Что такое объект и класс в java

Классы. Объектно-ориентированное программирование

Классы и объекты

Java является объектно-ориентированным языком, поэтому такие понятия как «класс» и «объект» играют в нем ключевую роль. Любую программу на Java можно представить как набор взаимодействующих между собой объектов.

Класс определяется с помощью ключевого слова сlass :

Для хранения состояния объекта в классе применяются поля или переменные класса. Для определения поведения объекта в классе применяются методы. Например, класс Person, который представляет человека, мог бы иметь следующее определение:

Теперь используем данный класс. Для этого определим следующую программу:

Как правило, классы определяются в разных файлах. В данном случае для простоты мы определяем два класса в одном файле. Стоит отметить, что в этом случае только один класс может иметь модификатор public (в данном случае это класс Program), а сам файл кода должен называться по имени этого класса, то есть в данном случае файл должен называться Program.java.

Конструкторы

Если в классе не определено ни одного конструктора, то для этого класса автоматически создается конструктор без параметров.

Выше определенный класс Person не имеет никаких конструкторов. Поэтому для него автоматически создается конструктор по умолчанию, который мы можем использовать для создания объекта Person. В частности, создадим один объект:

В итоге мы увидим на консоли:

Если необходимо, чтобы при создании объекта производилась какая-то логика, например, чтобы поля класса получали какие-то определенные значения, то можно определить в классе свои конструкторы. Например:

Теперь в классе определено три коструктора, каждый из которых принимает различное количество параметров и устанавливает значения полей класса.

Консольный вывод программы:

Ключевое слово this

Ключевое слово this представляет ссылку на текущий экземпляр класса. Через это ключевое слово мы можем обращаться к переменным, методам объекта, а также вызывать его конструкторы. Например:

В третьем конструкторе параметры называются так же, как и поля класса. И чтобы разграничить поля и параметры, применяется ключевое слово this:

Так, в данном случае указываем, что значение параметра name присваивается полю name.

Кроме того, у нас три конструктора, которые выполняют идентичные действия: устанавливают поля name и age. Чтобы избежать повторов, с помощью this можно вызвать один из конструкторов класса и передать для его параметров необходимые значения:

В итоге результат программы будет тот же, что и в предыдущем примере.

Инициализаторы

Кроме конструктора начальную инициализацию объекта вполне можно было проводить с помощью инициализатора объекта. Инициализатор выполняется до любого конструктора. То есть в инициализатор мы можем поместить код, общий для всех конструкторов:

Источник

5. Java — Классы и объекты

Java является объектно-ориентированным языком программирования. Как язык, который имеет функцию объектно-ориентирования, он поддерживает следующие основные понятия:

В этом уроке мы рассмотрим объекты и классы в Java, их концепции.

Класс может быть определен как шаблон (обозначен зеленым цветом), который описывает поведение объекта, который в свою очередь имеет состояние и поведение. Он является экземпляром класса. Например: собака может иметь состояние — цвет, имя, а также и поведение — кивать, лаять, есть.

Содержание

Объекты в Java

Давайте теперь посмотрим вглубь, что является объектами. Если мы рассмотрим реальный мир, то найдём много предметов вокруг нас, автомобили, собаки, люди, и т.д. Все они имеют состояние и образ жизни.

Если сравнить программный объект в Java с предметов из реального мира, то они имеют очень схожие характеристики, у них также есть состояние и поведение. Программное состояние хранят в полях, а поведение отображается через методы.

Таким образом, в разработке программного обеспечения, методы работают на внутреннем состоянии объекта, а связи с другими, осуществляется с помощью методов.

Классы в Java

Класс, из которого создаются отдельные объекты, обозначен зеленым цветом.

Пример создания класса в Java, приводится ниже:

Класс может содержать любой из следующих видов переменных:

В Java классы могут иметь любое количество методов для доступа к значению различных видов методов. В приведенном выше примере, barking(), hungry() и sleeping() являются методами.

Далее упомянуты некоторые из важных тем, которые должны быть рассмотрены для понимания значения классов и объектов в языке программирования.

