第12章面向对象第四讲

1 构造方法

我们对封装已经有了基本的了解，接下来我们来看一个新的问题，依然以Person为例，由于Person中的属性都被private了，外界无法直接访问属性，必须对外提供相应的set和get方法。
但是当创建人对象的时候，人对象一创建就要明确其姓名和年龄，那该怎么做呢？

1.1 构造方法介绍

在开发中经常需要在创建对象的同时明确对象的属性值，比如员工入职公司就要明确他的姓名、年龄等属性信息。
那么，创建对象就要明确属性值，那怎么解决呢？也就是在创建对象的时候就要做的事情，当使用new关键字创建对象时，怎么给对象的属性初始化值呢？这就要学习Java另外一门小技术，构造方法。
那什么是构造方法呢？从字面上理解即为构建创造时用的方法，即就是对象创建时要执行的方法。既然是对象创建时要执行的方法，那么只要在new对象时，知道其执行的构造方法是什么，就可以在执行这个方法的时候给对象进行属性赋值。
构造方法的格式：

修饰符 构造方法名(参数列表){
}

构造方法的体现：
1、构造方法没有返回值类型。也不需要写返回值。因为它是为构建对象的，对象创建完，方法就执行结束。
2、构造方法名称必须和类型保持一致。
3、构造方法没有具体的返回值。
4、构造方法不写也有，在编译的时候javac会自动检查类中是否有构造方法，如果没有编译器就会自动添加一个构造方法——public Person(){}空的构造方法
构造方法的代码体现:
Person.java

/*
    自定义Person类
    要求在创建对象时，制定好name和age的值
    实现此功能需要使用构造方法，构造器Constructor
    作用：在new的同时对成员变量赋值，给对象的属性初始化赋值
    
    构造方法的定义格式：
        权限 方法名(参数列表){}
        方法的名字必须和类的名字完全一致
        构造方法不允许写返回值类型，void也不能写，这时规定
    构造方法什么时候执行？在new对象的时候执行，只运行一次

    new对象其实就是调用它的构造方法，每个class必须拥有构造方法，
    构造方法不写也有，在编译的时候javac会自动检查类中是否有构造方法
    如果没有编译器就会自动添加一个构造方法，如下public Person(){}空的构造方法
    构造方法手写了，那么在编译时不会再自动添加
*/
public class Person{
    private String name;
    private int age;
    
    //定义Person类的构造方法
    public Person(String name,int age){
        System.out.println("这时构造方法");
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public void printPerson(){
        System.out.println("姓名="+name+"，年龄="+age);
    }
}

测试类TestDemo.java

public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        Person p = new Person("小明",30);
        
        p.printPerson();
    }
}

运行结果

image.png

1.2 构造方法调用和内存图解

在创建对象时，会调用与参数列表对应的构造方法。内存图解如下

image.png

图解说明：
1、首先会将main方法压入栈中，执行main方法中的 new Person(23,"张三")
2、在堆内存中分配一片区域，用来存放创建的Person对象，这片内存区域会有属于自己的内存地址（0x88）。然后给成员变量进行默认初始化（name=null，age=0）。
3、执行构造方法中的代码（age = a ; name = nm;）,将变量a对应的23赋值给age，将变量nm对应的”张三赋值给name，这段代码执行结束后，成员变量age和name的值已经改变。执行结束之后构造方法弹栈，Person对象创建完成。将Person对象的内存地址0x88赋值给p2。

1.3 默认构造方法和构造方法重载

在没有学习构造方法之前，我们也可以通过new关键字创建对象，并调用相应的方法，同时在描述事物时也没有写构造方法。这是为什么呢？
在之前学习的过程中，描述事物时，并没有显示指定构造方法，当在编译Java文件时，编译器会自动给class文件中添加默认的构造方法。如果在描述类时，我们显示指定了构造方法，那么，当在编译Java源文件时，编译器就不会再给class文件中添加默认构造方法。

class  Person {
    //如果没有显示指定构造方法，编译会在编译时自动添加默认的构造方法
    //Person(){}  //空参数的默认构造方法
}

当在描述事物时，要不要在类中写构造方法呢？这时要根据描述事物的特点来确定，当描述的事物在创建其对象时就要明确属性的值，这时就需要在定义类的时候书写带参数的构造方法。若创建对象时不需要明确具体的数据，这时可以不用书写构造方法（不书写也有默认的构造方法）。
构造方法的重载
构造方法的细节：
1、一个类中可以有多个构造方法，多个构造方法是以重载的形式存在的
2、构造方法是可以被private修饰的，作用：其他程序无法创建该类的对象。

public class Person{
    private String name;
    private int age;
    
