Java面向对象编程：类与对象详解

"面向对象编程是Java的核心特性，包括类与对象、封装、继承、多态、抽象类、接口、final关键字以及垃圾回收机制。面向对象编程（Object-oriented programming，简称OOP）是一种编程范式，它以对象为中心，强调数据和操作数据的方法。相比面向过程编程，面向对象更注重于数据和功能的结合。 1.1 面向对象的基本概念 面向对象编程起源于对现实世界的抽象，与面向过程编程相比，更符合人类思维习惯。除此之外，还有面向方面编程（Aspect-oriented Programming，AOP）如Spring的AOP，用于处理横切关注点；面向服务架构（Service-oriented Architecture，SOA）通过Web服务实现系统间的松耦合。 1.2 类和对象 类是创建对象的蓝图，定义了对象的属性（数据成员）和行为（方法）。在Java中，所有的代码都必须写在类中。类有构造方法，用于初始化新创建的对象。构造方法的名字与类名相同，并且没有返回值类型。类还可以包含内部类，提供更灵活的封装和组织结构。 1.2.1 类的概念 类是对象的抽象，它封装了数据和操作这些数据的方法。在Java中，每个类都有默认的构造方法，如果没有显式声明，编译器会自动提供一个无参构造器。类的实例（对象）是根据类的定义创建的，它们拥有类中定义的属性和行为。静态成员属于类，而非单个对象，因此可以直接通过类名访问。 1.2.2 对象的创建与使用 要使用类，首先要加载类（通过类加载器）。对象是类的实例，创建对象时需要使用new关键字，之后可以通过对象调用非静态方法。类中的成员变量如果没有初始化，会有默认值，如int类型的默认值是0，而引用类型的默认值是null。 1.3 封装和隐藏 封装是面向对象的关键特性，它隐藏对象的内部细节，只暴露必要的接口供外部访问。通过访问控制修饰符（public, protected, default, private）可以控制成员的可见性，实现数据的保护。 1.4 继承 继承允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法，增强了代码的复用性和扩展性。Java支持单一继承，即一个子类只能有一个直接父类，但可以通过实现多个接口来模拟多重继承。 1.5 多态 多态是对象的多种形态，同一个方法可以根据不同的对象表现出不同的行为。Java中的多态主要体现在方法的重写（override）和接口的实现上，使得代码更加灵活，可扩展性强。 1.6 抽象类与接口 抽象类是不能实例化的类，通常用于定义通用行为或作为其他类的基类。接口则是一种完全抽象的类型，仅包含方法签名，不包含实现。一个类可以实现多个接口，提供多继承的功能。 1.7 final关键字 final用于修饰类、方法和变量，表示不可变性。final类不能被继承，final方法不能被重写，final变量一旦赋值后不能改变。 1.8 内部类 内部类是定义在另一个类内部的类，可以是静态的或非静态的。内部类可以访问外部类的所有成员，包括私有成员，提供了更紧密的封装。 1.9 垃圾回收（GC） Java的垃圾回收机制自动管理内存，回收不再使用的对象所占用的内存空间，避免程序员手动管理内存，减少内存泄漏的风险。 以上内容涵盖了Java面向对象的基本要素，理解并熟练运用这些概念对于编写高质量的Java代码至关重要。"