Конструктор класса

При обсуждении вопроса класса, одной из наиболее важных подтем в Java является конструктор. Каждый класс имеет конструктор. Если мы не напишем его или, например, забудем, компилятор создаст его по умолчанию для этого класса.

Каждый раз, когда в Java создается новый объект, будет вызываться по меньшей мере один конструктор. Главное правило является то, что они должны иметь то же имя, что и класс, который может иметь более одного конструктора.

Пример конструктора приведен ниже:

Примечание: в следующих разделах мы будем более подробно обсуждать, если у нас будет два разных типа конструкторов.

Создание объекта

Варианты как создать объект в классе следующие:

Пример приводится ниже:

Если Вы скомпилируете и запустите выше программу, то она выдаст следующий результат:

Доступ к переменным экземпляра и методам в Java

Переменные и методы доступны через созданные объекты. Чтобы получить доступ к переменной экземпляра, полный путь должен выглядеть следующим образом::

Пример

Этот пример объясняет, как получить доступ к переменные экземпляра и методам класса в Java:

Если Вы скомпилируете и запустите выше программу, то она выдаст следующий результат:

Правила объявления классов, операторов импорта и пакетов в исходном файле

В последней части этого раздела давайте рассмотрим правила декларации исходного файла. Эти правила в Java имеют важное значение при объявлении классов, операторов импорта и операторов пакета в исходном файле.

Классы имеют несколько уровней доступа и существуют различные типы классов: абстрактные классы (abstract class), конечные классы (final class) и т.д. Обо всем этом обсудим в уроке модификаторы доступа.

Помимо указанных выше типов классов, Java также имеет некоторые специальные классы, называемые внутренние (Inner class) и анонимные классы (Anonymous class).

Java пакет (package)

При разработке приложений сотни классов и интерфейсов будет написано, поэтому категоризации этих классов является обязательным, а также это делает жизнь намного проще.

Операторы импорта (import)

Если задать полное имя, которое включает в себя пакет и имя класса, то компилятор может легко найти исходный код или классы. В Java импорт это способ задать правильное место для компилятора, чтобы найти конкретный класс.

Например, следующая строка будет просить компилятор загрузить все классы, доступные в каталоге «java_installation/java/io»:

Простой пример по выше описанному

Для нашего обучения создадим два класса. Это будут классы Employee и EmployeeTest.

Для начала откройте блокнот и добавьте следующий код. Помните, что этот класс Employee является открытым или публичным классом. Теперь сохраните исходный файл с именем Employee.java.

Класс Employee имеет четыре переменных экземпляра name, age, designation и salary. Он имеет один явно определенный конструктор, который принимает параметр.

Как упоминалось выше, обработка начинается с основного метода. Поэтому для нас, чтобы запустить класс Employee, должен быть главный метод и созданные объекты. Создадим отдельный класс для этих задач.

Ниже приводится класс EmployeeTest, в котором создаются два экземпляра класса Employee и вызывают методы для каждого объекта, для присвоения значений каждой переменной.

Сохраните следующий код в файл «EmployeeTest.java»:

Теперь, скомпилировав оба класса, запустим EmployeeTest и получим следующий результат:

В следующем уроке обсудим основные типы данных, и как они могут быть использованы при разработке java-приложений.

Источник

Классы, объекты, методы

Java является объектно-ориентированным языком, поэтому такие понятия как «класс» и «объект» играют в нем ключевую роль. Любую программу на Java можно представить как набор взаимодействующих между собой объектов.

Определение класса

Таким образом, в классе Book определены три переменных и один метод Info, который выводит значения этих переменных.

Кроме обычных методов в классах используются также и специальные методы, которые называются конструкторами. Конструкторы нужны для создания нового объекта данного класса и, как правило, выполняют начальную инициализацию объекта. Название конструктора должно совпадать с названием класса :

Класс Book имеет два конструктора. Первый конструктор без параметров присваивает «неопределенные» начальные значения полям. Второй конструктор присваивает полям класса значения, которые передаются через его параметры.