    // 私有无参数的构造方法，即外界不能通过new Person();语句创建本类对象
    private Person(){
        
    }
    
    //多个构造方法是以重载的方法存在
    public Person(int age){
        this.age = age;
    }
    
    public Person(String name,int age){
        System.out.println("这时构造方法");
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public void printPerson(){
        System.out.println("姓名="+name+"，年龄="+age);
    }
}

测试类TestDemo.java

public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        //Person p1 = new Person();
        Person p2 = new Person(25);
        Person p3 = new Person("小明",30);
        
        p2.printPerson();
    }
}

运行结果

image.png

1.4 构造方法和一般方法区别

到目前为止，学习两种方法，分别为构造方法和一般方法，那么他们之间有什么异同呢？
构造方法在对象创建时就执行了，而且只执行一次。
一般方法是在对象创建后，需要使用时才被对象调用，并可以被多次调用。

2 this关键字

在之前学习方法时，我们知道方法之间是可以相互调用的，那么构造方法之间能不能相互调用呢？若可以，怎么调用呢？

2.1 this调用构造方法

在之前学习方法之间调用时，可以通过方法名进行调用。可是针对构造方法，无法通过构造方法名来相互调用。
构造方法之间的调用，可以通过this关键字来完成。
构造方法调用格式：

this(参数列表);

构造方法的调用
Person.java

public class Person {
    //Person的成员属性
    private int age;
    private String name;

    //无参数的构造方法
    Person() {
    }

    //给姓名初始化的构造方法
    Person(String nm) {
        name = nm;
    }

    //给姓名和年龄初始化的构造方法
    Person(String nm, int a) {
        //由于已经存在给姓名进行初始化的构造方法 name = nm;因此只需要调用即可
        //调用其他构造方法，需要通过this关键字来调用
        this(nm);
        // 给年龄初始化
        age = a;
    }
    
    public void printPerson(){
        System.out.println("姓名="+name+"，年龄="+age);
    }
}

TestDemo.java

public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        Person p1 = new Person("Json");
        p1.printPerson();
        
        Person p2 = new Person("LiLi",30);
        p2.printPerson();
    }
}

运行结果

image.png

2.2 this的原理图解

了解了构造方法之间是可以相互调用，那为什么他们之间通过this就可以调用呢？
使用this可以实现构造方法之间的调用，但是为什么就会知道this调用哪一个构造方法呢？接下来需要图解完成。

image.png

图列说明：
1、先执行main方法，main方法压栈，执行其中的new Person(“张三”,23)
2、堆内存中开辟空间，并为其分配内存地址0x33，，紧接着成员变量默认初始化（name=null age = 0）
3、拥有两个参数的构造方法（Person（String nm , int a））压栈，在这个构造方法中有一个隐式的this，因为构造方法是给对象初始化的，那个对象调用到这个构造方法，this就指向堆中的那个对象。
4、由于Person（String nm , int a）构造方法中使用了this(nm);构造方法Person(String nm)就会压栈，并将“张三”传递给nm。在Person（String nm , int a）构造方法中同样也有隐式的this，this的值同样也为0x33，这时会执行其中name = nm，即把“张三”赋值给成员的name。当赋值结束后Person（String nm , int a）构造方法弹栈。
5、程序继续执行构造方法（Person（String nm , int a）中的age = a；这时会将23赋值给成员属性age。赋值结束构造方法（Person（String nm , int a）弹栈。
6、当构造方法（Person（String nm , int a）弹栈结束后，Person对象在内存中创建完成，并将0x33赋值给main方法中的p引用变量。
注意：
this到底代表什么呢？this代表的是对象，具体代表哪个对象呢？哪个对象调用了this所在的方法，this就代表哪个对象。
调用其他构造方法的语句必须定义在构造方法的第一行，原因是初始化动作要最先执行

2.3 成员变量和局部变量同名问题

通过上面学习，基本明确了对象初始化过程中的细节，也知道了构造方法之间的调用是通过this关键字完成的。但this也有另外一个用途，接下来我们就学习下。
当在方法中出现了局部变量和成员变量同名的时候，那么在方法中怎么区别局部变量成员变量呢？可以在成员变量名前面加上this.来区别成员变量和局部变量

public class Person {
    private int age;
    private String name;

    // 给姓名和年龄初始化的构造方法
    public Person(String name, int age) {
        // 当需要访问成员变量是，只需要在成员变量前面加上this.即可
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void speak() {
        System.out.println("name=" + this.name + ",age=" + this.age);
    }
}

public class PersonDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person("张三", 23);
        p.speak();
    }
}

