Что такое класс в java

Классы и объекты

Класс в Java — это шаблон для создания объекта, а объект — это экземпляр класса. Класс определяет структуру и поведение, которые будут совместно использоваться набором объектов. Класс содержит переменные и методы, которые называются элементами класса, членами класса. Он составляет основу инкапсуляции в Java. Каждый объект данного класса содержит структуру и поведение, которые определены классом. Иногда объекты называют экземплярами класса.

Методы используются для описания того, что объект класса умеет делать или что можно с ним сделать. Переменные — для описания свойств или характеристик объекта.

Рассмотрим картинку, приведенную ниже. Объявлен класс Student , у которого есть переменные name и rollNo , а также методы setName() и setRollNo() для установки этих значений. На основе этого класса создано несколько объектов: Jenna, John, Maria, James. У каждого объекта, то есть студента, есть name и rollNo , но они разные.

2. Как создать класс в Java

Рассмотрим как создать класс в языке Java. Упрощенная общая форма определения класса:

class ИмяКласса < тип переменнаяЭкземпляра1; тип переменнаяЭкземпляра2; // . тип переменнаяЭкземпляраN; тип имяМетода 1 ( список параметров) < // тело метода >тип имяМетода2 (список параметров) < // тело метода >… тип имяМетодаN (список параметров ) < // тело метода >> 

После ключевого слова class пишется имя класса. В теле класса объявляются переменные и методы класса. Их может быть сколько угодно.

Опишем класс для объекта Box (коробка). У коробки есть три главные характеристики: ширина, высота и глубина, описанные с помощью переменных:

public class Box

3. Создание объекта в Java

Объявление класса создает только шаблон, но не конкретный объект. Чтобы создать объект класса Вох в Java, нужно воспользоваться оператором наподобие следующего:

Вох myBox = new Вох();

При создании экземпляра класса, создается объект, который содержит собственную копию каждой переменной экземпляра, определенной в данном классе.

Создание объектов класса представляет собой двух этапный процесс:

Объявление переменной типа класса. Эта переменная не определяет объект. Она является лишь переменной, которая может ссылаться на объект:

Вох myBox;​

myBox = new Вох();​

После объявления объекта класса Box , всем переменным класса присваивается значение по умолчанию для заданного типа. Для того чтобы обратиться к переменной класса и изменить ее или получить значение, используется имя переменной объекта:

public class BoxDemo1 < public static void main(String[] args) < Box myBox = new Box(); // присвоить значение переменным экземпляра mybox myBox.width = 10; myBox.height = 20; myBox.depth = 15; // рассчитать объем параллелепипеда double volume = myBox.width * myBox.height * myBox.depth; System.out.println("Объем равен " + volume); >> 

В следующем примере объявляется два объекта класса Box и каждому устанавливаются свои значения. Изменения в переменных экземпляре одного объекта не влияют на переменные экземпляра другого.

public class BoxDemo7 < public static void main(String[] args) < Box myBox1 = new Box(); Box myBox2 = new Box(); double volume; // присвоить значения переменным экземпляра myBox1 myBox1.width = 10; myBox1.height = 20; myBox1.depth = 15; //присвоить другие значения переменным экземпляра myBox2 myBox2.width = 3; myBox2.height = 6; myBox2.depth = 9; // рассчитать объем первого параллелепипеда volume = myBox1.width * myBox1.height * myBox1.depth; System.out.println("Объем равен " + volume); // рассчитать объем второго параллелепипеда volume = myBox2.width * myBox2.height * myBox2.depth; System.out.println(" Объем равен " + volume); >>

4. Присваивание переменным ссылок на объекты

Возможна ситуация, когда две переменные указывают на один и тот же объект в памяти:

Рассмотрим как это происходит на следующем примере.

При объявлении переменной b1 создается новый объект в памяти. При объявлении переменной b2 , вместо создания нового объекта, переменной присваивается ссылка на объект b1 . Далее объекту, на который указывает переменная b1 , присваиваются значения 10, 20, 30. А ширине объекта, на который указывает переменная b2 , присваивается значение 3:

public class BoxDemo6 < public static void main(String[] args) < Box1 b1 = new Box1(); Box1 b2 = b1; b1.width = 10; b1.height = 20; b1.depth = 15; b2.width = 3; System.out.println("Width: " + b1.width); System.out.println("Width: " + b2.width); >>

Но обе переменные указывают на один и тот же объект, поэтому результат выполнения этой программы будет:

Width: 3.0 Width: 3.0

5. Добавляем методы в класс

Кроме переменных класс может содержать методы. В следующем примере в класс Box добавляется два метода: getVolume() — для вычисления объема коробки и setDim() — для установки размера коробки. Обратите внимание, что теперь мы объявляем методы нестатические (без ключевого слова static). В обоих методах мы имеем доступ к переменным класса.

public class Box < double width; double height; double depth; /** * Подсчитать объем коробки * * @return Объем */ double getVolume() < return width * height * depth; >/** * Установить размер коробки * * @param w - ширина * @param h - высота * @param d - глубина */ void setDim(double w, double h, double d) < width = w; height = h; depth = d; >>

В следующей программе создаются два объекта класса Box и вместо инициализации каждой переменной класса, как мы делали ранее, вызывается метод setDim() , куда передаются необходимые значения для ширины, высоты и глубины. Таким образом программа становится более компактной. Нестатический метод класса всегда вызывается для какого-то объекта. Аналогично, для подсчета объема коробки вызываем метод getVolume() для каждого объекта отдельно:

public class BoxDemo2 < public static void main(String[] args) < Box myBox1 = new Box(); Box myBox2 = new Box(); myBox1.setDim(10, 20, 15); myBox2.setDim(1, 5, 5); System.out.println("Объем: " + myBox1.getVolume()); System.out.println("Объем: " + myBox2.getVolume()); >>

• Процедурное и объектно-ориентированное программирование
• Принципы ООП
• Конструктор
• Ключевое слово this
• Перегрузка
• Стек и куча
• Передача объектов в методы
• Java varargs
• Рекурсия
• Сборщик мусора и метод finalize
• Наследование
• Ключевое слово super
• Модификаторы доступа
• Геттеры и сеттеры
• Переопределение методов
• Абстрактные классы и методы
• Ключевое слово final
• Задания

Классы в Java

Класс — это «шаблон для объекта», который Вы создаете в Java. Понятие класса, как и понятие объекта, являются основой ООП (если Вы не знаете, что такое ООП, — прочитайте статью «Что такое ООП»).

Но давайте сначала подумаем, что Вы уже знаете про класс. Думаете, ничего? Скорее всего, это не так. Вы столько раз создавали классы, сколько создавали новые проекты. Например, вот код из одной из наших предыдущих статей по Java Start:

class Test < public static void main ( String args [ ] ) < System . out . println ( k ) ;

Заметили — начинается код со строки » class Test». Действительно, методы, которые Вы прописывали раньше в процессе обучения, не могут существовать вне какого-нибудь класса.

Но до этого Вы видели только часть их возможностей — а эти возможности ого-го какие �� Давайте с ними разберемся!

Классы — «внутри» и «снаружи»

Если Вы помните, что такое «инкапсуляция», то понимаете, что интерфейс — то, что видит конечный пользователь, и то, как механизм устроен внутри — совершенно разные вещи. Точно так же и классы в Java имеют внешний «интерфейс» и внутреннюю «начинку». Для создания класса Вам понадобится уметь работать и с тем, и с другим.

Снаружи. Как создать «объект класса»

Если, как уже было сказано, класс — это «трафарет», тогда то, что мы нарисовали по этому трафарету — это «объект класса». Вот, к примеру, создаются объекты класса «карандаш» ��

Тем не менее, Вы должны запомнить, как создается объект какого-нибудь класса. В общей форме, это будет выглядеть вот так:

То-есть, сначала указывается название класса, например «Cat». Потом, мы присваиваем имя конкретному экземпляру класса — по этому имени Вы будете к нему обращаться далее в программе. Например, «Васька». Дальше ставится равно, пишется «new» и снова повторяется название Вашего класса.

Словом «new» Вы даете команду создать новый экземпляр класса. В скобочках в конце может ничего не стоять. Тем не менее, для создания некоторых объектов (т.е. «экземпляров класса») понадобятся первоначальные параметры. Их-то и надо будет указывать в скобках.

Даже если и так, то можем успокоить — Вы уже это делали! Только не со своими классами, и с классами, заданными в библиотеках Java. Давайте посмотрим на примере:

Классы и объекты

Java — это объектно-ориентированный язык, поэтому код в ваших программах будет состоять из объектов и классов.

Классы

Java позволяет создавать классы, которые представляют объекты из реального мира. Например, можно создать класс Car (автомобиль) или Animal (животное) и задать им различные свойства. Для класса Car логично создать такие свойства как двери, колёса, лобовое стекло и т.д. Имея класс Car, можно создать новые классы Легковушки, Грузовики, Автобусы, которые будут иметь все свойства класса Car, а также свои собственные свойства. У класса Animal соответственно можно задать свойства Лапы, Хвост, а затем создать наш любимый класс Cat, у которого будет ещё дополнительное свойство Усы. Иными словами, классы могут наследовать свойства от других классов. Родительский класс называется суперклассом. Внутри классов могут быть объявлены поля и методы.