Мы можем определить несколько конструкторов для установки разного количества параметров и затем вызывать один конструктор класса из другого :

Вызов конструктора класса с двумя параметрами производится с помощью ключевого слова this, после которого в скобках указывается список параметров.

Создание объекта

Чтобы непосредственно использовать класс в программе, надо создать его объект. Процесс создания объекта двухступенчатый: вначале объявляется переменная данного класса, а затем с помощью ключевого слова new и конструктора непосредственно создается объект, на который и будет указывать объявленная переменная :

После объявления переменной Book b; эта переменная еще не ссылается ни на какой объект и имеет значение null. Затем создаем непосредственно объект класса Book с помощью одного из конструкторов и ключевого слова new.

Инициализаторы

Кроме конструктора начальную инициализацию полей объекта можно проводить с помощью инициализатора объекта. Так можно заменить конструктор без параметров следующим блоком :

Методы класса

Метод класса в объектно-ориентированном программировании — это функция или процедура, принадлежащая какому-либо классу или объекту.

Как и процедура в процедурном программировании, метод состоит из некоторого количества операторов для выполнения определенного действия и может иметь набор входных параметров.

Различают простые методы и статические методы :

Методы предоставляют интерфейс, при помощи которого осуществляется доступ к данным объекта некоторого класса, тем самым, обеспечивая инкапсуляцию данных.

Кроме имени и тела (кода) у метода есть ряд других характеристик:

Модификаторы метода определяют уровень доступа. В зависимости от того, какой уровень доступа предоставляет тот или иной метод, выделяют:

Такое разделение интерфейсов позволяет сохранять неизменным открытый интерфейс, но изменять внутреннюю реализацию.

Для того чтобы создать статический метод, перед его именем надо указать модификатор static. Если этого не сделать, то метод можно будет вызывать только в приложении к конкретному объекту данного класса (будет нестатическим).

Класс может включать метод main, который должен иметь уровень доступа public; к нему обращается виртуальная машина Java, не являющаяся частью какого-либо пакета.

Абстрактный класс, abstract class

Абстрактный класс в объектно-ориентированном программировании — базовый класс, который не предполагает создания экземпляров. Абстрактные классы реализуют на практике один из принципов ООП — полиморфизм. Абстрактный класс может содержать (и не содержать) абстрактные методы. Абстрактный метод не реализуется для класса, в котором описан, однако должен быть реализован для его неабстрактных потомков. Пример абстрактного класса, включающего две абстрактные функции.

Переопределение метода, Override

В реализации ReleasePrice, наследующего свойства класса Price, «реализуем» абстрактные методы и «переопределяем» метод с использованием аннотации @Override :

Теперь, если в родительском класса Price метод bonusPrice будет удален или переименован, то среда разработки должна выдать соответствующее сообщение. Компилятор также выдаст сообщение об ошибке.

Перегрузка методов, overload

Совокупность имени метода и набора формальных параметров называется сигнатурой метода. Java позволяет создавать несколько методов с одинаковыми именами, но разными сигнатурами. Создание метода с тем же именем, но с другим набором параметров называется перегрузкой. Какой из перегруженных методов должен выполняться при вызове, Java определяет на основе фактических параметров, передаваемых методу.

Пример класса Test с тремя перегруженными методами test :

Пример использования класса Test:

Java рекурсия

Рекурсией называется метод (функция), которая внутри своего тела вызывает сама себя.

Рассмотрим пример рекурсивного метода вычисления факториала. Для того чтобы вычислить n!, достаточно знать и перемножить между собой (n-1)! и n. Создадим метод, реализующий описанный способ.

Указанный рекурсивный метод вычисляет факториал натурального числа.

Рассмотрим пример, вычисляющий через рекурсию n-ое число Фибоначчи. Напомним, как выглядят первые элементы этого ряда: 1 1 2 3 5 8 13 …

Суперкласс Object

В Java есть специальный суперкласс Object и все классы являются его подклассами. Поэтому ссылочная переменная класса Object может ссылаться на объект любого другого класса. Так как массивы являются тоже классами, то переменная класса Object может ссылаться и на любой массив.

