类的知识点案例

类的补充案例

案例1类的定义

一'案例描述

1、考核知识点

类的定义

2、练习目标

＞掌握类定义的格式

＞掌握如何在类中定义成员变量和成员方法

3、需求分析

在程序中，设计一个表示学生的类，该类具有以下属性和方法：

•该类具有表示姓名的属性name

•该类具有表示年龄的属性age

•该类具有表示说话行为的方法speak,并且用于输出学生的姓名和年龄

4、设计思路(实现原理)

1)使用class关键字定义一个表示学生类型的类，类名为Student。

2)在Student类中定义两个成员变量name和age,分别用来表示姓名和年龄。其中，name的数

据类型为String,变量age的数据类型为into

3)在Student类中定义一个表示说话行为的speak()方法，用于输出学生的姓名和年龄。

二,案例实现

class

Student{Str

ingname;

intage;

voidspeak(){

System.out.printin("我的名字是"+name+"»今年"+age+"岁”)；

)

三、案例总结

1、Java语言严格区分大小写，class和Class是不同的，在定义类是只能使用class关键字

2、在例程中，成员变量name是String类型，String表示一个字符串，后面的章节会详细讲解

3、思考一下：自己定义一个手机(Phone)类，在类中定义品牌(brand)和价格(price)属性，定义打电话的

call。方法，代码如下所示

publicclassPhone

{Stringbrand;

doubleprice;

voidcall(){

n

System.out.printIn(hizhowareyoudoing");

}

案例2对象的创建及对象内存图

一、案例描述

1、考核知识点

对象的创建和引用

2、练习目标

>掌握创建对象的方式

>了解对象在内存中的状态

3、需求分析

根据定义的Student类，创建一个学生对象，该学生对象的姓名为张三，年龄为18,然后调用speak

方法输出所创建对象的姓名和年龄。

4、设计思路(实现原理)

1)定义一个类Example。1

2)在ExampleOl类的main()方法中，使用new关键字创建一个学生对象，并定义变量si引用该

对象。

3)为变量si所引用的学生对象赋值，其中，name属性的值为张三，age属性的值为19.

4)通过变量si调用speak方法，输出si对象的姓名和年龄。

二、案例实现

定义ExampleOl类，其代码如下：

publicclassExampleOl{

publicstaticvoidmain(String[]args)

{Studentsi=newStudent();

si.name="张三”;

si・age=19;

si・speak();

}

}

运行程序，结果如下所示：

2

a命令提示符

D：XsanplePackage>jauaExample。!.

我的名字是张三，今年19岁

三、案例总结

1、创建类的实例对象使用new关键字，其格式为:类名变量名=new类名（）。

2、在代码Studentsi=newStudent。;中，newStudent。的作用是创建一个Student类的实例对象，虚拟

机会在内存中为这个对象开辟一块空间，并给这块空间分配一个地址，“=”的作用是将Student对象所占

用内存空间的地址赋值给变量si,这样si便持有了Student对象的引用，可以通过si来访问该对象的成

员并进行赋值。为了更加深刻地了解这句代码的含义，下面通过一张内存图来演示，具体如下所示：

内存r

newStudent()、

(对象［出澄namely

/°x3000age=19

Students10x3000

speak()

案例3一个类创建多个对象

一、案例描述

I、考核知识点

对象的创建和引用

2、练习目标

>理解根据同一个类创建的不同实例对象，各自拥有的成员变量和成员方法是独立的，互不影

响的。

3、需求分析

根据定义的Student类，在例程2的基础上，创建第二个学生对象，该学生对象的姓名为李四，

年龄为20,然后通过调用speak方法输出第二个学生对象的姓名和年龄。

4、设计思路（实现原理）

1）在Example类中创建第二个Student对象，并使用变量s2引用该对象

2）为变量s2所引用的学生对象赋值，其中，name的值为李四，age的值为20。

3）通过变量s2调用speak方法，输出s2对象的姓名和年龄。

3

二、案例实现

1、对案例2中的代码进行修改，如下所示：

publicclassExampleOl{

publicstaticvoidmain(String[]args)

{Studentsi=newStudent();

si.name="张三”；

si,age=18;

si.speak();

