JavaSE 基础语法 - 类和对象 - ⑤-三亩地-编程学习日记

接上节 JavaSE 基础语法 - 类和对象 - ④ 的内容。

26、Object 类简介

我们先来看一个简单的问题。

定义一个学生类：

publicclassStudent{Stringname;intage;}

测试代码：

publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Studentstu=newStudent();System.out.println(stu);}}

运行结果：

Student@3b07d329

大家有没有想过，Student 类里面明明什么方法都没有，为什么还能直接打印对象？

再比如：

Studentstu=newStudent();stu.toString();

代码同样可以正常运行。

可是我们从来没有写过 toString() 方法。

那么这个 toString() 方法到底是从哪里来的？

解：所有 Java 类都会默认继承 Object 类。

26.1 什么是 Object 类

Object类位于：java.lang.Object它是 Java 中最顶层（根）的类。

也就是说：普通类都直接或间接继承 Object（数组类型也是 Object 的子类）。

例如：

我们定义：

publicclassStudent{}

实际上编译器会自动理解成：

publicclassStudentextendsObject{}

只是：

extendsObject

被 Java 自动省略了。

因此 Student 类实际上拥有 Object 类中的所有非私有成员。

26.2 Object 在继承体系中的地位

Java 的继承关系可以理解为一棵树。

Object为树顶，其他的都是它的分支。

像 String 、 ArrayList 、 TreeSet 这种，最终都会继承 Object。

因此：Object 被称为所有类的父类（Root Class）。

26.3 为什么所有类都继承 Object？

为什么 Java 要设计一个 Object 类？

原因很简单：现实生活中，不同的对象虽然类型不同，但它们都有一些共同的行为。

例如：

学生：姓名、年龄 汽车：品牌、价格 手机：品牌、颜色

虽然数据不同。

但是它们都可以：

比较
打印
获取类型
获取哈希值

因此：

Java 将这些所有对象都具有的公共能力，统一放到了Object类中。

这样所有类都自动拥有这些能力。

这也是继承的思想。

27、对象打印

在Object 类中定义了：

publicStringtoString()

下面重点说一下：为什么打印对象会得到一串奇怪的内容。

27.1 为什么打印对象得到的是地址

来看下面代码。

publicclassStudent{Stringname="张三";}

测试：

publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Studentstu=newStudent();System.out.println(stu);}}

输出：

Student@3b07d329

很多认为：这是对象地址。其实严格来说，并不是对象地址。

而是：类名 + @ + 对象哈希值（十六进制）

为什么？下面继续分析。

System.out.println() 底层做了什么？

平常经常会写：

System.out.println(stu);

实际上，println() 方法存在多个重载。

例如：

println(intx)println(doublex)println(charx)println(Objectobj)

当传入对象时调用的是：

println(Objectobj)

它的内部源码如下：

publicvoidprintln(Objectx){Strings=String.valueOf(x);if(getClass()==PrintStream.class){// need to apply String.valueOf again since first invocation// might return nullwriteln(String.valueOf(s));}else{synchronized(this){print(s);newLine();}}}

继续进入：String.valueOf 的源码：

publicstaticStringvalueOf(Objectobj){return(obj==null)?"null":obj.toString();}

看到这里就明白了。

也就是说：

System.out.println(stu);

底层实际上等价于：

System.out.println(stu.toString());

因此真正执行的是：toString()

27.2 Object 中的 toString()

Object 中默认的：toString() 到底返回什么？

源码如下：

publicStringtoString(){returngetClass().getName()+"@"+Integer.toHexString(hashCode());}

它由三部分组成：类全限定名 + @ + 对象哈希值（16进制）

例如：

com.demo.Student@3b07d329

如果类没有包，那么输出：

Student@3b07d329

所以很多人误认为 3b07d329 是对象地址。实际上它只是对象的哈希值转换成十六进制后的结果。

注意：哈希值并不等于对象在内存中的地址，只是在默认实现中通常与对象身份相关。JVM 并没有规定 hashCode() 必须返回对象地址。

27.3 为什么要重写 toString()

默认输出 Student@3b07d329 这一串，对于我们来说几乎没有任何意义。

例如我们真正想看到的是：

Student{name='张三',age=18}

或者：

姓名：张三 年龄：18

因此在开发中，都会重写：toString()，让对象能够按照我们希望的格式输出。

重写 toString()

Student：

publicclassStudent{privateStringname;privateintage;publicStudent(Stringname,intage){this.name=name;this.age=age;}@OverridepublicStringtoString(){return"Student{name='"+name+"', age="+age+"}";}}

测试：

Studentstu=newStudent("张三",18);System.out.println(stu);