У класса Object есть несколько важных методов:

Методы getClass(), notify(), notifyAll(), wait() являются «финальными» (final) и их нельзя переопределять.

Проверка принадлежности класса instanceof

Для проверки принадлежности класса какому-либо объекту необходимо использовать ключевого слова instanceof. Иногда требуется проверить, к какому классу принадлежит объект. Это можно сделать при помощи ключевого слова instanceof. Это логический оператор, и выражение foo instanceof Foo истинно, если объект foo принадлежит классу Foo или его наследнику, или реализует интерфейс Foo (или, в общем виде, наследует класс, который реализует интерфейс, который наследует Foo).

Пример с рыбками. Допустим имеется родительский класс Fish и у него есть унаследованные подклассы SaltwaterFish и FreshwaterFish. Необходимо протестировать, относится ли заданный объект к классу или подклассу по имени

Данная проверка удобна во многих случаях. Иногда приходится проверять принадлежность класса при помощи instanceof, чтобы можно было бы разделить логику кода:

Импорт класса import

Оператор import сообщает компилятору Java, где найти классы, на которые ссылается код. Любой сложный объект использует другие объекты для выполнения тех или иных функций, и оператор импорта позволяет сообщить о них компилятору Java. Оператор импорта обычно выглядит так:

За ключевым словом следуют класс, который нужно импортировать. Имя класса должно быть полным, то есть включать свой пакет. Чтобы импортировать все классы из пакета, после имени пакета можно поместить ‘.*;’

IDE Eclipse упрощает импорт. При написании кода в редакторе Eclipse можно ввести имя класса, а затем нажать Ctrl+Shift+O. Eclipse определяет, какие классы нужно импортировать, и добавляет их автоматически. Если Eclipse находит два класса с одним и тем же именем, он выводит диалоговое окно с запросом, какой именно класс вы хотите добавить.

Статический импорт

Существует ещё статический импорт, применяемый для импорта статических членов класса или интерфейса. Например, есть статические методы Math.pow(), Math.sqrt(). Для вычислений сложных формул с использованием математических методов, код становится перегружен. К примеру, вычислим гипотенузу.

В данном случае без указания класса не обойтись, так как методы статические. Чтобы не набирать имена классов, их можно импортировать следующим образом:

После импорта уже нет необходимости указывать имя класса.

Второй допустимый вариант, позволяющий сделать видимыми все статические методы класса:

В этом случае не нужно импортировать отдельные методы. Но данный подход в Android не рекомендуется, так как требует больше памяти.

Источник

Классы и объекты в Java

Java — объектно-ориентированный язык, а значит, программы состоят из объектов и классов. Разбираемся, что это такое.

Если в коде программы на объектно-ориентированном языке нужно отразить сущность каких-то объектов, используется понятие класса.

Возьмём пример из реального мира. У многих, вероятно, есть кошка, собака или хомячок, а у кого-то могут быть даже коровы, гуси, овцы. Любое из этих существ (объектов) можно охарактеризовать словами «домашнее животное» и у каждого есть свой набор атрибутов: вес, кличка, свой тип (корова, гусь, овца, собака и так далее). А ещё они, очевидно, могут есть и передвигаться.

Класс — это шаблонная конструкция, которая позволяет описать в программе объект, его свойства (атрибуты или поля класса) и поведение (методы класса).

Каждый класс имеет своё имя, чтобы в будущем к нему можно было обратиться. Чтобы создать класс на Java, необходимо написать слово class, дать ему название и поставить фигурные скобки:

Имя класса в нашем примере — Pet.

Java-разработчик, преподаёт в Skillbox, осваивает машинное обучение.

Параметры класса

Мы можем создавать поля класса, каждое из которых имеет свой тип.

Поле класса — это переменная, которая описывает какое-либо из свойств данного класса.