Students2=newStudent();

si.name="李四

si.age=20;

si,speak();

}

}

运行程序，结果如下所示：

|打命令提示符M回

□

|D：\samplePackage>javaExampleOl

三，今年19岁

四，今年20岁

LrJ

三、案例总结

一个类可以创建多个对象，虚拟机会为每一个对象分配一块内存空间，在各自独立的空间中，每个对

象都拥有各自独立成员变量和成员方法，彼此互不影响。在上面的代码中，创建了两个Student的实例对

象，由于每个对象拥有各自独立的属性，因此在程序中使用="李四”和s2.age=20语句只是修改

了第二个Student对象的属性，对第一个Student对象的属性值没有任何影响。为了更加直观地了解代码的

运行情况，下面我们画出两个Student实例对象在内存中的状态图，如下所示：

if,J

newStudent()f,

name=张三

age=19

speak()

newStjjdent()

name=李四

age=20

speak()

4

案例4不同变量引用同一个对象

一、案例描述

1、考核知识点

对象的引用

2、练习目标

＞掌握使用两个或者多个变量引用同一个实例对象。

3、需求分析

在程序中，一个对象可能在多处使用，这样就可能需要有多个变量来引用这个对象。例如，在案

例2的基础上，创建第三个学生对象，该对象使用变量S3引用，请思考，如果将s2对象赋值给S3,S3

对象调用speak。方法后，程序的运行结果是什么？

4、设计思路(实现原理)

1)在ExampleOl类中创建第三个Student对象，并使用变量s3引用该对象

2)将s2的值赋给s3,然后使用s3调用speak。方法。

二、案例实现

1、对案例3中的代码进行修改，如下所示：

publicclassExampleOl{

publicstaticvoidmain(String[]args)

{Studentsi=newStudent();

si.name="张三”；

si,age=18;

si.speak();

Students2=newStudent();

s2.name=”李四，

s2•age=20;

s2.speak();

Students3=newStudent();

s3=s2;

s3.speak();

}

}

运行程序，结果如下所示：

5

友命令提示符

9s驾a□

D:的ep>JEx

是

^amacsre人av^

名

^年19

Z__I

的

是

^览^

名

?年20

w

的

是

我

岁

名

77.年20

三、案例总结

1、StudentS3=s2这句代码的作用是将s2引用的内存地址赋值给s3,换句话说，就是使变量s3和s2

引用了同一个Student对象，因此s3.speak。方法和s2.speak()方法打印的结果相同。为了更加深刻地了解这

句代码的含义，下面通过一张内存图来演示，具体如下所示：

一”~一------

//嘀存newStudent()

name=张三

age=19

S1

speak()

2、可以使用两个或者多个变量引用同一个实例对象，只要通过其中一个变量对该对象的属性进行修

改，使用其它引用变量访问时，访问的都是修改后的属性。

案例5垃圾对象

一、案例描述

1、考核知识点

垃圾对象

2、练习目标

＞理解对象不被任何对象引用时，就会变成垃圾对象。

3、需求分析

每个创建的对象都有自己的生命周期，对象只有在有效的生命周期内被使用。请思考，变量si

在指向Student对象和null两种情况下，调用speak()方法有什么不同？

4、设计思路(实现原理)

1)定义测试类ExampleO2,并在main()方法中创建一个Student对象，该对象使用变量si引用。

2)通过变量si调用speak。方法

3)将si的值设置为null。

4)再次通过si调用speak。方法

6

二、案例实现

定义Example02类，代码如下所示:

publicclassExample02{

publicstaticvoidmain(String[]args)

{Studentsi=newStudent();

si,speak();

si=null;

si.speak();

)

