类与对象

概述

类（Class）是对象的模板或蓝图，用来描述一类事物具有的数据（成员变量）和行为（方法）。对象（Object）是类的一个实例，通过 new 关键字根据类「创建」出来。类是抽象定义，对象是具体存在；一个类可以创建多个对象，每个对象拥有各自的数据。

掌握类与对象是 Java 面向对象编程（OOP）的起点，后续的 封装、继承、多态 都建立在这一概念之上。

前置建议

已掌握 变量与数据类型 和 流程控制，能编写带 main 的 Java 程序。

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类的基本语法

类由 class 关键字定义，内部可包含成员变量（描述状态）和方法（描述行为）。

类定义格式

// 修饰符 class 类名 {
//     成员变量（字段）
//     方法
// }
public class Person {
    // 成员变量：描述「人」具有的数据
    String name;
    int age;

    // 方法：描述「人」能做什么
    void sayHello() {
        System.out.println("Hello, I'm " + name);
    }
}

• 类名：使用 PascalCase，与文件名一致（如 Person.java 中类名为 Person）。
• 成员变量：声明在类体内、方法外，每个对象各有一份拷贝。
• 方法：定义在类体内，描述对象的行为；可通过 对象.方法() 调用。

提示

一个 .java 源文件中，public 类最多有一个，且该类名必须与文件名相同。非 public 类可以有多个，但通常一个文件只放一个类，便于维护。

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对象的创建与使用

对象通过 new 类名() 创建，创建后通过引用来访问其成员变量和方法。

基本用法

// 创建对象：new 类名()
Person p1 = new Person();

// 通过引用访问成员变量并赋值
p1.name = "张三";
p1.age = 20;

// 通过引用调用方法
p1.sayHello();   // 输出：Hello, I'm 张三

• Person p1：声明一个「指向 Person 类型对象」的引用变量。
• new Person()：在堆上创建一个 Person 对象，并返回其引用。
• p1.name、p1.age：访问该对象的成员变量。
• p1.sayHello()：调用该对象的方法；方法内部的 name 即当前对象的 name。

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使用示例

示例 1：最简单的类与对象

定义一个表示「书」的类，包含书名和作者两个成员变量，以及一个打印信息的方法。

public class Book {
    String title;
    String author;

    void printInfo() {
        System.out.println("《" + title + "》 - " + author);
    }
}

// 在 main 或其它方法中使用
public static void main(String[] args) {
    Book b = new Book();
    b.title = "Java 核心技术";
    b.author = "Cay S. Horstmann";
    b.printInfo();   // 《Java 核心技术》 - Cay S. Horstmann
}

示例 2：多个对象与引用

一个类可以创建多个对象，每个对象拥有各自的数据；多个引用可以指向同一对象。

Person p1 = new Person();
p1.name = "李四";
p1.age = 25;

Person p2 = new Person();
p2.name = "王五";
p2.age = 30;

// 两个对象，数据互不影响
p1.sayHello();   // Hello, I'm 李四
p2.sayHello();   // Hello, I'm 王五

// 引用赋值：p3 与 p1 指向同一个对象
Person p3 = p1;
p3.age = 26;
System.out.println(p1.age);   // 26，因为 p1 和 p3 指向同一对象

示例 3：带返回值的方法

方法可以带参数和返回值，实现更完整的行为。

public class Rectangle {
    double width;
    double height;

    // 带返回值的方法：计算面积
    double getArea() {
        return width * height;
    }

    // 带参数的方法：设置尺寸
    void setSize(double w, double h) {
        width = w;
        height = h;
    }
}

// 使用
Rectangle rect = new Rectangle();
rect.setSize(3.0, 4.0);
System.out.println(rect.getArea());   // 12.0

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对象与引用

Java 中除基本类型（如 int、double）外，其它类型都是引用类型。变量中保存的是对象的引用（可理解为「地址」），而不是对象本身。

• 未指向任何对象时，引用变量的值为 null。此时访问 null 的成员或调用方法会抛出 NullPointerException。
• 引用赋值时，两个引用可能指向同一对象，对其中一个的修改会反映到另一个。

Person p = null;
// p.sayHello();   // 运行时报错：NullPointerException

p = new Person();
p.name = "小明";
p.sayHello();      // 正常执行

注意

使用引用类型变量前，应确保它已指向有效对象（不为 null）。在方法中可先做 if (p != null) 判断，或通过 构造方法 在创建对象时完成初始化，避免空指针。

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注意事项

• 类名与文件名：public 类名必须与 .java 文件名一致，否则编译报错。
• 成员变量默认值：未显式赋值时，成员变量有默认值（如 int 为 0，boolean 为 false，引用类型为 null）。局部变量没有默认值，使用前必须赋值。
• 对象与引用：变量存的是引用，new 出来的对象在堆上；多个引用可指向同一对象，要注意修改的副作用。
• null 安全：调用方法或访问成员前，避免引用为 null，否则会抛出 NullPointerException。

提示

后续将学习 构造方法 在创建对象时完成初始化，以及 封装与访问修饰符 用 private 保护成员变量、用 getter/setter 提供访问，使类更安全、易维护。

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相关链接

• 构造方法 — 在创建对象时完成初始化
• 封装与访问修饰符 — 使用 private 与 getter/setter
• 变量与数据类型 — 基本类型与引用类型
• Oracle Java 教程 - 类和对象