JavaSE基础教程(十二)构造方法、this、super、完整的员工类

第1章 构造方法

我们对封装已经有了基本的了解,接下来我们来看一个新的问题,依然以Person为例,由于Person中的属性都被private了,外界无法直接访问属性,必须对外提供相应的set和get方法。当创建人对象的时候,人对象一创建就要明确其姓名和年龄,那该怎么做呢?

1.1 构造方法介绍

在开发中经常需要在创建对象的同时明确对象的属性值,比如员工入职公司就要明确他的姓名、年龄等属性信息。

那么,创建对象就要明确属性值,那怎么解决呢?也就是在创建对象的时候就要做的事情,当使用new关键字创建对象时,怎么给对象的属性初始化值呢?这就要学习Java另外一门小技术,构造方法。

那什么是构造方法呢?从字面上理解即为构建创造时用的方法,即就是对象创建时要执行的方法。既然是对象创建时要执行的方法,那么只要在new对象时,知道其执行的构造方法是什么,就可以在执行这个方法的时候给对象进行属性赋值。

  • 构造方法的格式:
修饰符 构造方法名(参数列表)
{
}
  • 构造方法的体现:
    • 构造方法没有返回值类型。也不需要写返回值。因为它是为构建对象的,对象创建完,方法就执行结束。
    • 构造方法名称必须和类型保持一致。
    • 构造方法没有具体的返回值。
  • 构造方法的代码体现:
class Person {
	// Person的成员属性age和name
	private int age;
	private String name;

	// Person的构造方法,拥有参数列表
	Person(int a, String nm) {
		// 接受到创建对象时传递进来的值,将值赋给成员属性
		age = a;
		name = nm;
	}
}

1.2 构造方法调用和内存图解

理解构造方法的格式和基本功能之后,现在就要研究构造方法是怎么执行的呢?在创建对象的时候是如何初始化的呢?

构造方法是专门用来创建对象的,也就是在new对象时要调用构造方法。现在来看看如何调用构造方法。

class Person {
	// Person的成员属性age和name
	private int age;
	private String name;

	// Person的构造方法,拥有参数列表
	Person(int a, String nm) {
		// 接受到创建对象时传递进来的值,将值赋给成员属性
		age = a;
		name = nm;
	}

	public void speak() {
		System.out.println("name=" + name + ",age=" + age);
	}
}

class PersonDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建Person对象,并明确对象的年龄和姓名
		Person p2 = new Person(23, "张三");
		p2.speak();
	}
}

上述代码演示了创建对象时构造方法的调用。即在创建对象时,会调用与参数列表对应的构造方法。

上述代码的图解:

JavaSE基础教程(十二)构造方法、this、super、完整的员工类

  • 首先会将main方法压入栈中,执行main方法中的 new Person(23,”张三”);
  • 在堆内存中分配一片区域,用来存放创建的Person对象,这片内存区域会有属于自己的内存地址(0x88)。然后给成员变量进行默认初始化(name=null,age=0)。
  • 执行构造方法中的代码(age = a ; name = nm;),将变量a对应的23赋值给age,将变量nm对应的”张三赋值给name,这段代码执行结束后,成员变量age和name的值已经改变。执行结束之后构造方法弹栈,Person对象创建完成。将Person对象的内存地址0x88赋值给p2。

1.3 默认构造方法和细节

在没有学习构造方法之前,我们也可以通过new关键字创建对象,并调用相应的方法,同时在描述事物时也没有写构造方法。这是为什么呢?

在之前学习的过程中,描述事物时,并没有显示指定构造方法,当在编译Java文件时,编译器会自动给class文件中添加默认的构造方法。如果在描述类时,我们显示指定了构造方法,那么,当在编译Java源文件时,编译器就不会再给class文件中添加默认构造方法。

class  Person {
	//如果没有显示指定构造方法,编译会在编译时自动添加默认的构造方法
	//Person(){}  //空参数的默认构造方法
}

当在描述事物时,要不要在类中写构造方法呢?这时要根据描述事物的特点来确定,当描述的事物在创建其对象时就要明确属性的值,这时就需要在定义类的时候书写带参数的构造方法。若创建对象时不需要明确具体的数据,这时可以不用书写构造方法(不书写也有默认的构造方法)。

  • 构造方法的细节:
  • 一个类中可以有多个构造方法,多个构造方法是以重载的形式存在的
  • 构造方法是可以被private修饰的,作用:其他程序无法创建该类的对象。
class Person {
	private int age;
	private String name;

	// 私有无参数的构造方法,即外界不能通过new Person();语句创建本类对象
	private Person() {
	}

	// 多个构造方法是以重载的形式存在
	Person(int a) {
		age = a;
	}

	Person(String nm, int a) {
		name = nm;
		age = a;
	}
}

1.4 构造方法和一般方法区别

到目前为止,学习两种方法,分别为构造方法和一般方法,那么他们之间有什么异同呢?