}

程序编译时发生了错误，如下所示：

cT命令提示符

D：\samplePackage>javaExample02

我的名字是张三，今年19岁

Exceptioninthread"main"jaua.lang.NullPointerException

atExa(nple02.main<Exanple02.java：6>

三、案例总结

1、null是一种特殊的常量，当一个变量的值为null时，表示该变量不引用任何一个对象。因此，当执

行完si=null语句后，si不再引用Student对象，这时Student对象就变成了垃圾对象，如果再次通过si

变量去调用它的speak()方法就会发生异常。上面程序的运行过程，可以通过一张图例来表示，如下所示：

Students1=newStudent();—>s1-----XStudernx^)

s1=null;—>s1(Student过委>

null

2、思考一下：如果有两个Student类型的变量s2和s3引用同一个Student对象，这时如果把s2置为

null,那么这个Student对象会变成垃圾对象吗？下面通过一张图例对这种情况进行演示，如下所示：

Students2=newStudent();——s2卜Yjjtuden诲至1

从图中可以看出，当将变量s2置为null后，变量S3仍然引用Student对象，因此这个对象不会变成垃

7

圾对象

3、异常简单来说就是在程序执行过程中发生的错误，空指针异常是异常的一种。在本案例中，大家

不需要对异常进行深究，后面的章节会进行详细地讲解。

案例6垃圾回收机制

一、案例描述

1、考核知识点

垃圾回收机制

2、练习目标

＞掌握垃圾回收机制的特点

＞掌握垃圾回收相关的方法

3、需求分析

垃圾对象会占用一定的内存空间，当垃圾对象积累到一定程度后，Java虚拟机会自动进行垃圾回

收。但是，如果希望程序可以及时通知Java虚拟机回收垃圾对象，可以通过System.gc()方法强制启动垃圾

回收器回收垃圾。需要注意的是，在调用System.gc()方法之前，还会调用finalize。方法。请对Student类

进行修改，编写一个测试类观察System.gc()和finalize。方法的执行情况。

4、设计思路(实现原理)

1)对Sludent类进行修改，该类中对finalize。方法进行重写。

2)编写测试类Example02,创建若干个Student对象，然后调用System.gc()方法通知垃圾回收

期回收垃圾

3)为了延长程序的执行时间，可以编写一个简单的循环语句。

二'案例实现

1＞对Studenl类进行修改，代码如下所示：

classStudent{

publicvoidfinalize(){

System,out.printIn("垃圾对象被I可收了“);

)

)

2、对Example02类进行修改，代码如下所示：

publicclassExample02{

publicstaticvoidmain(String[]args){

newStudent();

newStudent();

System.gc();

for(inti=0;i＜1000000;i++){

//延长程序结束:时间

}

}

8

运行程序，结果如下所示:

三、案例总结

1、从运行结果可以看到，两个Student对象的finalize。方法都被调用了，这表示两个对象作为垃圾被

回收了。如果把System.gc()这行代码注释，会发现命令行窗口不会打印任何内容，这说明对象在变成垃圾

后不会被立即回收，同时也验证了System.gc()方法的作用。

2、由于System.gc()方法只是通知Java虚拟机尽快进行垃圾回收，这意味着垃圾回收器也可能不会马

上运行，因此，在程序的最后使用了一个for循环来延长程序运行的时间，从而确保能够看到垃圾对象被

回收的过程。

3、Student类中定义的finalize。方法其签名必须是public(protected)voidfinalize()[throwThrowable]{},

这样做的原因会涉及到后面的一些知识，比如类的继承、Object类、方法的重写、异常等等，同学们在学

完这些内容后就会明白其中的道理。

案例7类的封装

一、案例描述

1、考核知识点

类的封装

2、练习目标

>了解为什么要对类进行封装

>了解如何实现类的封装

3、需求分析

在案例2中，si对象的年龄是可以随便赋值的，如果将age的值赋值为-30,显然违背了事实。

请根据需求，对Student类进行修改，通过封装来实现对年龄的限制。

4、设计思路(实现原理)

1)编写测试类Example03,将属性age的值设为-30,演示不合理现象。

2)对Student类进行修改,将name和age属性使用private修饰,然后定义getName()ssetName(String

n)、getAge()和setAge(inta)四个对外访问name和age的方法。

3)在setAge(inta)方法中对传入的参数进行检查，如果输入值为负数，则打印出“设置的年龄不

合法”，如果不为负数，才将其设置为age属性的值。

4)对Example03类进行修改，在main。方法中创建Student类的实例对象，通过调用对象的

setName(Stringn)和setAge(inta)方法来设置的name属性和age属性值，并调用speak。方法。

9

案例实现

1、定义ExampleO3类,代码如下所示:

publicclassExample03{

publicstaticvoidmain(String[]args)