2.4 this的应用

学习完了构造方法、this的用法之后，现在做个小小的练习。
需求：在Person类中定义功能，判断两个人是否是同龄人
Person.java

public class Person{
    private String name;
    private int age;
    
    public Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public void printPerson(){
        System.out.println("姓名="+name+"，年龄="+age);
    }
    
    // 判断是否为同龄人
    public boolean equalAge(Person p){
        // 使用当前调用该equalsAge方法对象的age和传递进来p的age进行比较
        // 由于无法确定具体是哪一个对象调用equalsAge方法，这里就可以使用this来代替
        return this.age == p.age;
    }
}

测试类TestDemo.java

public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        Person p1 = new Person("小王",25);
        Person p2 = new Person("小明",30);
        
        System.out.println(p1.equalAge(p2));
    }
}

运行结果

image.png

3 super关键字

3.1 子父类中构造方法的调用

在创建子类对象时，父类的构造方法会先执行，因为子类中所有构造方法的第一行有默认的隐式super();语句。
格式：

调用本类中的构造方法
        this(实参列表);
调用父类中的空参数构造方法
        super();
调用父类中的有参数构造方法
        super(实参列表);

父类Person.java

public class Person{
    private String name;
    private int age;
    
    public Person(){
        System.out.println("这是父类构造方法1");
    }
    
    public Person(int age){
        System.out.println("这是父类构造方法2");
        this.age = age;
    }
    
}

子类Student.java

/*
    子类中，super()的方法，调用父类的构造方法
    super()调用的是父类的空参数构造
    super(参数)调用的是父类的有参数构造方法
    
    子类的构造方法，有一个默认的构造方法
    注意：子类的第一行有一个隐式的代码
    public Student(){
        super();
    }
    
    子类构造方法报错的原因：找不到父类的空参构造方法
    子类中，没有手写构造
    如果让编译成功，必须手动编写构造方法，请你在构造方法中加入参数
    注意
    子类中所以的构造方法，无论重载几个，第一行默认都是super()
    如果父类有多个构造方法，子类任意调用一个就可以了
    
        子类构造第一行，写this()，还是super(),不能同时存在，任选
    其一，保证子类所以的构造方法调用到父类即可
    子类不论怎么样子类的所有构造方法都必须调用到父类的构造方法

    父类最好还是别写构造方法了，容易出错
    构造方法是不能继承的
    
*/

public class Student extends Person{
    public Student(){
        super(1);
        System.out.println("这是子类构造方法1");
    }
    
    public Student(String name){
        super();
        System.out.println("这是子类构造方法2");
    }
}

测试类TestDemo.java

public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        Student p1 = new Student();
        System.out.println("------------------------");
        Student p2 = new Student("小明");
    }
}

运行结果

image.png

通过结果发现，子类构造方法执行时中，调用了父类构造方法，这说明，子类构造方法中有一句super()。
那么，子类中的构造方法为什么会有一句隐式的super()呢？
原因：子类会继承父类中的内容，所以子类在初始化时，必须先到父类中去执行父类的初始化动作。这样，才可以使用父类中的内容。
当父类中没有空参数构造方法时，子类的构造方法必须有显示的super();语句，指定要访问的父类有参数构造方法。

3.2 子类对象创建过程的细节

如果子类的构造方法第一行写了this调用了本类其他构造方法，那么super调用父类的语句还有吗？
这时是没有的，因为this()或者super(),只能定义在构造方法的第一行，因为初始化动作要先执行。
父类构造方法中是否有隐式的super呢？
也是有的。记住：只要是构造方法默认第一行都是super();
父类的父类是谁呢？super调用的到底是谁的构造方法呢？
Java体系在设计，定义了一个所有对象的父类Object

注意：
类中的构造方法默认第一行都有隐式的super()语句，在访问父类中的空参数构造方法。所以父类的构造方法既可以给自己的对象初始化，也可以给自己的子类对象初始化。
如果默认的隐式super()语句在父类中没有对应的构造方法，那么必须在构造方法中通过this或者super的形式明确要调用的构造方法。

3.3 super应用

练习：描述学生和人这两个类，将他们的共性name和age抽取出来存放在父类中，并提供相应的get和set方法，同时需要在创建学生和工人对象就必须明确姓名和年龄
父类Person.java

public class Person{
    String name;
    private int age;
    
    public Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

子类Student.java

public class Student extends Person{
    public Student(String name,int age){
        super(name,age);
    }
    public void study() {// Studnet中特有的方法
        System.out.println(this.name + "同学在学习");
    }
}

