Что такое класс в java простыми словами

Что такое класс в Java

ООП — это то, на чём держится вся разработка на Java. С помощью объектов и классов можно создать любой функционал быстрее.

Объектно-ориентированное программирование — это подход к разработке приложений с помощью классов и объектов. Он позволяет писать значительно меньше кода и при этом реализовывать больше возможностей, чем при функциональном проектировании программ.

В программе, написанной по принципам ООП, отдельные компоненты рассматриваются как предметы из реального мира, такие как дом, дерево, кот, человек и даже Java-разработчик. У каждого объекта есть свои атрибуты. Вот какими они будут у принтера: цвет, марка, скорость печати, объём оставшейся краски и так далее.

Пишет о программировании, в свободное время создает игры. Мечтает открыть свою студию и выпускать ламповые RPG.

Также принтеру свойственно определённое «поведение»: печать, сканирование, копирование, проверка наличия краски, подключение к Wi-Fi и так далее — всё это называется методами.

Каждый принтер уникален, поэтому обладает своим идентификатором, по которому к нему можно обратиться, чтобы узнать или изменить тот или иной атрибут, а также вызвать метод:

Однако прописывать все атрибуты и методы для каждого объекта было бы слишком сложно, поэтому используются классы — общий шаблон того, как должен вести себя объект.

Допустим, существует класс Бумага, которому прописываются свои параметры и методы: цвет, цена, размер, толщина и так далее. Каждый отдельный объект является экземпляром класса. Например, можно создать объект листБумаги1, листБумаги2, листБумаги3 — у всех них будут одинаковые атрибуты и поведение, но разные значения:

Эту бумагу можно, например, передать объекту класса Принтер, чтобы её распечатать:

Без объектов нам бы пришлось создавать отдельные функции и работать с ними. Сейчас мы можем написать такой код:

То есть мы создаём объект и даём ему параметры: адрес и размер. Потом отправляем ему текст и лист бумаги, а он печатает это так, как прописано в теле метода.

Без классов нам бы пришлось создавать множество негруппированных переменных, в которых хранилась бы вся эта информация:

Представьте, как раздуется код от количества переменных и функций, которые нужны, чтобы распечатать обычный лист. А ведь нужно написать ещё и функцию заправки, сканирования, копирования и так далее.

Пришлось бы несколько раз дублировать одинаковые фрагменты кода, чтобы написать что-то. А ООП позволяет сократить код, а значит, быстрее разрабатывать программы, а также читать и переписывать их.

Как работают классы в Java

Создавая программу, нужно объявить класс с её именем, а потом добавить метод main — из него начинается работа приложения:

В Java всё, что не является объектом, является классом. Даже System, с помощью которого выводится текст, — это объект.

Можно создать переменные для этого класса — атрибуты:

Эти переменные вызываются из основного метода и умножаются. Вот как выглядит результат таких вычислений:

Пока не обращайте внимания на слова public и static — про них мы расскажем позже. Так же можно создавать методы, похожие на main. Для них укажите модификаторы доступа (public и static), возвращаемый тип и название:

Запустив программу, мы увидим результат работы метода GetCube():

Пока всё работает в пределах основного класса, но можно создать и другие. Для наглядности мы будем делать это на примере кода мессенджера. Здесь будут использоваться классы Сообщение (Message) и Пользователь (User).

Чтобы начать работать с классами, создайте папку для своего проекта: например, 01. Добавьте в неё ещё два каталога — src и bin. В первом будут храниться исходники, а во втором — скомпилированные файлы.

Теперь скомпилировать файл можно так:

Все классы должны находиться в отдельных файлах. которые нужно объединить в пакет. Его название должно выглядеть так: com.sitename.packagename. Хотя вы можете обойтись и без домена packagename. Чтобы создать пакет, сначала в папке src создайте следующую структуру:

В нашем случае для основного файла путь будет таким:

В тот же каталог поместите User.java и Message.java. После этого в начало каждого файла добавьте такую строчку:

Она означает, что этот код относится к определённому пакету. И чтобы воспользоваться каким-то классом, нужно добавить в начало основной программы несколько команд:

Теперь можно компилировать программу с помощью команды:

Если вы всё сделали правильно, в папке bin появится такая же структура, как в src. Вот код корневого файла приложения:

Теперь этот код можно запустить, прописав такую команду:

Вот что выведет консоль:

Но если вы пока не уверены, что хотите продолжать работать на Java, можете поэкспериментировать в консоли.

