【JAVA进化论】LV2-1：类&引用变量的简单介绍

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一、类的简单介绍、什么是引用变量

前面讲述完基本变量类型，现在说下引用变量类型，这里先简单介绍下java里非常重要的一个概念：类

1.1：什么是类？

java是一个面向对象语言，那么什么是对象？类又和对象有什么关系呢？

之前了解了所有的基础类型数据，我们可以用它们来搞个事情，现在，让我们用这些基本类型造只猫。

那么，我们现在需要提炼出来猫所具备的一些属性，比如，每只猫都有自己的生理性别，那么性别就可以是一个属性，每只猫可能还会有一个昵称，每只猫还会有它的年龄，当然，随便什么属性都可以，自己喜欢就好，都可以加进你的设计里，前提是这些属性是客观存在的事实。除了一些属性，猫还会有一些行为，比如吃饭、奔跑、叫、无法归类的迷惑行为等，把属性加上这些行为，一个猫类就被我们抽象出来了：

图1

如上图所示，抽象后的数据结构，被我们称作一个类，类在java中无处不在，类内按照特性分为了两类，上方红色部分，我们称它为类的属性，属性主要用来描述一些客观存在的事实，比如猫确实有年龄，猫确实有生理性别等，而猫会叫，会跑等这些含主观意识构成的特性，我们管它叫类的方法，类方法可以用来描述这个类里所具备的具体功能，比如例子里的猫，具备吃饭的功能，具备跑的功能等，而很多时候，这些功能特性还会依赖自己的属性来决定功能的运行方式，比如猫在奔跑的时候可能会依赖自己的年龄，年龄大的猫奔跑速度可能赶不上年龄小的猫，这个时候奔跑这个功能便会受猫的年龄属性的影响。

这里简单了解下方法在java中的定义方式：类里的方法又叫函数（function），它的基本定义结构如下：

图2

上面是一个简单的求两个数之和的方法（函数），它的逻辑是，计算输入的两个参数的和，并将其返回出去。

1.2：什么是对象？

通过对1.1的理解，我们知道了类的基本概念，那么类就跟它的名字一样，属于对一类事物的描述，比如猫，猫是一个种群，因为猫都具备图1中的特性，所以猫这个种群可以用Cat类来描述，但是既然是种群，肯定存在个体差异，比如，你家的猫是母猫，他家的猫是公猫，你家的是白猫，他家的是黑猫，这种个体的差异没有越过类的描述，不管是公还是母，本质上都是一种生理性别（gender），那么如何解决这种细微的个体差异性呢？

这时对象就出来了，我们来看下下面这个图：

图3

如上图所示，利用Cat这个类的信息，对其内部属性赋值，就可以造出各种各样“符合类规则”的猫了，产生的这只猫，就叫做类的对象，每个类都可以产生许多许多个对象，这些对象符合类的基本定义，但是却各不相同。

1.3：利用java实现一个类、认识并理解引用变量

本篇文章旨在简单介绍java类是什么，重点介绍引用变量，主要结合图片理解，可以对类可以有个基本的认识以及更深层次的理解引用变量。

通过前面所有内容的了解，我们利用java代码来实现下Cat：

代码块1
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//猫类的定义
public class Cat {
 
    //性别：0雌，1雄
    private int gender;
    //年龄
    private int age;
    //毛色：1黑，2白
    private int color;
    //昵称
    private char name;
 
    //构造器：关键方法，用来制造对象，传入的这些属性值得以赋值到对象内部
    public Cat(int gender, int age, int color, char name) {
        this.gender = gender;
        this.age = age;
        this.color = color;
        this.name = name;
    }
    //叫
    public void cry() {
        //猫叫声的实现
        System.out.println("喵喵喵~");
    }
    //吃
    public void eat() {
        System.out.println("要恰饭的嘛");
    }
    //无法归类的迷惑行为
    public void emm() {
        System.out.println("猪肉卷和千层面不存在二选一，我全都要！");
    }
    public void run() {
        if (age > 10) { //假如奔跑速度跟年龄有关，年龄超过10岁，则速度变慢
            System.out.println("奔跑速度：10km/h");
        } else {
            System.out.println("奔跑速度：15km/h");
        }
    }
}

