。

3. 方法体中的局部变量 在方法体内可以定义本方法所使用的变量，这种变量是局部变量。它的生存期与作用域是在本方法内，也就是说，局部变量只能在本方法内有效或可见，离开本方法则这些变量将被自动释放。

在方法体内定义变量时，变量前不能加修饰符。局部变量在使用前必须明确赋值，否则编译时会出错。另外，在一个方法内部，可以在复合语句（把多个语句用括号{}括起来组成的一个语句称复合语句）中定义变量，这些变量只在复合语句中有效。

例 2 利用面向对象的编程方法，设计类Circle计算圆的面积。

package shenco.wang.java;

public class CircleTest {
public static void main(String[] args) {
Circle c1 =  new Circle();
c1.radius = 2.1;
double area = c1.findArea();
System.out.println("面积为："+area);
}
}

class Circle{
double radius;
public double findArea() {
double area = 3.14 * radius * radius;
return area;
}
}

Java类和对象-类的定义、属性及成员方法

类的定义

类的属性

成员方法

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