Как создать класс в Java

Теперь можно приступить к созданию классов. Начнём с пользователя:

Слово public выступает модификатором доступа — он определяет, откуда будет доступен компонент. Для класса можно указать следующие модификаторы:

Теперь в основном файле можно создать объект класса User:

Мы указали для объекта user1 класс User, а после оператора присваивания указали ключевое слово new и запустили конструктор (об этом позже). Вот как будет выполнена программа:

Создание объекта называется объявлением экземпляра класса — тут же можно использовать конструктор, чтобы сразу задать значения атрибутам.

Для этого нужно в теле класса создать метод с таким же названием, что и класс. Ему можно передать аргументы, с которыми можно провести операции:

Обратите внимание, что внутри класса атрибуты вызываются с помощью ключевого слова this. Это нужно для того, чтобы компилятор не путался, с какой переменной работать — например, в случае, если у аргумента такое же имя, как и у атрибута:

Теперь, чтобы создать объект, нужно немного поменять код:

Дальше можно создать класс для работы с сообщениями:

Обратите внимание, что в этот раз для атрибутов from и to мы задали модификатор private, а в качестве типа стоит User. Private позволяет закрыть доступ к элементам извне — то есть их можно менять только внутри методов самого класса.

Это позволяет защитить атрибуты от незапланированного доступа. Если же вы хотите получать или менять атрибуты, можно воспользоваться getter и setter. Это специальные методы, которые позволяют обратиться к защищённой переменной:

Теперь можно написать код, который будет создавать сообщение:

Источник

Классы и объекты в Java

Java — объектно-ориентированный язык, а значит, программы состоят из объектов и классов. Разбираемся, что это такое.

Если в коде программы на объектно-ориентированном языке нужно отразить сущность каких-то объектов, используется понятие класса.

Возьмём пример из реального мира. У многих, вероятно, есть кошка, собака или хомячок, а у кого-то могут быть даже коровы, гуси, овцы. Любое из этих существ (объектов) можно охарактеризовать словами «домашнее животное» и у каждого есть свой набор атрибутов: вес, кличка, свой тип (корова, гусь, овца, собака и так далее). А ещё они, очевидно, могут есть и передвигаться.

Класс — это шаблонная конструкция, которая позволяет описать в программе объект, его свойства (атрибуты или поля класса) и поведение (методы класса).

Каждый класс имеет своё имя, чтобы в будущем к нему можно было обратиться. Чтобы создать класс на Java, необходимо написать слово class, дать ему название и поставить фигурные скобки:

Имя класса в нашем примере — Pet.

Java-разработчик, преподаёт в Skillbox, осваивает машинное обучение.

Параметры класса

Мы можем создавать поля класса, каждое из которых имеет свой тип.

Поле класса — это переменная, которая описывает какое-либо из свойств данного класса.

Для наших домашних питомцев и полями класса будут вес, кличка и принадлежность к определённому типу (коровы, гуси, собаки и так далее). Очевидно, что здесь вес — это числовая переменная, а кличка и тип — строки символов. Тогда мы можем написать:

Переменные weight, name и type — поля нашего класса Pet, то есть свойства, которые описывают объект этого класса. Таких полей может быть сколько угодно, каждое имеет свой тип, как обычная переменная.

Мы уже пару раз упомянули словосочетание «объект класса». Так говорят, потому что любой объект является экземпляром какого-либо класса. Здесь действует простая аналогия: класс — это как бы чертёж, который описывает объект, его устройство, а объект — реализация чертежа, его материальное воплощение.

Давайте запрограммируем первый объект класса Pet. Пусть это будет кот ( type) с кличкой ( name) Барсик и весом ( weight) 10 (измерение в килограммах).

Сперва необходимо создать переменную типа Pet:

Наш объект pet выглядит как обычная переменная, но в качестве типа указан класс Pet, и в данный момент в нём ничего нет. Инициализируем объект — воспользуемся такой синтаксической конструкцией:

Мы ставим знак равно, пишем ключевое слово new, имя нашего класса и круглые скобки. Принято говорить, что здесь мы вызываем конструктор класса Pet. Пока просто запомним это — о конструкторах и о том, как их использовать, будет рассказано в отдельной статье.

Теперь у нас появилась переменная pet типа Pet, в которой содержится объект класса Pet. Ранее в этом классе мы объявили поля, к которым можно обратиться и занести в них значения.

Чтобы получить доступ к какому-либо полю нашего класса Pet, нужно специальным образом обратиться к переменной pet — поставить точку и вызвать необходимое поле. Например, вот так:

Теперь во всех трёх полях есть по значению, а мы можем получить их из программы, если потребуется, — например, распечатать в консоль:

Изменить значение в любом из полей класса также несложно. Пусть наш кот Барсик слегка потолстеет — добавим к его весу 1 кг:

Как видим, мы просто изменили вес в поле weight, а при выводе получили уже другое значение.

