类和对象概述

面向过程与面向对象区别、类和对象的概念、对象的创建和使用、对象的内存解析的简要介绍。

Author: Msuenb

Date: 2023-02-07

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面向过程与面向对象

面向过程和面向对象都是一种编程思想，基于不同的思想会产生不同的程序设计方法。

1. 面向过程程序设计思想（Process Oriented Programing），简称POP

   面向过程，强调的是功能行为，以函数为组织单位，考虑怎么做。

2. 面向对象程序设计思想（Object Oriented Programing），简称OOP

   面向对象，将功能封装到对象中，强调具备了对象的功能，以类为组织单位，考虑谁来做。

面向过程：

• 优点是性能比面向对象高，因为类调用时需要实例化，开销比较大。
• 缺点是没有面向对象易维护、易复用、易扩展。可维护性差，不易修改。

面向过程：

• 优点是易维护、易复用、易扩展。
• 缺点是性能比面向过程低。

类和对象

1. 类是具有相同特性的事物的抽象描述，是一组相关属性和行为的集合。

   • 属性：该事物的状态信息。对应成员变量

   • 行为：对事物的状态信息做什么操作，或基于事物的状态信息能做声明。对应成员方法

2. 对象是一类事物的一个具体的个体。即对象是类的一个实例，必然具备该类事物的属性和行为。

   • 例如，类：人，对象：麻花藤。

3. 类与对象的关系

   • 类是对一类事物的描述，是抽象的；对象是一类事物的实例，是具体的。

   • 类是对象的模板，对象是类的实体。

4. 类的成员

   类的成员有属性、方法、构造器、代码块、内部类。详见 类的成员

类和对象的创建和使用

1. 类的定义格式

   【修饰符】 class 类名 { }
   

   示例：

   public class Student { }
   

2. 对象的创建

   new 类名();	// 创建匿名对象 只能使用一次
   
   类名 对象名 = new 类名(); // 创建有名字的对象 可以反复使用
   

   示例：

   public class Test {
       public static void main(String[] args) {
           new Student();	// 创建Student类的匿名对象
           
           Student stu = new Student();
           
           Student[] stu = new Student[5];	// 创建Student对象数组
       }
   }
   

3. 属性和方法的声明

   【修饰符】 class 类名 {
   	【修饰符】 数据类型 成员变量名;		// 属性
       
       【修饰符】 返回值类型 方法名(【形参列表】) 【throws 异常列表】 {
           方法体代码
       }
   }
   

   声明方法的位置：必须声明在类中 方法外，即不能在一个方法中直接定义另一个方法。

   错误示例

   类 {
       方法1() {
           方法2() { }	// 错误
       }
   }
   

4. 对象的使用演示

   public class Student {
       public String name;
       public int age;
       
       public void learn() {
           System.out.println("learning");
       }
   }
   

   使用对象.对象成员的方式访问对象成员（包括属性和方法）

   public class Test {
       public static void main(String[] args) {
           
           // 创建对象
           Student stu = new Student();
           
           stu.name = "Tom";	// 访问对象属性
           stu.age = 18;
           
           stu.learn();	// 访问对象方法
       }
   }
   

对象的内存解析

内存是用于暂存 CPU 中的运算数据，以及与硬盘等外部存储设备交换的数据。

JVM的内存划分

Java 虚拟机要运行程序，必须对内存空间进行分配和管理。为了提高效率，就对空间进行了不同区域的划分，每一片区域都有特定的处理数据的方式和内存管理的方式。

区域名称	作用
程序计数器	程序计数器是CPU中的寄存器，它包含每一个线程下一条要执行的指令的地址
本地方法栈	当程序中调用了native的本地方法时，本地方法执行期间的内存区域
方法区	存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
堆内存	存储对象（包括数组对象），new来创建的，都存储在堆内存。
虚拟机栈	用于存储正在执行的每个Java方法的局部变量表等。 局部变量表存放了编译期可知长度的各种基本数据类型、对象引用，方法执行完，自动释放。

针对上面的代码，画出对象stu的内存图。在使用new Student()建对象时，会加载Student类的信息（属性信息，方法信息）到方法区。