Java - 類和物件

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Java 是一種面向物件的程式語言。在 Java 中，類和物件是面向物件程式設計系統中基本的、重要的特性，Java 支援以下基本OOPs 概念：

• 類
• 物件
• 繼承
• 多型性
• 封裝
• 抽象
• 例項
• 方法
• 訊息傳遞

在本教程中，我們將學習 Java 類和物件，類的建立和物件的建立，訪問類方法等。

什麼是 Java 類？

一個類是一個藍圖，從中建立單個物件（或者，我們可以說類是物件型別的一種資料型別）。在 Java 中，一切都是與類和物件相關的。每個類都有其可以方法和屬性，可以透過物件訪問和操作。

例如，如果您想為學生建立一個類。在這種情況下，“學生”將是一個類，而學生記錄（如student1、student2 等）將是物件。

我們也可以認為類是一個工廠（使用者定義的藍圖）來生成物件。

Java 類的屬性

• 類不佔用任何記憶體位元組。
• 類就像一個現實世界中的實體，但它不是一個現實世界中的實體。它是一個藍圖，我們可以在其中指定功能。
• 類主要包含兩部分：方法和資料成員。
• 類也可以是巢狀類。
• 類遵循 OOPs 的所有規則，例如繼承、封裝、抽象等。

類變數的型別

類可以包含以下任何變數型別。

• 區域性變數 - 在方法、建構函式或塊內定義的變數稱為區域性變數。變數將在方法中宣告和初始化，並且當方法完成時變數將被銷燬。

• 例項變數 - 例項變數是類中的變數，但在任何方法之外。當類被例項化時，這些變數被初始化。例項變數可以從該特定類的任何方法、建構函式或塊中訪問。

• 類變數 - 類變數是在類中宣告的變數，在任何方法之外，使用 static 關鍵字。

建立（宣告）Java 類

要建立（宣告）一個類，需要使用訪問修飾符後跟class關鍵字和類名。

建立 Java 類的語法

使用以下語法在 Java 中建立（宣告）類

access_modifier class class_name{
  data members;
  constructors;
  methods;
  ...;
}

Java 類的示例

在這個例子中，我們建立了一個名為`Dog`的類。該類的屬性包括`breed`（品種）、`age`（年齡）和`color`（顏色）。類的方法包括`setBreed()`、`setAge()`、`setColor()`和`printDetails()`。

// Creating a Java class
class Dog {
  // Declaring and initializing the attributes
  String breed;
  int age;
  String color;

  // methods to set breed, age, and color of the dog
  public void setBreed(String breed) {
    this.breed = breed;
  }
  public void setAge(int age) {
    this.age = age;
  }
  public void setColor(String color) {
    this.color = color;
  }

  // method to print all three values
  public void printDetails() {
    System.out.println("Dog detials:");
    System.out.println(this.breed);
    System.out.println(this.age);
    System.out.println(this.color);
  }
}

什麼是Java物件？

一個物件是類型別的一個變數，它是面向物件程式設計系統的一個基本組成部分。一個類擁有方法和資料成員（屬性），這些方法和資料成員可以透過物件訪問。因此，物件是類的例項。

如果我們考慮現實世界，我們可以發現我們周圍有很多物件，例如汽車、狗、人等等。所有這些物件都具有狀態和行為。

如果我們考慮一隻狗，那麼它的狀態是——名字、品種和顏色，而它的行為是——吠叫、搖尾巴和奔跑。

如果你將軟體物件與現實世界中的物件進行比較，它們具有非常相似的特徵。軟體物件也具有狀態和行為。軟體物件的狀態儲存在欄位中，行為透過方法體現。因此，在軟體開發中，方法操作物件的內部狀態，物件間的通訊透過方法完成。

建立（宣告）Java物件

如前所述，類為物件提供了藍圖。因此，基本上，物件是由類建立的。在Java中，`new`關鍵字用於建立新物件。

從類建立物件時，共有三個步驟：

• 宣告——宣告一個變數，該變數具有物件型別和變數名。

• 例項化——使用'new'關鍵字建立物件。

• 初始化——'new'關鍵字後跟對建構函式的呼叫。此呼叫初始化新物件。

建立Java物件的語法

考慮以下在Java中建立類物件的語法：

Class_name object_name = new Class_name([parameters]);

注意：引數是可選的，在使用類中的建構函式時可以使用。

建立Java物件的示例

在這個例子中，我們建立了一個名為`obj`的`Dog`類物件，並訪問其方法。

// Creating a Java class
class Dog {
  // Declaring and initializing the attributes
  String breed;
  int age;
  String color;

  // methods to set breed, age, and color of the dog
  public void setBreed(String breed) {
    this.breed = breed;
  }
  public void setAge(int age) {
    this.age = age;
  }
  public void setColor(String color) {
    this.color = color;
  }

  // method to print all three values
  public void printDetails() {
    System.out.println("Dog detials:");
    System.out.println(this.breed);
    System.out.println(this.age);
    System.out.println(this.color);
  }
}

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    // Creating an object of the class Dog
    Dog obj = new Dog();