构造方法在对象创建时就执行了,而且只执行一次。

一般方法是在对象创建后,需要使用时才被对象调用,并可以被多次调用。

  • 问题:

有了构造方法之后可以对对象的属性进行初始化,那么还需要对应的set和get方法吗?

需要相应的set和get方法,因为对象在创建之后需要修改和访问相应的属性值时,在这时只能通过set或者get方法来操作。

思考,如下代码有问题吗?

class Person {
	void Person() {
	}
}

class PersonDemo {
	public static void main(String[] args) {
		Person p = new Person();
	}
}

第2章 this关键字

在之前学习方法时,我们知道方法之间是可以相互调用的,那么构造方法之间能不能相互调用呢?若可以,怎么调用呢?

2.1 this调用构造方法

在之前学习方法之间调用时,可以通过方法名进行调用。可是针对构造方法,无法通过构造方法名来相互调用。

构造方法之间的调用,可以通过this关键字来完成。

  • 构造方法调用格式:
this(参数列表);
  • 构造方法的调用
class Person {
	// Person的成员属性
	private int age;
	private String name;

	// 无参数的构造方法
	Person() {
	}

	// 给姓名初始化的构造方法
	Person(String nm) {
		name = nm;
	}

	// 给姓名和年龄初始化的构造方法
	Person(String nm, int a) {
		// 由于已经存在给姓名进行初始化的构造方法 name = nm;因此只需要调用即可
		// 调用其他构造方法,需要通过this关键字来调用
		this(nm);
		// 给年龄初始化
		age = a;
	}
}

2.2 this的原理图解

了解了构造方法之间是可以相互调用,那为什么他们之间通过this就可以调用呢?

通过上面的学习,简单知道使用this可以实现构造方法之间的调用,但是为什么就会知道this调用哪一个构造方法呢?接下来需要图解完成。

class Person {
	private int age;
	private String name;

	Person() {
	}
	Person(String nm) {
		name = nm;
	}
	Person(String nm, int a) {
		this(nm);
		age = a;
	}
}

class PersonDemo {
	public static void main(String[] args) {
		Person p = new Person("张三", 23);
	}
}

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  • 先执行main方法,main方法压栈,执行其中的new Person(“张三”,23);
  • 堆内存中开辟空间,并为其分配内存地址0x33,,紧接着成员变量默认初始化(name=null age = 0);
  • 拥有两个参数的构造方法(Person(String nm , int a))压栈,在这个构造方法中有一个隐式的this,因为构造方法是给对象初始化的,那个对象调用到这个构造方法,this就指向堆中的那个对象。
  • 由于Person(String nm , int a)构造方法中使用了this(nm);构造方法Person(String nm)就会压栈,并将“张三”传递给nm。在Person(String nm , int a)构造方法中同样也有隐式的this,this的值同样也为0x33,这时会执行其中name = nm,即把“张三”赋值给成员的name。当赋值结束后Person(String nm , int a)构造方法弹栈。
  • 程序继续执行构造方法(Person(String nm , int a)中的age = a;这时会将23赋值给成员属性age。赋值结束构造方法(Person(String nm , int a)弹栈。
  • 当构造方法(Person(String nm , int a)弹栈结束后,Person对象在内存中创建完成,并将0x33赋值给main方法中的p引用变量。
  • 注意:

this到底代表什么呢?this代表的是对象,具体代表哪个对象呢?哪个对象调用了this所在的方法,this就代表哪个对象。

调用其他构造方法的语句必须定义在构造方法的第一行,原因是初始化动作要最先执行。

2.3 成员变量和局部变量同名问题

通过上面学习,基本明确了对象初始化过程中的细节,也知道了构造方法之间的调用是通过this关键字完成的。但this也有另外一个用途,接下来我们就学习下。

当在方法中出现了局部变量和成员变量同名的时候,那么在方法中怎么区别局部变量成员变量呢?可以在成员变量名前面加上this.来区别成员变量和局部变量

class Person {
	private int age;
	private String name;