Методы класса

В начале статьи я упомянул, что наши домашние животные могут перемещаться и есть. В отличие от параметров вроде веса и клички, это уже не свойства объекта, а его функции. В классе эти функции обозначают как методы.

Метод класса — это блок кода, состоящий из ряда инструкций, который можно вызывать по его имени. Он обязательно содержит возвращаемый тип, название, аргументы и тело метода.

Синтаксис метода в Java:

Строка возвращаемыйТип показывает, какого типа данные вернёт метод. Например, если в качестве возвращаемого типа мы поставим тип String, то метод должен будет вернуть строку, а если int — целое число.

Чтобы вернуть значение из метода, используется специальное слово return. Если мы хотим, чтобы метод ничего не возвращал, то вместо возвращаемого типа нужно использовать специальное слово void.

Аргументы — то, что нужно передать в метод при его вызове. Мы можем указать сколько угодно параметров через запятую либо не указывать ни одного.

Для примера напишем простейший метод с именем sum (пока что не в нашем классе Pet), который складывает два переданных числа и возвращает их результат:

Возвращаемый тип метода int, он указан перед именем sum. Далее идут два аргумента a и b, у обоих также указан тип int. Важно помнить, что возвращаемый тип и тип переменных не обязательно должны совпадать.

Аргументы метода работают как обычные переменные — за пределами метода к ним никак нельзя получить доступ. Внутри метода мы складываем значения из переменных a и b, записываем полученное значение в переменную c. После этого мы возвращаем значение переменной c — только оно доступно вне метода.

Мы передали в метод sum два значения 1 и 2, а на выходе получили результат их сложения 3. Также можно создать метод, который принимает значение типа String, а возвращает длину этой строки:

В этом случае у нас возвращаемый типа int, а параметр str — типа String.

Попробуем использовать этот метод:

Также мы можем создать метод, который ничего не возвращает, а просто печатает переданное слово в консоль:

Либо метод, который ничего не принимает на вход, а просто печатает «Привет!»:

В методах, которые ничего не возвращают, слово return можно опустить.

Обратите внимание, что return полностью прекращает выполнение метода:

Теперь попробуем вызвать этот метод, передав в него число 3:

В этом случае мы ничего не увидим в консоли, так как 3 меньше 5, а значит, отработает блок if и произойдёт выход из метода с помощью слова return.

Но если передадим 6, увидим нашу надпись «Привет!»:

Методы в классах

Теперь, когда мы разобрались, что такое методы, давайте создадим два метода — eat и run — в классе Pet.

Пусть первый из них принимает на вход параметр типа int и увеличивает на это значение поле weight (сколько скушал питомец, на столько и потолстел). А после этого печатает в консоль «Я поел» и возвращает новый вес.

Второй из методов run пусть уменьшает вес на 1, но только если он больше 5, и печатает в консоль: «Я бегу». Иначе, если вес меньше или равен 5: «Я не могу бежать».

Теперь мы можем вызвать эти методы у объектов класса Pet. Чтобы это сделать, нужно обратиться к объекту, поставить точку и таким способом вызвать необходимый метод.

Иногда в каком-то методе требуется создать параметр, у которого имя совпадает с именем поля класса. В таких случаях, чтобы обратиться внутри метода именно к полю класса, а не к параметру нашего метода, используется ключевое слово this.

Для иллюстрации этого создадим метод, setName, который будет устанавливать переданное значение в поле name, а затем сообщать в консоль, что нашего питомца теперь зовут по-другому.

В результате с помощью this.name мы обращаемся к полю name и заносим в него значение из параметра метода name.

Также мы можем вызывать один метод вслед за другим. Давайте сделаем так, чтобы метод eat возвращал текущее животное с помощью this.

Теперь мы можем написать так:

Здесь мы дважды вызываем метод eat у одного и того же объекта класса (кота), а следом за ним вызываем метод run. И все эти вызовы делаются последовательно в одной строке, через точку.

Статические поля и методы

С помощью специального слова static мы можем создать статические поля и методы. Эти поля и методы описывают уже не объект класса, а сам класс. То есть они вызываются по имени класса, а их значение — общее для всех объектов данного класса.

Например, мы хотим посчитать, сколько еды съели все домашние животные. Введём поле amountOfAllFood типа int и добавим к нему слово static. А также введём нестатическое поле amountOfFood. Изменять данные поля мы будем в методе eat.

Теперь попробуем создать двух животных, и пусть каждое из них поест.

Как видите, к полю amountOfAllFood мы обращаемся уже не через объект, а по имени класса, и в этом поле хранится общее количество съеденной еды. Зато в поле amountOfFood у каждого животного — именно своё количество съеденной еды.