Для наших домашних питомцев и полями класса будут вес, кличка и принадлежность к определённому типу (коровы, гуси, собаки и так далее). Очевидно, что здесь вес — это числовая переменная, а кличка и тип — строки символов. Тогда мы можем написать:

Переменные weight, name и type — поля нашего класса Pet, то есть свойства, которые описывают объект этого класса. Таких полей может быть сколько угодно, каждое имеет свой тип, как обычная переменная.

Мы уже пару раз упомянули словосочетание «объект класса». Так говорят, потому что любой объект является экземпляром какого-либо класса. Здесь действует простая аналогия: класс — это как бы чертёж, который описывает объект, его устройство, а объект — реализация чертежа, его материальное воплощение.

Давайте запрограммируем первый объект класса Pet. Пусть это будет кот ( type) с кличкой ( name) Барсик и весом ( weight) 10 (измерение в килограммах).

Сперва необходимо создать переменную типа Pet:

Наш объект pet выглядит как обычная переменная, но в качестве типа указан класс Pet, и в данный момент в нём ничего нет. Инициализируем объект — воспользуемся такой синтаксической конструкцией:

Мы ставим знак равно, пишем ключевое слово new, имя нашего класса и круглые скобки. Принято говорить, что здесь мы вызываем конструктор класса Pet. Пока просто запомним это — о конструкторах и о том, как их использовать, будет рассказано в отдельной статье.

Теперь у нас появилась переменная pet типа Pet, в которой содержится объект класса Pet. Ранее в этом классе мы объявили поля, к которым можно обратиться и занести в них значения.

Чтобы получить доступ к какому-либо полю нашего класса Pet, нужно специальным образом обратиться к переменной pet — поставить точку и вызвать необходимое поле. Например, вот так:

Теперь во всех трёх полях есть по значению, а мы можем получить их из программы, если потребуется, — например, распечатать в консоль:

Изменить значение в любом из полей класса также несложно. Пусть наш кот Барсик слегка потолстеет — добавим к его весу 1 кг:

Как видим, мы просто изменили вес в поле weight, а при выводе получили уже другое значение.

Методы класса

В начале статьи я упомянул, что наши домашние животные могут перемещаться и есть. В отличие от параметров вроде веса и клички, это уже не свойства объекта, а его функции. В классе эти функции обозначают как методы.

Метод класса — это блок кода, состоящий из ряда инструкций, который можно вызывать по его имени. Он обязательно содержит возвращаемый тип, название, аргументы и тело метода.

Синтаксис метода в Java:

Строка возвращаемыйТип показывает, какого типа данные вернёт метод. Например, если в качестве возвращаемого типа мы поставим тип String, то метод должен будет вернуть строку, а если int — целое число.

Чтобы вернуть значение из метода, используется специальное слово return. Если мы хотим, чтобы метод ничего не возвращал, то вместо возвращаемого типа нужно использовать специальное слово void.

Аргументы — то, что нужно передать в метод при его вызове. Мы можем указать сколько угодно параметров через запятую либо не указывать ни одного.

Для примера напишем простейший метод с именем sum (пока что не в нашем классе Pet), который складывает два переданных числа и возвращает их результат:

Возвращаемый тип метода int, он указан перед именем sum. Далее идут два аргумента a и b, у обоих также указан тип int. Важно помнить, что возвращаемый тип и тип переменных не обязательно должны совпадать.

Аргументы метода работают как обычные переменные — за пределами метода к ним никак нельзя получить доступ. Внутри метода мы складываем значения из переменных a и b, записываем полученное значение в переменную c. После этого мы возвращаем значение переменной c — только оно доступно вне метода.

Мы передали в метод sum два значения 1 и 2, а на выходе получили результат их сложения 3. Также можно создать метод, который принимает значение типа String, а возвращает длину этой строки:

В этом случае у нас возвращаемый типа int, а параметр str — типа String.

Попробуем использовать этот метод:

Также мы можем создать метод, который ничего не возвращает, а просто печатает переданное слово в консоль:

Либо метод, который ничего не принимает на вход, а просто печатает «Привет!»:

В методах, которые ничего не возвращают, слово return можно опустить.

