Java面向对象编程深入解析

# Java面向对象编程深入解析 ## 1. 方法基础 ### 1.1 方法的定义与结构 在Java中，语句通常组织为方法，其基本结构如下： ```java <return type> <method name>(<list of parameter types>){ <method body that is a sequence of statements> } ``` 方法包含名称、输入参数（可以没有）、位于`{}`内的方法体以及返回类型（若不返回值则使用`void`关键字）。方法名和参数类型列表共同构成方法签名，输入参数的数量称为元数。 ### 1.2 方法签名的判断 两个方法若具有相同的名称、元数和输入参数类型序列，则它们具有相同的签名。例如： ```java double doSomething(String s, int i){ //some code goes here } double doSomething(String i, int s){ //some code other code goes here } ``` 这两个方法具有相同的签名，尽管方法内部代码可能不同。而下面两个方法签名不同： ```java double doSomething(String s, int i){ //some code goes here } double doSomething(int s, String i){ //some code other code goes here } ``` 仅仅参数顺序的改变就会使签名不同，即使方法名相同。 ### 1.3 Varargs参数 Varargs（可变参数）是一种特殊的参数类型，通过在类型后加三个点声明。在介绍Varargs之前，先简单了解一下Java中的数组，数组是一种存储相同类型元素的数据结构，元素通过数字索引引用。 下面是使用Varargs声明方法参数的示例： ```java String someMethod(String s, int i, double... arr){ //statements that compose method body } ``` 当调用`someMethod`方法时，Java编译器从左到右匹配参数，遇到最后一个Varargs参数时，会将剩余参数创建为一个数组并传递给方法。示例代码如下： ```java public static void main(String... args){ someMethod("str", 42, 10, 17.23, 4); } private static String someMethod( String s, int i, double... arr){ System.out.println(arr[0] + ", " + arr[1] + ", " + arr[2]); //prints: 10.0, 17.23, 4.0 return s; } ``` Varargs参数可作为方法的最后一个或唯一参数，这也是有时会看到`main`方法这样声明的原因。 ## 2. 构造函数 ### 2.1 构造函数的作用 当创建对象时，JVM会使用构造函数来初始化对象状态，为所有声明的属性赋值。若类中未声明构造函数，JVM会为属性赋予默认值。对于基本类型，整数类型默认值为0，浮点类型为0.0，布尔类型为false；对于其他Java引用类型，默认值为`null`。 ### 2.2 显式声明构造函数 可以根据需要显式声明任意数量的构造函数，每个构造函数接受不同的参数集来设置初始状态。示例如下： ```java class SomeClass { private int prop1; private String prop2; public SomeClass(int prop1){ this.prop1 = prop1; } public SomeClass(String prop2){ this.prop2 = prop2; } public SomeClass(int prop1, String prop2){ this.prop1 = prop1; this.prop2 = prop2; } // methods follow } ``` 若某个属性未通过构造函数设置，会自动赋予相应类型的默认值。 ### 2.3 父子类构造函数调用 当多个类存在继承关系时，先创建父对象。若父对象的属性需要非默认初始值，子构造函数的第一行必须使用`super`关键字调用父构造函数。示例如下： ```java class TheParentClass { private int prop; public TheParentClass(int prop){ this.prop = prop; } // methods follow } class TheChildClass extends TheParentClass{ private int x; private String prop; private String anotherProp = "abc"; public TheChildClass(String prop){ super(42); this.prop = prop; } public TheChildClass(int arg1, String arg2){ super(arg1); this.prop = arg2; } // methods follow } ``` 在上述代码中，`TheChildClass`添加了两个构造函数，一个总是将42传递给`TheParentClass`的构造函数，另一个接受两个参数。注意，`x`属性声明但未显式初始化，创建`TheChildClass`对象时会设置为`int`类型的默认值0；`anotherProp`属性显式初始化为`"abc"`，否则会初始化为`null`。 ### 2.4 无需显式定义构造函数的情况 逻辑上，有三种情况不需要在类中显式定义构造函数： - 当对象及其父类都没有需要初始化的属性时； - 当每个属性在类型声明时就进行了初始化（例如`int x = 42`）； - 当属性的默认初始化值足够时。 不过，即使满足上述三个条件，也可能会实现构造函数，例如需要执行一些初始化外部资源（如文件或数据库）的语句。 ### 2.5 显式构造函数与默认构造函数 一旦添加了显式构造函数，默认构造函数将不再提供。例如以下代码会产生错误： ```java class TheParentClass { private int prop; public TheParentClass(int prop){ this.prop = prop; } // methods follow } class TheChildClass extends TheParentClass{ private String prop; public TheChildClass(String prop){ //super(42); //No call to the parent's constructor this.prop = prop; } // methods follow } ``` 为避免错误，可以在`TheParentClass`中添加无参数构造函数，或者在子构造函数的第一行调用父类的显式构造函数。以下代码不会产生错误： ```java class TheParentClass { private int prop; public TheParentClass() {} public TheParentClass(int prop){ this.prop = prop; } // methods follow } class TheChildClass extends TheParentClass{ private String prop; public TheChildClass(String prop){ this.prop = prop; } // methods follow } ``` 构造函数虽然看起来像方法，但它不是方法，也不是类的成员。构造函数没有返回类型，且名称总是与类名相同，其唯一目的是在创建类的新实例时被调用。 ## 3