	// 给姓名和年龄初始化的构造方法
	Person(String name, int age) {
		// 当需要访问成员变量是,只需要在成员变量前面加上this.即可
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public void speak() {
		System.out.println("name=" + this.name + ",age=" + this.age);
	}
}

class PersonDemo {
	public static void main(String[] args) {
		Person p = new Person("张三", 23);
		p.speak();
	}
}

2.4 this的应用

学习完了构造方法、this的用法之后,现在做个小小的练习。

需求:在Person类中定义功能,判断两个人是否是同龄人

class Person {
	private int age;
	private String name;

	// 给姓名和年龄初始化的构造方法
	Person(String name, int age) {
		// 当需要访问成员变量是,只需要在成员变量前面加上this.即可
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public void speak() {
		System.out.println("name=" + this.name + ",age=" + this.age);
	}

	// 判断是否为同龄人
	public boolean equalsAge(Person p) {
		// 使用当前调用该equalsAge方法对象的age和传递进来p的age进行比较
		// 由于无法确定具体是哪一个对象调用equalsAge方法,这里就可以使用this来代替
		/*
		 * if(this.age == p.age) { return true; } return false;
		 */
		return this.age = p.age;
	}
}

第3章 super关键字

3.1 子父类中构造方法的调用

在创建子类对象时,父类的构造方法会先执行,因为子类中所有构造方法的第一行有默认的隐式super();语句。

格式:

调用本类中的构造方法
	this(实参列表);
调用父类中的空参数构造方法
	super();
调用父类中的有参数构造方法
	super(实参列表);

为什么子类对象创建都要访问父类中的构造方法?因为子类继承了父类的内容,所以创建对象时,必须要先看父类是如何对其内容进行初始化的,看如下程序:

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		new Zi();
	}
	
}
class Fu{
	int num ;
	Fu(){
		System.out.println("Fu构造方法"+num);
		num = 4;
	}
}
class Zi extends Fu{
	Zi(){
         //super(); 调用父类空参数构造方法
		System.out.println("Zi构造方法"+num);
	}
}

执行结果:

Fu构造方法0

Zi构造方法4

通过结果发现,子类构造方法执行时中,调用了父类构造方法,这说明,子类构造方法中有一句super()。

那么,子类中的构造方法为什么会有一句隐式的super()呢?

原因:子类会继承父类中的内容,所以子类在初始化时,必须先到父类中去执行父类的初始化动作。这样,才可以使用父类中的内容。

当父类中没有空参数构造方法时,子类的构造方法必须有显示的super语句,指定要访问的父类有参数构造方法。

3.2 子类对象创建过程的细节

如果子类的构造方法第一行写了this调用了本类其他构造方法,那么super调用父类的语句还有吗?

这时是没有的,因为this()或者super(),只能定义在构造方法的第一行,因为初始化动作要先执行。

父类构造方法中是否有隐式的super呢?

也是有的。记住:只要是构造方法默认第一行都是super();

父类的父类是谁呢?super调用的到底是谁的构造方法呢?

Java体系在设计,定义了一个所有对象的父类Object

  • 注意:

类中的构造方法默认第一行都有隐式的super()语句,在访问父类中的空参数构造方法。所以父类的构造方法既可以给自己的对象初始化,也可以给自己的子类对象初始化。

如果默认的隐式super()语句在父类中没有对应的构造方法,那么必须在构造方法中通过this或者super的形式明确要调用的构造方法。

3.3 super应用

练习:描述学生和工人这两个类,将他们的共性name和age抽取出来存放在父类中,并提供相应的get和set方法,同时需要在创建学生和工人对象就必须明确姓名和年龄

//定义Person类,将Student和Worker共性抽取出来
class Person {
	private String name;
	private int age;
	public Person(String name, int age) {
		// super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public int getAge() {
		return age;
	}
	public void setAge(int age) {
		this.age = age;
	}
}
class Student extends Person {
	// Student类的构造方法
	Student(String name, int age) {
		// 使用super关键字调用父类构造方法,进行相应的初始化动作
		super(name, age);
	}
	public void study() {// Studnet中特有的方法
		System.out.println(this.getName() + "同学在学习");
	}
}
class Worker extends Person {
	Worker(String name, int age) {
		// 使用super关键字调用父类构造方法,进行相应的初始化动作
		super(name, age);
	}
	public void work() {// Worker 中特有的方法
		System.out.println(this.getName() + "工人在工作");
	}
}
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Student stu = new Student("小明",23);
stu.study();
		