Обратите внимание, что return полностью прекращает выполнение метода:

Теперь попробуем вызвать этот метод, передав в него число 3:

В этом случае мы ничего не увидим в консоли, так как 3 меньше 5, а значит, отработает блок if и произойдёт выход из метода с помощью слова return.

Но если передадим 6, увидим нашу надпись «Привет!»:

Методы в классах

Теперь, когда мы разобрались, что такое методы, давайте создадим два метода — eat и run — в классе Pet.

Пусть первый из них принимает на вход параметр типа int и увеличивает на это значение поле weight (сколько скушал питомец, на столько и потолстел). А после этого печатает в консоль «Я поел» и возвращает новый вес.

Второй из методов run пусть уменьшает вес на 1, но только если он больше 5, и печатает в консоль: «Я бегу». Иначе, если вес меньше или равен 5: «Я не могу бежать».

Теперь мы можем вызвать эти методы у объектов класса Pet. Чтобы это сделать, нужно обратиться к объекту, поставить точку и таким способом вызвать необходимый метод.

Иногда в каком-то методе требуется создать параметр, у которого имя совпадает с именем поля класса. В таких случаях, чтобы обратиться внутри метода именно к полю класса, а не к параметру нашего метода, используется ключевое слово this.

Для иллюстрации этого создадим метод, setName, который будет устанавливать переданное значение в поле name, а затем сообщать в консоль, что нашего питомца теперь зовут по-другому.

В результате с помощью this.name мы обращаемся к полю name и заносим в него значение из параметра метода name.

Также мы можем вызывать один метод вслед за другим. Давайте сделаем так, чтобы метод eat возвращал текущее животное с помощью this.

Теперь мы можем написать так:

Здесь мы дважды вызываем метод eat у одного и того же объекта класса (кота), а следом за ним вызываем метод run. И все эти вызовы делаются последовательно в одной строке, через точку.

Статические поля и методы

С помощью специального слова static мы можем создать статические поля и методы. Эти поля и методы описывают уже не объект класса, а сам класс. То есть они вызываются по имени класса, а их значение — общее для всех объектов данного класса.

Например, мы хотим посчитать, сколько еды съели все домашние животные. Введём поле amountOfAllFood типа int и добавим к нему слово static. А также введём нестатическое поле amountOfFood. Изменять данные поля мы будем в методе eat.

Теперь попробуем создать двух животных, и пусть каждое из них поест.

Как видите, к полю amountOfAllFood мы обращаемся уже не через объект, а по имени класса, и в этом поле хранится общее количество съеденной еды. Зато в поле amountOfFood у каждого животного — именно своё количество съеденной еды.

Мы можем обратиться к полю amountOfAllFood и через объект — результат будет тот же. Но принято обращаться именно через имя класса:

Как вы могли заметить, в нашем примере постоянно дублируется код с выводом информации об объекте. Давайте вынесем его в отдельный метод в классе Pet:

Теперь нам достаточно лишь обратиться к методу printInfo через объект, о котором мы хотим получить информацию.

Но у нас есть ещё строка с выводом общего количества еды. Можем ли мы поместить её в метод printInfo? Да, оказывается, можем:

Всё хорошо, но теперь при каждом вызове printInfo у нас будет печататься информация об общем количестве еды. Чтобы этого избежать, лучше вынести строку в отдельный статический метод:

У статического метода printStaticInfo также нет никаких отличий от обычного метода, но он относится к классу, а не к объекту данного класса. Вызываем его через обращение к классу:

Важно заметить, что из метода printStaticInfo мы можем обратиться только к статическим полям. Это происходит потому, что нестатические поля существуют в рамках конкретного объекта класса, а статический метод — в рамках всего класса.

Но можно добавить параметр типа Pet в данный метод — тогда у этого параметра мы будем вызывать необходимые поля. Например, так:

Подытожим

Важные примечания

Работать с классами и объектами в языке Java несложно, но есть несколько важных правил-примечаний, на которые нужно обратить внимание:

Источник