    // setting the attributes
    obj.setBreed("Golden Retriever");
    obj.setAge(2);
    obj.setColor("Golden");

    // Printing values
    obj.printDetails();
  }
}

輸出

Dog detials:
Golden Retriever
2
Golden

訪問例項變數和方法

例項變數和方法透過建立的物件訪問。要訪問例項變數，完整的路徑如下：

/* First create an object */
ObjectReference = new Constructor();

/* Now call a variable as follows */
ObjectReference.variableName;

/* Now you can call a class method as follows */
ObjectReference.MethodName();

示例

在這個例子中，我們建立了一個名為Puppy的類。在Puppy類的建構函式中，列印小狗的名字，以便在建立物件時列印其名字。添加了一個例項變數puppyAge，並使用getter/setter方法來操作年齡。在main方法中，使用new運算子建立一個物件。使用setAge()方法更新年齡，並使用getAge()列印年齡。

public class Puppy {
   int puppyAge;

   public Puppy(String name) {
      // This constructor has one parameter, <i>name</i>.
      System.out.println("Name chosen is :" + name );
   }

   public void setAge( int age ) {
      puppyAge = age;
   }

   public int getAge( ) {
      System.out.println("Puppy's age is :" + puppyAge );
      return puppyAge;
   }

   public static void main(String []args) {
      /* Object creation */
      Puppy myPuppy = new Puppy( "tommy" );

      /* Call class method to set puppy's age */
      myPuppy.setAge( 2 );

      /* Call another class method to get puppy's age */
      myPuppy.getAge( );

      /* You can access instance variable as follows as well */
      System.out.println("Variable Value :" + myPuppy.puppyAge );
   }
}

輸出

如果我們編譯並執行上述程式，則會產生以下結果：

Name chosen is :tommy
Puppy's age is :2
Variable Value :2

使用類和物件概念的規則

現在讓我們看看原始檔宣告規則（使用Java類和物件方法）。這些規則在原始檔中宣告類、匯入語句和包語句時至關重要。

• 每個原始檔只能包含一個公共類。

• 原始檔可以包含多個非公共類。

• 公共類名也應該與原始檔名相同，並在末尾附加.java。例如：類名為public class Employee{}，則原始檔應為Employee.java。

• 如果類在包內定義，則包語句應為原始檔中的第一條語句。

• 如果存在匯入語句，則必須將它們寫在包語句和類宣告之間。如果沒有包語句，則匯入語句應為原始檔中的第一行。

• 匯入和包語句將應用於原始檔中存在的所有類。不可能對原始檔中的不同類宣告不同的匯入和/或包語句。

類具有多個訪問級別，並且存在不同型別的類；抽象類、最終類等。我們將在訪問修飾符章節中解釋所有這些。

除了上述型別的類之外，Java還有一些特殊的類，稱為內部類和匿名類。

更多關於Java類和物件的示例

示例1

Employee類有四個例項變數——姓名、年齡、職位和薪水。該類有一個顯式定義的建構函式，它接受一個引數。

import java.io.*;
public class Employee {

   String name;
   int age;
   String designation;
   double salary;

   // This is the constructor of the class Employee
   public Employee(String name) {
      this.name = name;
   }

   // Assign the age of the Employee  to the variable age.
   public void empAge(int empAge) {
      age = empAge;
   }

   /* Assign the designation to the variable designation.*/
   public void empDesignation(String empDesig) {
      designation = empDesig;
   }

   /* Assign the salary to the variable	salary.*/
   public void empSalary(double empSalary) {
      salary = empSalary;
   }

   /* Print the Employee details */
   public void printEmployee() {
      System.out.println("Name:"+ name );
      System.out.println("Age:" + age );
      System.out.println("Designation:" + designation );
      System.out.println("Salary:" + salary);
   }
}

如本教程前面所述，處理從main方法開始。因此，為了執行此Employee類，應該有一個main方法，並且應該建立物件。我們將為這些任務建立一個單獨的類。

示例2

以下是EmployeeTest類，它建立了Employee類的兩個例項，並呼叫每個物件的方法為每個變數賦值。

將以下程式碼儲存到EmployeeTest.java檔案中。

import java.io.*;
public class EmployeeTest {

   public static void main(String args[]) {
      /* Create two objects using constructor */
      Employee empOne = new Employee("James Smith");
      Employee empTwo = new Employee("Mary Anne");

      // Invoking methods for each object created
      empOne.empAge(26);
      empOne.empDesignation("Senior Software Engineer");
      empOne.empSalary(1000);
      empOne.printEmployee();

      empTwo.empAge(21);
      empTwo.empDesignation("Software Engineer");
      empTwo.empSalary(500);
      empTwo.printEmployee();
   }
}

輸出

現在，編譯這兩個類，然後執行EmployeeTest以檢視以下結果：

C:\> javac Employee.java
C:\> javac EmployeeTest.java
C:\> java EmployeeTest
Name:James Smith
Age:26
Designation:Senior Software Engineer
Salary:1000.0
Name:Mary Anne
Age:21
Designation:Software Engineer
Salary:500.0