{Studentsl=newStudent();

sl.name="小新”；

si.age=-30;

si.speak();

}

}

运行程序，结果如下所示:

从上图可以看出，当将age的值设置为-30后，程序不会报错，但却违背了现实。

2、对Student类进行封装，其代码如下：

classStudent{

privateStringname="张三”；

privateintage=19;

publicStringgetName(){

returnname;

)

publicvoidsetName(Stringn){

name=n;

}

publicintgetAge(){

returnage;

)

publicvoidsetAge(inta){

//对传入的参数进行检查

if(a<0){System.out.printin("设置的年龄

不合法”);

}else{

age=a;

)

}

voidspeak(){

System.out.printin("我的名字是“+name+">今年"+age+"岁”)；

}

10

3、对ExampleO3类进行修改，代码如下所示：

publicclassExample03{

publicstaticvoidmain(String[]args)

{Studentsi=newStudent();

si.setName("小新”);

si・setAge(-30);

si.speak();

}

}

4、运行程序，结果如下图所示：

三、案例总结

1xStudent的name和age属性使用private关键字修饰为私有后，在Example03类中不能再使用

和sl.age的方式访问这两个属性，只能通过public类型的setName(Stringn)和setAge(inta)方法进行访问。

在上面的代码中，调用setAge(inta)方法时的传入参数为・30,由于参数小于0,会打印出“设置的年龄不

合法”，并不会被将负数赋值给age属性。由此可见，只要实现了封装就能对外界的访问进行控制，避免对

私有变量随意修改而引发问题。

2、思考一下：定义一个Division类(除法)，类中定义两个ini类型的私有成员变量dividend(被除数)和

divisor(除数)，默认值都为1。定义四个公有方法setDividend(inlmDividend)、getDividend()>setDivisor(int

mDivisor)和getDivisor。对这两个私有属性进行访问。在setDivisor(intmDivisor)方法中对传入的参数进行检

查，如果传入值为零则打印“除数不能为零”，如果不为零，才将其设置为divisor属性的值。

定义Example04类，在类的main。方法中创建Division对象，分别调用setDividend(intmDividend)和

setDivisor(intmDivisor)方法给两个私有属性dividend和divisor赋值,然后打印出dividend/divisor的结果。

(1)定义Division类，代码如下所示：

publicclassDivision

{privateintdividend=

1;privateintdivisor=

1；

publicvoidsetDividend(intmDividend){

dividend=mDividend;

}

publicintgetDividend(){

returndividend;

)

publicvoidsetDivisor(intmDivisor){

if(mDivisor==0)

{System.out.println("除数不能为零

n)；

}else{

divisor=mDivisor;

11

)

)

publicintgetDivisor(){

returndivisor;

⑵定义Example04类，代码如下所示：

publicclassExample04{

publicstaticvoidmain(String[]args)

{Divisiondivision=newDivision();

division.setDividend(10);

division.setDivisor(0);

intdividend=division.getDividend();

intdivisor=division.getDivisor();

System.out.printIn(dividend/divisor);

}

)

运行程序，结果如下所示：

京命令提示符■回

D：\samplePackage＞javaExample04

除数不能为零

10

从运行结果可以看出，由于实现了Division类的封装，在setDivisor(intmDivision)方法中对传入的除

数值进行检查，从而避免了程序中出现除数为0的错误。

案例8定义无参的构造方法

一、案例描述

1、考核知识点

构造方法的定义

2、练习目标

＞掌握如何定义构造方法

＞掌握构造方法的执行情况

3、需求分析

当通过new关键字创建对象的时候，都会调用类的构造方法。请在Student类中定义一个无参的

构造方法，编写一个测试类，演示创建Student对象时，构造方法的调用情况。

4、设计思路(实现原理)

1)定义一个Student类，并在类中定义一个无参的构造方法

2)编写一个测试类Example05,在main()方法中创建一个对象。

12

二、案例实现

1、对Student类进行修改，代码如下所示：

classStudent{

publicStudent(){

System.out.printin("构造方法被调用了“);

)

)

