Java中Object和Class类的使用

### Java 中 Object 和 Class 类的使用 在 Java 面向对象编程中，`Object` 类和 `Class` 类是非常重要的两个类。`Object` 类是所有类的基类，而 `Class` 类则用于获取对象类型的信息。虽然这些内容有些技术化，很多 Java 程序员可能多年不理解或使用它们也能正常工作，但了解这些知识有助于解释 Java 中一些不符合预期的现象，还可能在遇到难题时帮助我们找到解决方案。 #### 1. 万物之母：Object 类 在 Java 里，每个类最终都会继承 `Object` 类，该类为所有 Java 对象提供了一组方法。 ##### 1.1 每个对象都是 Object 类型 任何没有 `extends` 子句的类都会隐式继承 `Object` 类，所以我们无需编写 `public class Product extends Object` 这样的代码。若子类的 `extends` 子句指定了非 `Object` 的父类，该类依然会继承 `Object` 类，因为继承层次最终会到达一个没有 `extends` 子句的父类，这个父类继承 `Object` 类并将其传递给所有子类。例如： ```java public class Manager extends SalariedEmployee... public class SalariedEmployee extends Employee... public class Employee extends Person... public class Person... ``` `Manager` 类间接继承 `Object` 类，因为它继承 `SalariedEmployee`，`SalariedEmployee` 继承 `Employee`，`Employee` 继承 `Person`，而 `Person` 继承 `Object` 类。在 Java 中，创建不继承 `Object` 类的类是不可能的。 ##### 1.2 将 Object 作为类型 如果我们不知道或不关心变量引用的对象类型，可以将其类型指定为 `Object`。例如： ```java Object emp = new Employee(); ``` 但这样做后，由于编译器不知道 `emp` 是 `Employee` 类型，所以一些操作无法进行。比如 `Employee` 类有 `setLastName` 方法，以下代码无法编译： ```java Object emp = new Employee(); emp.setLastName("Smith"); // error: won't compile ``` 不过，我们可以将对象强制转换为 `Employee` 类型： ```java Object emp = new Employee(); ((Employee)emp).setLastName("Smith"); // this works ``` 但这样做意义不大，不如一开始就将 `emp` 声明为 `Employee` 类型。不过，在某些情况下，将变量、参数或返回类型声明为 `Object` 是有意义的。例如，Java API 中的 `ArrayList` 类有一个 `add` 方法，其参数类型为 `Object`，这使得我们可以使用 `ArrayList` 类创建任何类型对象的集合。 ##### 1.3 Object 类的方法 以下是 `Object` 类的所有方法： | 方法 | 作用 | | --- | --- | | `protected Object clone()` | 返回该对象的一个副本 | | `boolean equals(Object obj)` | 指示该对象是否等于 `obj` 对象 | | `protected void finalize()` | 当对象被垃圾回收器销毁时调用 | | `Class getClass()` | 返回一个表示该对象运行时类的 `Class` 对象 | | `int hashCode()` | 返回该对象的哈希码 | | `void notify()` | 用于线程应用程序，唤醒等待该对象的一个线程 | | `void notifyAll()` | 用于线程应用程序，唤醒等待该对象的所有线程 | | `String toString()` | 返回该对象的字符串表示形式 | | `void wait()` | 使该对象的线程等待，直到另一个线程调用 `notify` 或 `notifyAll` | | `void wait(Long timeout)` | `wait` 方法的变体 | | `void wait(Long timeout, int nanos)` | `wait` 方法的另一种变体 | 其中，`notify`、`notifyAll` 和三个 `wait` 方法与线程相关。下面是其余六个方法的介绍： - **`clone`**：常用于复制对象，在自定义类中重写此方法很常见。 - **`equals`**：常用于比较对象，任何表示可比较对象的类都应重写此方法。 - **`finalize`**：当垃圾回收器意识到对象不再使用并可丢弃时调用，其目的是让对象在被丢弃前进行清理工作，但由于 Java 垃圾回收器的工作方式，不能保证该方法一定会被调用，因此不常用。 - **`getClass`**：有时会与 `Class` 类一起使用。 - **`hashCode`**：每个 Java 对象都有哈希码，在使用哈希表时该方法比较重要。 - **`toString`**：Java 中最常用的方法之一。 需要注意的是，基本数据类型（如 `int` 和 `double`）不是对象，它们不继承 `Object` 类，也无法访问上述方法。例如： ```java int x = 50; String s = x.toString(); // error: won't compile ``` 若要将 `int` 转换为字符串，可以使用包装类，如 `Integer`： ```java String s = new Integer(x).toString(); // OK ``` 或者使用包装类的静态 `toString` 方法： ```java String s = Integer.toString(x); ``` 也可以使用编译器的快捷方式： ```java String s = "" + x; ``` #### 2. toString 方法 `toString` 方法返回对象的字符串表示形式，默认情况下，它返回对象类名加上其哈希码。 ##### 2.1 使用 toString 方法 以下是一个简单的程序，展示了 `toString` 方法的使用： ```java public class TestToString { public static void main(String[] args) { Employee emp = new Employee("Martinez", "Anthony"); System.out.println(emp.toString()); } } class Employee { private String lastName; private String firstName; public Employee(String lastName, String firstName) { this.lastName = lastName; this.firstName = firstName; } } ``` 运行该程序，控制台会输出类似 `Employee@82ba41` 的内容，其中哈希码在不同系统上可能不同。实际上，在这个例子中，显式调用 `toString` 方法并非必要，因为 `println` 方法会自动调用传入对象的 `toString` 方法，我们可以直接写 `System.out.println(emp)`。 ##### 2.2 重写 toString 方法 默认的 `toString` 方法在大多数情况下用处不大。例如，仅通过查看哈希码，我们无法了解 `Employee` 对象的实际信息。若能让 `toString` 方法返回对象的实际数据，如员工姓名，会更有意义。为此，我们需要在类中重写 `toString` 方法。在 Jav