Для объявления класса служит ключевое слово class. Вспомним стандартную строчку кода из Android-проекта:

 public class MainActivity extends Activity < // код внутри класса >

Упрощённая общая форма для класса может иметь следующий вид:

 class ИмяКласса < тип переменная_экземпляра1; тип имяМетода(список параметров)< // тело метода >> 

В Java принято начинать имена класса с большой буквы. В классе могут быть несколько переменных и методов. Переменные, определённые внутри класса (не метода), называются переменными экземпляра или полями (fields). Код пишется внутри класса. Методы и переменные внутри класса являются членами класса.

Объекты

Новый объект (или экземпляр) создаётся из существующего класса при помощи ключевого слова new:

 Cat barsik = new Cat(); // создали кота из класса Cat 

В большинстве случаев вы будете использовать такой способ. Пусть вас не удивляет, что приходится дважды использовать слово Cat, оно имеет разный смысл.

Слева от оператора присваивания = определяется имя переменной и его тип Cat. В правой части выражения происходит выделение памяти для нового экземпляра класса Cat и инициализируется экземпляр. Оператор присваивания присваивает переменной ссылку на только что созданный объект. Имена объектов не нужно начинать с большой буквы, как у класса. Так вы будете различать, где класс, а где экземпляр класса. Если имя экземпляра класса состоит из нескольких слов, то используется верблюжья нотация, когда все первые буквы слов, кроме первой, пишутся с большой — superBlackCat.

Если вы помните, при объявлении примитивных типов мы указывали нужный тип в самом начале.

 int catAge; 

Поэтому код Cat barsik также определяет его тип. Он не всегда может совпадать с именем класса.

 Pet barsik = new Cat(); 

В этом примере используется тип класса домашних любимцев Pet, а обращаемся к классу котов Cat.

Простой пример создания класса Box (коробка для кота):

 class Box < int width; // ширина коробки int height; // высота коробки int depth; // глубина коробки >

При таком варианте Java автоматически присвоит переменным значения по умолчанию. Например, для int это будет значение 0. Но не всегда значения по умолчанию подойдут в вашем классе. Если вы создали переменную для описания количества лап у кота, то логично сразу присвоить значение 4. Поэтому считается хорошей практикой сразу присваивать нужные значения полям класса, не полагаясь на систему.

Вам нужно создать отдельный файл Box.java, в который следует вставить код, описанный выше. О том, как создавать новый файл для класса я не буду здесь расписывать.

Сам класс — это просто шаблон, заготовка. Чтобы ваше приложение могло использовать данный шаблон, нужно создать на его основе объект при помощи ключевого слова new:

 Box catBox = new Box; // создали реальный объект с именем catBox на основе шаблона Box 

Красивая получилась коробочка.

Объект catBox, объявленный в коде вашей программы, сразу займёт часть памяти на устройстве. При этом объект будет содержать собственные копии переменных экземпляра width, height, depth. Для доступа к этим переменным используется точка (.). Если мы хотим присвоить значение переменной width, то после создания объекта класса можете написать код:

 catBox.width = 400; // ширина коробки для кота 400 миллиметров 

Если мы хотим вычислить объём коробки, то нужно перемножить все значения размеров коробки:

 Box catBox = new Box(); catBox.width = 400; catBox.height = 200; catBox.depth = 250; int volume = catBox.width * catBox.height * catBox.depth; mInfoTextView.setText("Объём коробки: " + volume); 

Каждый объект содержит собственные копии переменных экземпляра. Вы можете создать несколько объектов на основе класса Box и присваивать разные значения для размеров коробки. При этом изменения переменных экземпляра одного объекта никак не влияют на переменные экземпляра другого объекта. Давайте объявим два объекта класса Box:

 Box bigBox = new Box(); // большая коробка Box smallBox = new Box(); // маленькая коробка int volume; // присвоим значения переменным для большой коробки bigBox.width = 400; bigBox.height = 200; bigBox.depth = 250; // присвоим значения переменным для маленькой коробки smallBox.width = 200; smallBox.height = 100; smallBox.depth = 150; // вычисляем объём первой коробки volume = bigBox.width * bigBox.height * bigBox.depth; mInfoTextView.setText("Объём большой коробки: " + volume + "\n"); // вычисляем объём маленькой коробки volume = smallBox.width * smallBox.height * smallBox.depth; mInfoTextView.append("Объём маленькой коробки: " + volume); 

Когда мы используем конструкцию типа Box bigBox = new Box();, то в одной строке выполняем сразу два действия — объявляем переменную типа класса и резервируем память под объект. Можно разбить конструкцию на отдельные части:

 Box bigBox; // объявляем ссылку на объект bigBox = new Box(); // резервируем память для объекта Box 

Обычно такую конструкцию из двух строк кода не используют на практике, если нет особых причин.