2＞定义Example05类，代码如下所示：

publicclassExample05{

publicstaticvoidmain(String[]args)

{Studentsi=newStudent();

}

)

运行程序，结果如下所示：

京命令提示符

D：\samplePackage＞jauaExample05fil

构造方法被调用了

Id

三、案例总结

1、代码newStudent。会创建一个Student的实例对象，同时会调用构造方法Student。，因此程序打印

出了“构造方法被调用了

2、构造方法名的前面没有返回值类型的声明，也不能有void关键字

案例9定义有参的构造方法

一、案例描述

1＞考核知识点

构造方法的定义

2、练习目标

＞掌握有参构造方法的定义方式

＞理解系统自动分配无参的构造方法

3、需求分析

如果希望创建对象的时候，可以为属性赋值，可以定义有参的构造方法•请在Student类中定义

一个有参数的构造方法，编写测试类Example06,并在创建Student对象时，为对象的age属性赋值。

4、设计思路（实现原理）

1）定义一个Student类，并在类中定义一个有参数的构造方法，该参数用于为age属性赋值

2）编写一个测试类Example06,在main（）方法中创建一个对象，并为age属性赋值。

13

二、案例实现

1、对Student类进行修改，代码如下所示：

classStudent{

intage;

publicStudent(intmAge){

age=mAge;

}

)

2、定义Example06类，代码如下所示：

publicclassExample06{

publicstaticvoidmain(String[]args)

{Studentsi=newStudent(20);

System.out.printIn("age属性的值为：H+sl.age);

)

}

运行程序，结果如下所示：

I式命令提示符

□

D：\samplePackage>jauaExampleOG

age属性的值加2。

三、案例总结

1、从运行结果可以看出，newStudent(20)语句调用了有参的构造方法Student(intmAge),动态地将20

传递给了age属性。和普通方法一样，构造方法中同样可以接收多个参数，只要在使用new关键字创建对

象时，传入数量相同和类型一致的参数，就可以自动地调用对应的构造方法。

2、思考一下：在Example06的main()方法中是否能够使用newStudent。创建对象呢？答案是否定的，

因为newStudent。会调用无参的构造方法，而本案例的Student类中并没有定义无参的构造方法。

有些同学肯定会问，案例9之前的Student类都没有定义无参的构造方法，却能使用newStudent()

创建对象，本案例为什么不行呢？这是因为一个类中如果没有定义构造方法，系统会默认为其分配一个方

法体为空的无参构造方法，而一旦定义了构造方法，系统就不再提供默认的构造方法。本案例中由于我们

定义了一个有参的构造方法，所以系统不会默认分配无参的构造方法，如果通过newStudent。去调用无参

的构造方法，程序就会发生错误。

案例10构造方法的重载

一\案例描述

1、考核知识点

构造方法的重载

14

2、练习目标

A掌握如何在类中定义重载的构造方法

3、需求分析

和普通方法一样，构造方法也可以重载。通过调用不同的构造方法，可以为不同的属性进行赋值。

请在Student类中定义三个重载的构造方法，编写测试类Example07,通过创建对象的方式演示不同

构造方法的调用情况。

4、设计思路（实现原理）

1）对Student类进行修改,在类中定义三个重载的构造方法,包括无参的构造方法,接收一个String

类型参数的构造方法，接收String类型和int类型两个参数的构造方法。

2）编写测试类ExampleO7,在mian（）方法中，分别使用三个重载的构造方法创建三个Student对

象。

二、案例实现

1、对Student类进行修改，代码如下所示：

classStudent{

publicStudent(){

System.out.printIn("无参的构造方法”);

)

publicStudent(Stringname){

System.out.printin("一个参数的构造方法");

}

publicStudent(Stringname,intage){

System.out.printIn("两个参数的构造方法”);

}

)

2、定义Example07类，代码如下所示：

publicclassExample07{

publicstaticvoidmain(String[]args)

{Studentsi=newStudent();

Students2=newStudent("Rose");

Students3=newStudent("Rose",23);

}

运行程序，结果如下所示:

P□

pl构

ep造

ka番

>j称

&:X参S

无

an的

ac方

ge方

__I

数

的

个

方

参

构

一

造

数

的

个

两

参

构

LJ

15

三、案例总结

在一个类中可以定义多个重载的构造方法，在创建对象时，根据传入参数的不同会调用相应的构造方

法。

案例11this关键字访问类的成员

一、案例描述

1、考核知识点

this关键字访问类的成员

2、练习目标

＞掌握使用this关键字访问类的成员

3、需求分析

在定义的方法中，难免会出现局部变量和成员变量重名的现象，为了避免这种现象，可以使用this

关键字。例如，在案例7定义的setName(Stringn){name=n}方法中，如果将参数n的名称修改为name,

势必会造成参数名与成员变量名发生冲突。请对案例7中Student类进行修改，使用this关键字将

selName。方法中的成员变量和局部变量加以区分。

4、设计思路(实现原理)

1)对Student类进行修改，将setName。方法中的参数名改为name,使用=name区分成

员变量和局部变量。

2)编写测试类ExampleO8,在main。方法中创建Student对象，并调用setName。方法和getName()

测试程序。

二、案例实现

1、对Student类进行修改，代码如下所示：

classStudent{

privateStringname;

publicvoidsetName(Stringname){

=name;

)

publicStringgetName(){

returnname;

)

)

2^定义Example08类，代码如下所示：

publicclassExample08{

publicstaticvoidmain(String[]args)

{Studentsi=newStudent();

si・setName("Lily");

16

Stringname=si.getName();

System.out.printin("我的名字叫"+name);

}

)

运行程序，结果如下所示：

三、案例总结

1、setName(Stringname)方法中的参数名和成员变量相同，为了区分两者，在方法中使用了this关键

字，this可以理解为是调用这个方法的对象的引用，因此表示这个对象的成员变量name。

2^在getName。方法中，使用return语句返回了一个name变量的值，而在该方法中并没有定义名为

name的局部变量，因此，返回的是成员变量name,即0由于在getName。方法中不存在同名的

成员变量和局部变量的冲突，this关键字是可以省略的。

3、思考一下：在一个方法中如何去访问其它的成员方法呢？这和在方法中访问成员变量是一样的，

也可以使用this关键字。例如在Student类中定义两个方法sleep。和snore(),如果要在sleep。方法中访问

snore。方法，可以通过this.snore。的方式，代码如下所示：

classStudent{

voidsleep(){

this.snore();

)

voidsnore(){

)

}

Java语言中，由于在方法中不能再定义方法，所以不会出现类似成员变量和局部变量冲突的问题，因

此在一个方法中访问其它成员方法，this关键字都可以省略。

案例12this关键字访问构造方法

一、案例描述

1、考核知识点

this关键字访问构造方法

2、练习目标

＞掌握如何在构造方法中使用this关键字访问重载的构造方法

3、需求分析

如果一个类中定义了多个重载的构造方法，为了避免在重载的构造方法中书写重复的代码，可以

在一个构造方法中使用this关键字调用其它的构造方法。请在Student类中创建多个重载的构造方法,

编写一个测试类演示如何使用this关键字访问构造方法。

17

4、设计思路(实现原理)

1)在Student类中创建多个重载的构造方法，

2)在重载的构造方法中使用this关键字调用其它的构造方法。

3)编写测试类Example。%在mian()方法中，调用其中的一个构造方法创建对象，演示使用this

关键字访问构造方法的执行顺序。

二,案例实现

1、对Student类进行修改，代码如下所示：

classStudent{

publicStudent(){

System.out.printIn("无参的构造方法”);

}

publicStudent(Stringname){

this();

System.out.printIn("一个参数的构造方法”);

}

publicStudent(Stringname,intage){

this(name);

System.out.printIn("两个参数的构造方法”);

)

)

2、定义Example09类，代码如下所示：

publicclassExample09{

publicstaticvoidmain(String[]args)

{Studentsi=newStudent("Jack",

22);

运行程序，结果如下所示:

aa

ka>j

ac售i

方9e

方

方

构

造

构

三、案例总结

1、从运行结果可以看出，三个构造方法都被调用了，为了更加清楚地了解三个构造方法的执行顺序,

下面通过一张图例进行说明：

18

Student()