Worker w = new Worker("小李",45);
w.work();
	}
}

第4章 综合案例—完整的员工类

4.1 案例介绍

某IT公司有多名员工,按照员工负责的工作不同,进行了部门的划分(研发部员工、维护部员工)。研发部根据所需研发的内容不同,又分为JavaEE工程师、Android工程师;维护部根据所需维护的内容不同,又分为网络维护工程师、硬件维护工程师。

公司的每名员工都有他们自己的员工编号、姓名,并要做它们所负责的工作。

  • 工作内容
    • JavaEE工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在研发淘宝网站
    • Android工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在研发淘宝手机客户端软件
    • 网络维护工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在检查网络是否畅通
    • 硬件维护工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在修复打印机

请根据描述,完成员工体系中所有类的定义,并指定类之间的继承关系。进行XX工程师类的对象创建,完成工作方法的调用。

4.2 案例分析

  • 根据上述部门的描述,得出如下的员工体系图
  • 根据员工信息的描述,确定每个员工都有员工编号、姓名、要进行工作。则,把这些共同的属性与功能抽取到父类中(员工类),关于工作的内容由具体的工程师来进行指定。
    • 工作内容
      • JavaEE工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在研发淘宝网站
      • Android工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在研发淘宝手机客户端软件
      • 网络维护工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在检查网络是否畅通
      • 硬件维护工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在修复打印机
    • 创建JavaEE工程师对象,完成工作方法的调用

4.3 案例代码实现

  • 根据员工体系图,完成类的定义

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定义员工类(抽象类)

public abstract class Employee {
	private String id;// 员工编号
	private String name; // 员工姓名
	
	//空参数构造方法
	public Employee() {
		super();
	}
	//有参数构造方法
	public Employee(String id, String name) {
		super();
		this.id = id;
		this.name = name;
	}
	public String getId() {
		return id;
	}
	public void setId(String id) {
		this.id = id;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	//工作方法(抽象方法)
	public abstract void work(); 
}
  • 定义研发部员工类Developer 继承 员工类Employee
public abstract class Developer extends Employee {
	//空参数构造方法
	public Developer() {
		super();
	}
	//有参数构造方法
	public Developer(String id, String name) {
		super(id, name);
	}
}
  • 定义维护部员工类Maintainer 继承 员工类Employee
public abstract class Maintainer extends Employee {
	//空参数构造方法
	public Maintainer() {
		super();
	}
	//有参数构造方法
	public Maintainer(String id, String name) {
		super(id, name);
	}
}
  • 定义JavaEE工程师 继承 研发部员工类,重写工作方法
public class JavaEE extends Developer {
	//空参数构造方法
	public JavaEE() {
		super();
	}
	//有参数构造方法
	public JavaEE(String id, String name) {
		super(id, name);
	}

	@Override
	public void work() {
		System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工,正在研发淘宝网站");
	}
}
  • 定义Android工程师 继承 研发部员工类,重写工作方法
public class Android extends Developer {
	//空参数构造方法
	public Android() {
		super();
	}
	//有参数构造方法
	public Android(String id, String name) {
		super(id, name);
	}

	@Override
	public void work() {
		System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工,正在研发淘宝手机客户端软件");
	}
}
  • 定义Network网络维护工程师 继承 维护部员工类,重写工作方法
public class Network extends Maintainer {
	//空参数构造方法
	public Network() {
		super();
	}
	//有参数构造方法
	public Network(String id, String name) {
		super(id, name);
	}

	@Override
	public void work() {
		System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工,正在检查网络是否畅通");
	}
}
  • 定义Hardware硬件维护工程师 继承 维护部员工类,重写工作方法
public class Hardware extends Maintainer {
	//空参数构造方法
	public Hardware() {
		super();
	}
	//有参数构造方法
	public Hardware(String id, String name) {
		super(id, name);
	}

	@Override
	public void work() {
		System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工,正在修复打印机");
	}
}
  • 在测试类中,创建JavaEE工程师对象,完成工作方法的调用
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		//创建JavaEE工程师员工对象,该员工的编号000015,员工的姓名 小明
		JavaEE ee = new JavaEE("000015", "小明");
		//调用该员工的工作方法
		ee.work();
	}
}

补充内容

this()语句形式

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this调用构造方法内存图

JavaSE基础教程(十二)构造方法、this、super、完整的员工类

构造方法的内存图

JavaSE基础教程(十二)构造方法、this、super、完整的员工类

子类父类的内存图

JavaSE基础教程(十二)构造方法、this、super、完整的员工类

完整员工案例

JavaSE基础教程(十二)构造方法、this、super、完整的员工类

配套资料和源码下载

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