Когда мы используем ключевое слово new и указываем имя класса, то после имени ставим круглые скобки, которые указывают на конструктор класса. О них поговорим позже.

Ключевое слово final

Поле может быть объявлено как final (финальное). Это позволяет предотвратить изменение содержимого переменной, по сути, это становится константой. Финальное поле должно быть инициализировано во время его первого объявления.

final int FILE_OPEN = 1;

Теперь можно пользоваться переменной FILE_OPEN так, как если бы она была константой, без риска изменения их значений. Принято записывать имена заглавными буквами.

Кроме полей, final можно использовать для параметров метода (препятствует изменению в пределах метода) и у локальных переменных (препятствует присвоению ей значения более одного раза).

Также слово final можно применять к методам, чтобы предотвратить его переопределение.

 class Cat < final void meow() < System.out.println("Мяу"); >> class Kittent extends Cat < // Этот метод создать не получится void meow() < System.out.println("Да хоть гав-гав, всё равно не заведётся"); >> 

Ещё один вариант использования ключевого слова final — предотвращение наследования класса. При этом неявно всего методы класса также становятся финальными. Поэтому нельзя одновременно объявить класс абстрактным и финальным, поскольку абстрактный класс является лишь шаблоном и только его подклассы реализуют методы.

 final class Tail < // . >// Следующий класс недопустим class BigTail extends Tail < // Ошибка! Класс Хвост нельзя переопределять. >

Ключевое слово instanceof — Проверка принадлежности к классу

Иногда требуется проверить, к какому классу принадлежит объект. Это можно сделать при помощи ключевого слова instanceof. Это булев оператор, и выражение foo instanceof Foo истинно, если объект foo принадлежит классу Foo или его наследнику, или реализует интерфейс Foo (или, в общем виде, наследует класс, который реализует интерфейс, который наследует Foo).

Возьмём пример с рыбками, которые знакомы котам не понаслышке. Пусть у нас есть родительский класс Fish и у него есть унаследованные подклассы SaltwaterFish и FreshwaterFish. Мы можем протестировать, относится ли заданный объект к классу или подклассу по имени

 SaltwaterFish nemo = new SaltwaterFish(); if(nemo instanceof Fish) < // рыбка Немо относится к классу Fish // это может быть класс Fish (родительский класс) или подкласс типа // SaltwaterFish или FreshwaterFish. if(nemo instanceof SaltwaterFish) < // Немо - это морская рыбка! >> 

Данная проверка удобна во многих случаях. В Android очень много классов, которые происходят от класса View — TextView, CheckBox, Button, имеющие свои собственные наборы свойств. И если имеется метод с параметром View, то при помощи instanceof можно разделить логику кода:

 void checkforTextView(View view) < if(view instanceof TextView) < // Код для элемента TextView >else < // Для других элементов View >> 

import — Импорт класса

Оператор import сообщает компилятору Java, где найти классы, на которые ссылается код. Любой сложный объект использует другие объекты для выполнения тех или иных функций, и оператор импорта позволяет сообщить о них компилятору Java. Оператор импорта обычно выглядит так:

import ClassNameToImport;

За ключевым словом import следуют класс, который нужно импортировать, и точка с запятой. Имя класса должно быть полным, то есть включать свой пакет. Чтобы импортировать все классы из пакета, после имени пакета можно поместить .*.

В Android Studio импорт класса происходит автоматически при наборе кода. Также это срабатывает и при вставке кода. Если имена классов совпадают, то студия может запросить помощь. Тогда вам нужно вручную указать нужное полное имя класса.

Импорт позволяет избежать долгого набора имени класса. Без импорта нам пришлось бы писать все классы в коде программы полностью.

 ru.alexanderklimov.MyClass.Cat.sayMeow(); java.lang.System.out.println("Мяу"); 

Статический импорт

Существует ещё статический импорт, применяемый для импорта статических членов класса или интерфейса. Это позволяет сократить количество кода. Например, есть статические методы Math.pow(), Math.sqrt(). Для вычислений сложных формул с использованием математических методов, код становится перегружен. К примеру, вычислим гипотенузу.

 hypot = Math.sqrt(Math.pow(side1, 2) + Math.pow(side2, 2)); 

В данном случае без указания класса не обойтись, так как методы статические. Чтобы не набирать имена классов, их можно импортировать следующим образом:

 import static java.lang.Math.sqrt; import static java.lang.Math.pow; . hypot = sqrt(pow(side1, 2) + pow(side2, 2)); 

После импорта уже нет необходимости указывать имя класса.