经过上述代码，我们已经完成了1.1中，有关猫类的抽象。

接下来，我们来完成1.2中的造对象过程，现在新造一个Test类用于测试（注：java所有的程序，都是以一个main方法开始的，这里通过Test类里的main方法来开始测试）：

代码块2
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public class Test {
 
    public static void main(String[] args) {
        //下面都是基本类型
        int gender = 1;
        int age = 5;
        int color = 1;
        char name = 'A';
 
        //这里将上方赋好值的数据，送入构造器，然后构造器构造出来对应的对象
        Cat cat = new Cat(gender, age, color, name);
        cat.run(); //利用这个对象，调用它自身的run方法
    }
}

例子中通过new构造器来构造一个具体的对象，命名为cat，这个cat是一个变量，这种非基本类型的变量，叫做引用变量，引用变量相比基本类型，较为复杂，它内部其实存储的是一段地址，这段地址指向了具体的对象体，例子里就是通过构造器构造出来的对象本身，而cat.run()就是在利用这个引用变量cat访问具体的对象的run方法，通过代码块1，可以知道在age<=10的时候，输出应该是15km/h，事实上运行一下这段代码确实是这个结果：

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奔跑速度：15km/h

目前做简单了解就好，后面会仔细讲，这个过程可以用下方流程图简单说明一下：

图4

需要注意的是，与基本变量不同，引用变量不存在默认值，如果一个引用变量不进行赋值操作，那么它的“默认值”是null，即引用变量并没有指向任何对象实体，如果之前有听说过java鼎鼎大名的空指针异常（或称npe异常），那么空指针异常在多数情况下都是因为使用了一个值为null的引用变量去访问某个对象本体导致的。

通过上述的例子会发现，猫的名字是char类型，但是char类型仅能保存一个字符，如果我的猫名字叫“加菲”，对于Cat类，就是一件很棘手的事情了，因为“加菲”是由两个汉字字符组成的词语，那么这时候有没有一种类型可以用来接收它呢？

字符串类型String就是用来做这个的，LV1-2里说过，它并非基本类型，它的声明方式如下：

代码块3
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String a; //声明名称为a的String类型变量（由于其非基本类型，因此a属于引用变量，不赋值的情况下默认值为null）
String b = "加菲"; //声明名称为b的String类型变量（初始值为：加菲）
String c = new String("加菲"); //不建议的写法，声明名称为c的String类型变量（初始值为：加菲）

这样，将Cat类改造下，将其内部的name改成String类型：

代码块4
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public class Cat {
    private int gender;
    private int age;
    private int color;
    private String name; //改成String类型
 
    public Cat(int gender, int age, int color, String name) { //接收name参数时使用String类型接收
        this.gender = gender;
        this.age = age;
        this.color = color;
        this.name = name;
    }
    ...方法省略，参考代码块1...
}

此时的main方法改成如下：

代码块5
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int gender = 1;
int age = 5;
int color = 1;
String name = "加菲"; //声明一个叫name的字符串，初始化值为”加菲“
 
Cat cat = new Cat(gender, age, color, name);
cat.run();

由于name也变成了一个引用变量，所以图4就变成了下方的流程：

图5

String为java自带的原生类，而Cat是我们自己定义的类，本质上都是类，未来编写java程序时，会用到很多类似String这样的java现成的类，自己实现一些业务逻辑时，需要创造自己的类，自己的类里也可以使用别的类，类似上述例子中，Cat类就是用了String类，只要是类产生的对象，对应它的变量一定是一个引用变量，引用变量永远是一段访问实际对象时的内存地址，如果一个对象在内存里失去了变量引用，则认为该对象废弃，这时JVM就会将其回收，这就是java的垃圾回收机制，这里不需要知道太多，反正后面都会讲，先了解下即可。