Java类的定义与使用：初始化、构造函数及对象操作

### Java 类的定义与使用：初始化、构造函数及对象操作 在 Java 编程中，类的定义和使用是非常重要的部分。本文将详细介绍 Java 类的数据成员初始化、初始化块、构造函数、对象创建、对象传递以及类的实际应用等方面的内容。 #### 1. 数据成员初始化 在 Java 中，我们可以为类的静态成员和普通非静态成员提供初始值。例如，在 `Sphere` 类中： ```java class Sphere { static final double PI = 3.14; // 具有固定值的类变量 static int count = 0; // 用于计数对象的类变量 // 实例变量 double radius = 5.0; // 球体的半径 double xCenter = 10.0; // 3D 坐标 double yCenter = 10.0; // 球心的坐标 double zCenter = 10.0; // 球心的坐标 // 类的其他部分... } ``` 这样，每个 `Sphere` 类型的对象初始时半径为 5.0，球心位于点 (10.0, 10.0, 10.0)。 然而，有些数据成员不能用单个表达式进行初始化。比如，当数据成员是一个需要通过某种计算来初始化的大数组时，就需要使用初始化块。 #### 2. 使用初始化块 初始化块是位于花括号之间的代码块，在类的对象创建之前执行。初始化块分为两种： - **静态初始化块**：使用 `static` 关键字定义，在类加载时执行一次，只能初始化类的静态数据成员。 - **非静态初始化块**：为每个创建的对象执行，因此可以初始化类的实例变量。 下面是一个使用静态初始化块的示例： ```java class TryInitialization { static int[] values = new int[10]; // 静态数组成员 // 初始化块 static { System.out.println("Running initialization block."); for(int i = 0 ; i < values.length ; ++i) { values[i] = (int)(100.0*Math.random()); } } // 列出对象数组中的值 void listValues() { System.out.println(); // 开始新的一行 for(int value : values) { System.out.print(" " + value); // 显示值 } System.out.println(); // 开始新的一行 } public static void main(String[] args) { TryInitialization example = new TryInitialization(); System.out.println("\nFirst object:"); example.listValues(); example = new TryInitialization(); System.out.println("\nSecond object:"); example.listValues(); } } ``` 当编译并运行这个程序时，两个对象的数组值是相同的，因为 `values` 数组是静态的。静态初始化块在类加载时执行一次，为数组生成伪随机整数值。 如果将 `listValues()` 方法声明为静态方法： ```java static void listValues() { System.out.println(); // 开始新的一行 for(int value : values) { System.out.print(" " + value); // 显示值 } System.out.println(); // 开始新的一行 } ``` 并在 `main()` 方法开头添加以下语句： ```java System.out.println("\nNo object:"); TryInitialization.listValues(); ``` 可以通过类名调用该方法，输出数组的值。 如果删除初始化块前的 `static` 修饰符，非静态初始化块将为每个创建的对象执行，两个对象的数组值将不同。 #### 3. 构造函数 在创建类的对象时，会调用一种特殊的方法，即构造函数。如果没有为类定义任何构造函数，编译器会提供一个默认构造函数，它不做任何事情，也不需要指定参数，也被称为无参构造函数。构造函数的主要目的是为正在创建的对象唯一地初始化实例变量。 构造函数有两个特殊特征： - 构造函数从不返回值，并且不能指定返回类型，甚至不能是 `void` 类型。 - 构造函数的名称总是与类名相同。 以下是在 `Sphere` 类中添加构造函数的示例： ```java class Sphere { static final double PI = 3.14; // 具有固定值的类变量 static int count = 0; // 用于计数对象的类变量 // 实例变量 double radius; // 球体的半径 double xCenter; // 3D 坐标 double yCenter; // 球心的坐标 double zCenter; // 球心的坐标 // 类构造函数 Sphere(double theRadius, double x, double y, double z) { radius = theRadius; // 设置半径 // 设置球心的坐标 xCenter = x; yCenter = y; zCenter = z; ++count; // 更新对象计数 } ```