Второй допустимый вариант, позволяющий сделать видимыми все статические методы класса:

 import static java.lang.Math.*; 

В этом случае вам не нужно импортировать отдельные методы. Но такой подход в Android не рекомендуется, так как требует больше памяти.

Класс Class

На первый взгляд, класс Class звучит как «масло масляное». Тем не менее, класс с таким именем существует и он очень полезен.

Программно получить имя класса

Иногда из программы нужно получить имя используемого класса. Для этого есть специальные методы getClass().getName() и другие родственные методы. Допустим, нам нужно узнать имя класса кнопки, на которую мы нажимаем в программе.

 public void onClick(View view) < String className = view.getClass().getName(); String simpleName = view.getClass().getSimpleName(); String canonicalName = view.getClass().getCanonicalName(); if (canonicalName == null) < canonicalName = "null"; >String s = "Имя класса: " + className + "\n" + "SimpleName: " + simpleName + "\n" + "CanonicalName: " + canonicalName + "\n"; mInfoTextView.setText(s); > 

 Имя класса: android.support.v7.widget.AppCompatButton SimpleName: AppCompatButton CanonicalName: android.support.v7.widget.AppCompatButton 

getSimpleName() возвращает только имя класса без пакета, другие методы вернут полное название.

Если нужно узнать имя класса активности, то достаточно кода:

 // подставьте имя вашей активности String className = MainActivity.class.getName(); 

Если вам известно имя класса, то можете получить сам класс:

 try < // получим объект Class ClassmyClass = Class.forName("ru.alexanderklimov.test.MainActivity"); mInfoTextView.setText(myClass.getName()); // выводим в TextView Intent intent = new Intent(this, myClass); startActivity(intent); > catch (ClassNotFoundException e) < // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); >

Метод getSuperclass() возвращает имя суперкласса. Остальные несколько десятков методов не столь популярны.

Что такое классы и объекты в Java

Изучите основы классов и объектов в Java с нашей понятной статьей, которая поможет вам быстро освоиться в мире ООП и Java-разработки.

Алексей Кодов
Автор статьи
9 июня 2023 в 16:31

Классы и объекты являются основными понятиями объектно-ориентированного программирования (ООП) и играют важную роль в Java. В этой статье мы разберемся, что такое классы и объекты, а также как они работают в Java.

Классы в Java

Класс – это шаблон или чертеж, который определяет, как будут выглядеть и вести себя объекты, созданные на основе этого класса. Классы состоят из полей (переменных) и методов (функций). Например:

class Person < String name; int age; void sayHello() < System.out.println("Привет, меня зовут " + name + " и мне " + age + " лет!"); >>

В примере выше мы создали класс Person с двумя полями: name и age , а также одним методом sayHello() .

Объекты в Java

Объект – это конкретный экземпляр класса. Объекты создаются с использованием оператора new и инициализируются с помощью конструктора класса. Вот пример создания объекта типа Person :

Person person1 = new Person(); person1.name = "Анна"; person1.age = 30; person1.sayHello(); // Вывод: Привет, меня зовут Анна и мне 30 лет!

Каждый объект имеет свои собственные значения полей, независимые от других объектов того же класса. В примере выше у объекта person1 есть свои значения полей name и age .

Java-разработчик: новая работа через 11 месяцев
Получится, даже если у вас нет опыта в IT

Взаимодействие объектов

Объекты могут взаимодействовать друг с другом с помощью вызова методов, передачи информации через аргументы и возвращаемые значения. Например:

class Calculator < int add(int a, int b) < return a + b; >> class Main < public static void main(String[] args) < Calculator calculator = new Calculator(); int sum = calculator.add(5, 3); System.out.println("Сумма чисел 5 и 3 равна: " + sum); // Вывод: Сумма чисел 5 и 3 равна: 8 >>

В примере выше класс Calculator содержит метод add() , который принимает два числа и возвращает их сумму. В классе Main мы создали объект calculator типа Calculator , вызвали метод add() и вывели результат на экран.

�� Важно отметить, что примеры кода в этой статье представлены в упрощенном виде для лучшего понимания основных понятий. В реальных проектах рекомендуется использовать инкапсуляцию, конструкторы и другие принципы ООП.

Теперь вы знакомы с основами классов и объектов в Java. Практика и опыт помогут вам лучше понять и использовать эти понятия при разработке Java-приложений. Удачи в изучении Java!