类与方法

概述

在 Java 中，类是对象的蓝图或模板。类定义了对象的属性（字段）和行为（方法）。对象是类的实例，具有类所定义的属性和方法。Java 是一种面向对象的编程语言，支持封装、继承和多态等特性。

类的种类

1. 普通类：

   • 普通类是最常见的类类型，定义了对象的属性和方法。
   • 示例：

     public class Dog {
         String name;
         int age;
     
         public void bark() {
             System.out.println(name + " says Woof!");
         }
     }

2. 抽象类：

   • 抽象类是不能被实例化的类，通常包含一个或多个抽象方法（没有实现的方法）。
   • 抽象类用于提供子类的共同接口。
   • 示例：

     public abstract class Animal {
         abstract void makeSound(); // 抽象方法
     
         public void eat() {
             System.out.println("This animal eats food.");
         }
     }
     
     public class Cat extends Animal {
         @Override
         void makeSound() {
             System.out.println("Meow");
         }
     }

3. 接口：

   • 接口是一种特殊的引用类型，定义了一组方法，但不提供实现。
   • 类可以实现一个或多个接口，必须实现接口中的所有方法。
   • 示例：

     public interface Flyable {
         void fly();
     }
     
     public class Bird implements Flyable {
         @Override
         public void fly() {
             System.out.println("The bird is flying.");
         }
     }

4. 内部类：

   • 内部类是定义在另一个类内部的类，可以访问外部类的成员。
   • 示例：

     public class OuterClass {
         private String outerField = "Outer field";
     
         public class InnerClass {
             public void display() {
                 System.out.println("Accessing: " + outerField);
             }
         }
     }

方法

方法是类中定义的行为，包含一组执行特定任务的语句。方法可以有参数和返回值。

方法的组成部分

• 方法名：用于标识方法的名称。
• 返回类型：方法返回值的类型，如果没有返回值，则使用 void。
• 参数列表：方法接受的参数，可以为空。
• 方法体：包含方法执行的代码。

访问修饰符

Java 中的方法可以使用访问修饰符来控制其可见性。常见的访问修饰符包括：

• public：公共访问，任何其他类都可以访问。
• private：私有访问，只有定义该方法的类可以访问。
• protected：受保护访问，只有同一包中的类和子类可以访问。
• 默认（无修饰符）：包访问，只有同一包中的类可以访问。

示例代码

public class Calculator {
    // 加法方法
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    // 减法方法
    public int subtract(int a, int b) {
        return a - b;
    }
}

静态与非静态

静态（Static）

• 定义：静态成员（字段和方法）属于类本身，而不是类的实例。静态成员在内存中只有一份，所有实例共享。
• 访问：可以通过类名直接访问静态成员，而不需要创建类的实例。
• 使用场景：适用于不依赖于实例状态的属性和方法，例如常量、工具方法等。

示例代码

public class MathUtils {
    // 静态常量
    public static final double PI = 3.14159;

    // 静态方法
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

public class StaticExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 访问静态常量
        System.out.println("圆周率: " + MathUtils.PI);
        
        // 访问静态方法
        int sum = MathUtils.add(5, 3);
        System.out.println("和: " + sum);
    }
}

非静态（Instance）

• 定义：非静态成员（字段和方法）属于类的实例。每个实例都有自己的非静态成员。
• 访问：必须通过类的实例来访问非静态成员。
• 使用场景：适用于需要依赖于实例状态的属性和方法，例如对象的特定属性和行为。

示例代码

public class Person {
    // 非静态字段
    private String name;

    // 构造方法
    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    // 非静态方法
    public void introduce() {
        System.out.println("你好，我是 " + name);
    }
}

public class InstanceExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Person 类的实例
        Person person1 = new Person("Alice");
        Person person2 = new Person("Bob");

        // 访问非静态方法
        person1.introduce(); // 输出: 你好，我是 Alice
        person2.introduce(); // 输出: 你好，我是 Bob
    }
}

个人感悟

理解类与对象是掌握 Java 编程的基础。通过合理设计类和对象，可以提高代码的可读性和可维护性。面向对象的特性如封装、继承和多态使得 Java 成为一种强大的编程语言，适用于各种应用开发。