测试类TestDemo.java

public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        Student stu = new Student("小明",23);
        stu.study();
    }
}

4 综合案例---完整的员工类

4.1 案例介绍

某IT公司有多名员工，按照员工负责的工作不同，进行了部门的划分（研发部员工、维护部员工）。研发部根据所需研发的内容不同，又分为JavaEE工程师、Android工程师；维护部根据所需维护的内容不同，又分为网络维护工程师、硬件维护工程师。
公司的每名员工都有他们自己的员工编号、姓名，并要做它们所负责的工作。
工作内容
JavaEE工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在研发淘宝网站
Android工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在研发淘宝手机客户端软件
网络维护工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在检查网络是否畅通
硬件维护工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在修复打印机
请根据描述，完成员工体系中所有类的定义，并指定类之间的继承关系。进行XX工程师类的对象创建，完成工作方法的调用。

4.2 案例分析

根据上述部门的描述，得出如下的员工体系图

image.png

根据员工信息的描述，确定每个员工都有员工编号、姓名、要进行工作。则，把这些共同的属性与功能抽取到父类中（员工类），关于工作的内容由具体的工程师来进行指定。
工作内容
JavaEE工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在研发淘宝网站
Android工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在研发淘宝手机客户端软件
网络维护工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在检查网络是否畅通
硬件维护工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在修复打印机
创建JavaEE工程师对象，完成工作方法的调用

4.3 案例代码实现

定义员工类(抽象类)

public abstract class Employee {
    private String id;// 员工编号
    private String name; // 员工姓名
    
    //空参数构造方法
    public Employee() {
        super();
    }
    //有参数构造方法
    public Employee(String id, String name) {
        super();
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
    public String getId() {
        return id;
    }
    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    //工作方法（抽象方法）
    public abstract void work(); 
}

定义研发部员工类Developer 继承员工类Employee

public abstract class Developer extends Employee {
    //空参数构造方法
    public Developer() {
        super();
    }
    //有参数构造方法
    public Developer(String id, String name) {
        super(id, name);
    }
}

定义维护部员工类Maintainer 继承员工类Employee

public abstract class Maintainer extends Employee {
    //空参数构造方法
    public Maintainer() {
        super();
    }
    //有参数构造方法
    public Maintainer(String id, String name) {
        super(id, name);
    }
}

定义JavaEE工程师继承研发部员工类，重写工作方法

public class JavaEE extends Developer {
    //空参数构造方法
    public JavaEE() {
        super();
    }
    //有参数构造方法
    public JavaEE(String id, String name) {
        super(id, name);
    }
    @Override
    public void work() {
        System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工，正在研发淘宝网站");
    }
}

定义Android工程师继承研发部员工类，重写工作方法

public class Android extends Developer {
    //空参数构造方法
    public Android() {
        super();
    }
    //有参数构造方法
    public Android(String id, String name) {
        super(id, name);
    }

    @Override
    public void work() {
        System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工，正在研发淘宝手机客户端软件");
    }
}

定义Network网络维护工程师继承维护部员工类，重写工作方法

public class Network extends Maintainer {
    //空参数构造方法
    public Network() {
        super();
    }
    //有参数构造方法
    public Network(String id, String name) {
        super(id, name);
    }

    @Override
    public void work() {
        System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工，正在检查网络是否畅通");
    }
}

定义Hardware硬件维护工程师继承维护部员工类，重写工作方法

public class Hardware extends Maintainer {
    //空参数构造方法
    public Hardware() {
        super();
    }
    //有参数构造方法
    public Hardware(String id, String name) {
        super(id, name);
    }

    @Override
    public void work() {
        System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工，正在修复打印机");
    }
}

在测试类中，创建JavaEE工程师对象，完成工作方法的调用

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //创建JavaEE工程师员工对象，该员工的编号000015，员工的姓名 小明
        JavaEE ee = new JavaEE("000015", "小明");
        //调用该员工的工作方法
        ee.work();
    }
}

image.png

最后编辑于：2019.10.10 14:08:38

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第12章 面向对象第四讲

1 构造方法

1.1 构造方法介绍

1.2 构造方法调用和内存图解

1.3 默认构造方法和构造方法重载

1.4 构造方法和一般方法区别

2 this关键字

2.1 this调用构造方法

2.2 this的原理图解

2.3 成员变量和局部变量同名问题

2.4 this的应用

3 super关键字

3.1 子父类中构造方法的调用

3.2 子类对象创建过程的细节

3.3 super应用

4 综合案例---完整的员工类

4.1 案例介绍

4.2 案例分析

4.3 案例代码实现

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第12章面向对象第四讲