Java入门系列03 -- 数组,方法,类,对象,内存,构造方法,this,包

数组的创建

public class FirstClass {
    //main方法 应用程序的入口
    public static void main(String[] args) {
        
        int[] arr1;
        //空数组
        int[] arr2 = {};
        int arr3[] = {};
        
        int[] arr4 = new int[] {1,2,3,4};
        int[] arr5 = {1,2,3,4};
        
        //指定数组的长度
        int[] arr6 = new int[4];
    }
}
  • 在Java中,字符数组 != 字符串;

数组的内存

  • Java的数组属于引用类型;
  • 数组元素存在在堆空间;
  • Java的堆内存申请会自动进行初始化
public class FirstClass {

    //main方法 应用程序的入口
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[] {1,2,3};
        
        System.out.println(array);
    }
}
Snip20211105_284.png

数组的遍历

import java.util.Iterator;

public class FirstClass {
    //main方法 应用程序的入口
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[] {1,2,3};
        
        System.out.println(array);
        
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            System.out.println(array[i]);
        }
        
        for (int i : array) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

方法

  • Java中的方法,就是其他编程语言中的函数function;
  • 方法的书写格式
修饰符  返回值类型 方法名(参数列表) {
     实现体
}

可变参数

import java.util.Iterator;

public class FirstClass {
    //main方法 应用程序的入口
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(sum(10,20,30,40));
    }
    
    public static int sum(int... numbers) {
        System.out.println(numbers.length);
        int result = 0;
        for (int i : numbers) {
            result += i;
        }
        return result;
    }
}
  • 其中sum函数的参数numbers为可变参数,最终会转成数组;
  • 可变参数,必须是最后一个参数;

参数传递

  • 基本数据类型作为参数是值传递;
  • 引用类型作为参数是引用传递,也就是地址传递;
import java.util.Iterator;

public class FirstClass {
    //main方法 应用程序的入口
    public static void main(String[] args) {
        
        int m = 100;
        test(m);
        System.out.println(m);
        
        //数组k的首元素 变成了44
        int[] k = {10,20,30};
        test1(k);
        System.out.println(k[0]);
    }
    
    public static void test(int a) {
        a = 10;
    }
    
    public  static void test1(int[] a) {
        a[0] = 44;
    }
}

方法签名

  • 方法签名:有方法名与参数类型两部分组成;
public static void test(int a) {
        a = 10;
}
    
public static int sum(int a,int b) {
        return a + b;
}
  • 方法签名为:test(int)sum(int ,int),相当于方法类型;
  • 在同一个类中,不能定义方法签名相同的方法;

方法的重载

  • Java的方法支持重载,方法名相同,参数类型不同;
public static int sum(int a,int b) {
        return a + b;
}
    
public static double sum(double a,double b) {
        return a + b;
}
    
public static float sum(Float a,Float b) {
        return a + b;
}
  • 上述三个方法,构成方法重载;

栈帧

  • 栈帧对着方法的调用而创建,随着方法结束而销毁,存储了方法的局部变量信息;
import java.util.Iterator;

public class FirstClass {
    //main方法 应用程序的入口
    public static void main(String[] args) {
        sum(4);
    }

    public static int sum(int a) {
        if (a <= 1) return a;
        return a + sum(a-1);
    }
}
  • 栈帧如下所示:


    image.png

类的定义,对象的创建

  • 在Java中,所有对象都是new出来的,所有对象的内存都是在堆空间,所有保存对象的变量都是引用类型;
  • Java运行时环境有个垃圾回收机制,简称GC,会自动回收不再使用的内存;
  • 当一个对象没有任何引用指向时,会被GC回收掉内存;
简单对象的内存布局
  • 首先定义一个类class Dog,如下:
public class Dog {
    
    public int age;
    public double price;
    
    public void run() {
        System.out.println("run");
    }
    
    public void eat(String what) {
        System.out.println("eat:" + what);
    }
}
  • 在main函数中初始化Dog对象,代码如下:
public class main {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("面向对象 main");
        
        Dog dog = new Dog();
        dog.age = 20;
        dog.price = 1000.0;
        dog.run();
        dog.eat("apple");
    }
}
  • dog对象在内存中布局,如下所示:


    image.png
复杂对象的内存布局
  • 在定义一个Person类,如下:
public class Person {
    public int age;
    public Dog dog;
}
  • 在main函数中,调用如下:
public class main {

    public static void main(String[] args) {
        
        Dog dog = new Dog();
        dog.price = 1000.0;
        
        Person person = new Person();
        person.age = 22;
        person.dog = dog;
    }
}
  • 内存布局如下:
image.png
数组存储对象数据的内存布局
public class main {

    public static void main(String[] args) {
        
        Dog[] dogs = new Dog[7];
        for (int i = 0; i < dogs.length; i++) {
            dogs[i] = new Dog();
        }
    }
}
image.png

Java程序的内存划分

  • Java虚拟机在执行Java程序时会将内存划分为若干不同的数据区域,主要有如下:
    • PC寄存器:存储Java虚拟机正在执行的字节码指令的地址;
    • Java虚拟机栈:存储栈帧;
    • :存储GC所管理的各种对象;
    • 方法区:存储每一个类的结构信息,比如字段和方法信息,构造方法和普通方法;
    • 本地方法栈:用来支持native方法的调用,比如C语言编写的方法;

对象方法的存储位置

  • 根据Java程序的内存划分,可以知道对象方法存储在方法区

构造方法

  • 构造方法,也叫构造器,能够更方便的创建一个对象;
    • 方法名必须与类名相同;
    • 没有返回值类型;
    • 可以重载;
  • 案例代码:
public class Dog {
    
    public int age;
    public double price;
    
    public Dog() {
        
    }
    
    public Dog(int age) {
        this.age = age;
    }
    
    public Dog(int age,double price) {
        this.age = age;
        this.price = price;
    }
}
  • 三个构造方法,支持方法重载;
  • 调用入下:
public class main {

    public static void main(String[] args) {
        
        Dog dog1 = new Dog();
        Dog dog2 = new Dog(22);
        Dog dog3 = new Dog(22, 110.0);
    }
}

this指针

  • this是一个指向当前对象的引用,常见用途有:
    • 访问当前类中定义的成员变量;
    • 调用当前类中定义的方法(包括构造方法);
  • this的本质是一个隐藏的,位置最靠前的方法参数;
  • 构造方法中使用this 调用其他构造方法;
  • 如果在构造方法中调用了其他构造方法,构造方法调用语句必须是构造方法中第一条语句;
  • 案例代码如下:

public class Cat {
    public String name;
    public int age;
    public double price;
    
    public Cat(String name,int age,double price) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.price = price;
    }
    
    //this 调用上面三参数的构造方法
    public Cat(String name) {
        this(name, 0, 0);
    }
    
    public void run() {
        
    }
    
    public void eat() {
        this.run();
    }
}
  • 当new一个Cat对象,然后调用run方法,虽然run方法没有参数,但是底层会将当前对象也就是this,作为隐藏参数传递给run方法;

默认构造方法

  • 如果一个类没有自定义构造方法,编译器会自动为它提供一个无参数的默认构造方法;
  • 一旦自定义了构造方法,默认构造方法就不再存在了;

包(Package)

  • Java中的包就是其他编程语言中的命名空间,包的本质就是文件夹,常见作用有:
    • 将不同的类进行组织管理,访问控制;
    • 解决命名冲突;
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