输出：

Student{name='张三',age=18}

这样输出就比原来的更直观。

27.4 @Override 注解

在重写方法时，前面都会写：@Override

例如：

@OverridepublicStringtoString(){return"...";}

那么，它有什么作用？

什么是注解？

注解（Annotation）可以理解为：写给编译器看的说明信息。

它不会直接改变程序的运行结果，但可以帮助编译器检查代码。

@Override 的作用

@Override 表示：当前方法是重写（Override）父类的方法。

例如：

@OverridepublicStringtoString(){return"Student{name='"+name+"', age="+age+"}";}

编译器会检查：

父类中是否真的存在 toString() 方法；
方法名、参数列表、返回值类型是否符合重写规则。

如果写错了，例如：

@OverridepublicStringtostring(){return"Student";}

由于方法名写成了 tostring（小写 s），编译器会立即报错，帮助我们及时发现问题。

如果没有 @Override：

publicStringtostring(){return"Student";}

程序虽然能够编译通过，但这并不是重写，而是定义了一个新的方法。此时调用：

System.out.println(stu);

仍然会执行 Object 类中的 toString()，输出依旧是：

Student@3b07d329

因此：建议在所有重写方法前都加上 @Override 注解，它不仅能提高代码可读性，还能帮助编译器进行检查，减少低级错误。

28、对象数组

一个学生需要创建一个对象，那么多个学生就要创建多个对象。

如果现在班级只有一名学生，这样写完全没有问题。

但是，如果班级有50名学生呢。

难道要写：

Studentstu1=newStudent("张三",18);Studentstu2=newStudent("李四",19);Studentstu3=newStudent("王五",20);......Studentstu50=newStudent("赵六",18);

很明显，这种方式既麻烦，又不利于后续管理。

那么，有没有一种方式能够统一管理多个 Student 对象？

答案就是：对象数组。

28.1 为什么需要对象数组

之前学习整数数组：

int[]nums={10,20,30,40,50};

数组中存放的是：

1020304050

那么，Student 能不能也放到数组中？

当然可以。例如：

Student[]students=newStudent[50];

这样就可以保存 50 个 Student 对象。

因此：对象数组就是元素类型为引用数据类型（对象）的数组。

它最大的作用就是：统一管理多个对象。

例如：

学校：

Student[]↓ 张三 李四 王五 赵六

以后学习 ArrayList 的时候，其实底层思想也是类似的。

28.2 对象数组的定义

对象数组定义方式与普通数组完全一致。

语法格式：

类名[]数组名;

例如：

Student[]students;

也可以：

Studentstudents[];

但是推荐：

Student[]students;

这样符合 Java 官方规范。

创建对象数组

使用new创建。

例如：

Student[]students=newStudent[5];

表示创建一个长度为 5 的 Student 数组。

注意：这里创建的是数组对象。不是Student 对象。

这一点非常重要。

28.3 对象数组初始化

对象数组有三种初始化方式。

第一种：动态初始化

例如：

Student[]students=newStudent[3];

运行后，数组有三个元素，每个元素都为 null。

那为什么不是三个 Student 对象，而是 null 。

原因：new Student[3] 只是创建了数组，没有创建 Student 对象。

因此数组中的每一个元素默认值都是null，因为 Student 属于引用类型。

引用类型默认值就是：null

第二种：静态初始化

例如：

Students1=newStudent("张三",18);Students2=newStudent("李四",20);Student[]students={s1,s2};

或者：

Student[]students={newStudent("张三",18),newStudent("李四",20),newStudent("王五",19)};

创建数组同时，创建对象。

第三种：先创建数组，再存放对象

例如：

Student[]students=newStudent[3];students[0]=newStudent("张三",18);students[1]=newStudent("李四",20);students[2]=newStudent("王五",19);

这种方式是比较常用的。

28.4 对象数组访问

访问方式与普通数组完全一致。

例如：

System.out.println(students[0]);

输出：

Student{name='张三',age=18}

访问成员：

System.out.println(students[0].getName());

输出：

张三

修改对象：

students[0].setAge(20);

再次打印：

System.out.println(students[0]);

输出：

Student{name='张三',age=20}

说明：数组保存的是对象引用。

28.5 对象数组遍历

遍历方式与普通数组一样。

例如：

for(inti=0;i<students.length;i++){System.out.println(students[i]);}

增强 for：

for(Studentstu:students){System.out.println(stu);}

输出：

Student{name='张三',age=18}Student{name='李四',age=20}Student{name='王五',age=19}

28.6 JVM 内存分析

下面我们来分析一下对象数组在内存中到底是怎么存储的。

来看：

Student[]students=newStudent[3];

JVM 内存：

可以看到，数组里面没有 Student，只有三个 null

继续：

students[0]=newStudent("张三",18);

内存：

数组里面保存的是：Student对象地址，而不是对象本身。

继续：

students[1]=newStudent("李四",20);students[2]=newStudent("王五",19);

最终：

因此：对象数组保存的是对象引用（地址），真正的对象依然存放在堆内存中。

日记详情

JavaSE 基础语法 - 类和对象 - ⑤