第 7 章 · 面向对象（上）

7.1 面向对象的概念

面向对象以对象为核心，把数据与操作数据的方法封装在一起，核心特征：封装、继承、多态。相比面向过程“先做什么再做什么”，面向对象先思考“有哪些对象、对象如何协作”。

7.2 类与对象

类是对象的模板，对象是类的实例。

class Person {
    String name;          // 成员变量（字段）
    int age;

    void sayHello() {     // 成员方法
        System.out.println("Hi, I'm " + name);
    }
}

Person p = new Person();  // 用 new 创建对象
p.name = "Tom";
p.sayHello();

• new 在堆上分配内存，返回对象引用。
• 封装：用 private 隐藏字段，提供 getter/setter 控制访问。

class Person {
    private int age;
    public int getAge() { return age; }
    public void setAge(int age) {
        if (age < 0) throw new IllegalArgumentException("非法年龄");
        this.age = age;
    }
}

7.3 构造方法

• 名称与类同名、无返回类型，new 时自动调用，用于初始化对象。
• 可重载；不写时编译器提供默认无参构造。
• 一旦定义了有参构造，默认无参构造会失效（需要时手动补）。

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

7.4 this 关键字

this 指代当前对象：区分成员变量与局部变量（this.age = age）、调用本类其他构造（this(...)）。

7.5 垃圾回收（GC）

对象不再被任何引用指向时成为垃圾，由 JVM 的 GC 自动回收，无需也不能手动 free。可建议回收（System.gc()），但时机由 JVM 决定。

对比：C 手动 malloc/free 易泄漏、易悬空指针；C++ 靠析构函数与 RAII 自动管理资源；Java 用 GC 彻底解放堆内存管理，但无法精确控制回收时机（不适用实时系统）。

7.6 static 关键字

static 修饰的成员属于类而非实例，全类共享一份：

class Counter {
    static int count = 0;   // 静态变量
    static int next() { return ++count; }  // 静态方法
}
Counter.next();             // 类名直接调用，无需 new

• 静态方法只能直接访问静态成员；实例方法可访问静态成员。
• 单例模式：私有构造 + 静态方法返回唯一实例，是 static 的经典应用。

7.7 内部类

定义在类内部的类：

• 成员内部类：持有外部类引用，可访问外部类私有成员。
• 静态内部类：不依赖外部实例，类似独立类。
• 方法内部类 / 匿名内部类：局部定义，常用于事件回调。

7.8 与其他语言对比

• C++：类可定义在栈上（值语义），Java 对象一律在堆上通过引用访问；C++ 需显式写析构，Java 靠 GC。
• Python：self 需显式作为首参，Java 的 this 隐式；Python 没有真正的 private（靠约定），Java 有访问控制。