Мы можем обратиться к полю amountOfAllFood и через объект — результат будет тот же. Но принято обращаться именно через имя класса:

Как вы могли заметить, в нашем примере постоянно дублируется код с выводом информации об объекте. Давайте вынесем его в отдельный метод в классе Pet:

Теперь нам достаточно лишь обратиться к методу printInfo через объект, о котором мы хотим получить информацию.

Но у нас есть ещё строка с выводом общего количества еды. Можем ли мы поместить её в метод printInfo? Да, оказывается, можем:

Всё хорошо, но теперь при каждом вызове printInfo у нас будет печататься информация об общем количестве еды. Чтобы этого избежать, лучше вынести строку в отдельный статический метод:

У статического метода printStaticInfo также нет никаких отличий от обычного метода, но он относится к классу, а не к объекту данного класса. Вызываем его через обращение к классу:

Важно заметить, что из метода printStaticInfo мы можем обратиться только к статическим полям. Это происходит потому, что нестатические поля существуют в рамках конкретного объекта класса, а статический метод — в рамках всего класса.

Но можно добавить параметр типа Pet в данный метод — тогда у этого параметра мы будем вызывать необходимые поля. Например, так:

Подытожим

Важные примечания

Работать с классами и объектами в языке Java несложно, но есть несколько важных правил-примечаний, на которые нужно обратить внимание:

Источник

Классы, объекты, методы

Java является объектно-ориентированным языком, поэтому такие понятия как «класс» и «объект» играют в нем ключевую роль. Любую программу на Java можно представить как набор взаимодействующих между собой объектов.

Определение класса

Таким образом, в классе Book определены три переменных и один метод Info, который выводит значения этих переменных.

Кроме обычных методов в классах используются также и специальные методы, которые называются конструкторами. Конструкторы нужны для создания нового объекта данного класса и, как правило, выполняют начальную инициализацию объекта. Название конструктора должно совпадать с названием класса :

Класс Book имеет два конструктора. Первый конструктор без параметров присваивает «неопределенные» начальные значения полям. Второй конструктор присваивает полям класса значения, которые передаются через его параметры.

Мы можем определить несколько конструкторов для установки разного количества параметров и затем вызывать один конструктор класса из другого :

Вызов конструктора класса с двумя параметрами производится с помощью ключевого слова this, после которого в скобках указывается список параметров.

Создание объекта

Чтобы непосредственно использовать класс в программе, надо создать его объект. Процесс создания объекта двухступенчатый: вначале объявляется переменная данного класса, а затем с помощью ключевого слова new и конструктора непосредственно создается объект, на который и будет указывать объявленная переменная :

После объявления переменной Book b; эта переменная еще не ссылается ни на какой объект и имеет значение null. Затем создаем непосредственно объект класса Book с помощью одного из конструкторов и ключевого слова new.

Инициализаторы

Кроме конструктора начальную инициализацию полей объекта можно проводить с помощью инициализатора объекта. Так можно заменить конструктор без параметров следующим блоком :

Методы класса

Метод класса в объектно-ориентированном программировании — это функция или процедура, принадлежащая какому-либо классу или объекту.

Как и процедура в процедурном программировании, метод состоит из некоторого количества операторов для выполнения определенного действия и может иметь набор входных параметров.

Различают простые методы и статические методы :

Методы предоставляют интерфейс, при помощи которого осуществляется доступ к данным объекта некоторого класса, тем самым, обеспечивая инкапсуляцию данных.

Кроме имени и тела (кода) у метода есть ряд других характеристик:

Модификаторы метода определяют уровень доступа. В зависимости от того, какой уровень доступа предоставляет тот или иной метод, выделяют:

Такое разделение интерфейсов позволяет сохранять неизменным открытый интерфейс, но изменять внутреннюю реализацию.

Для того чтобы создать статический метод, перед его именем надо указать модификатор static. Если этого не сделать, то метод можно будет вызывать только в приложении к конкретному объекту данного класса (будет нестатическим).

Класс может включать метод main, который должен иметь уровень доступа public; к нему обращается виртуальная машина Java, не являющаяся частью какого-либо пакета.

Абстрактный класс, abstract class

Абстрактный класс в объектно-ориентированном программировании — базовый класс, который не предполагает создания экземпляров. Абстрактные классы реализуют на практике один из принципов ООП — полиморфизм. Абстрактный класс может содержать (и не содержать) абстрактные методы. Абстрактный метод не реализуется для класса, в котором описан, однако должен быть реализован для его неабстрактных потомков. Пример абстрактного класса, включающего две абстрактные функции.

Переопределение метода, Override

В реализации ReleasePrice, наследующего свойства класса Price, «реализуем» абстрактные методы и «переопределяем» метод с использованием аннотации @Override :

Теперь, если в родительском класса Price метод bonusPrice будет удален или переименован, то среда разработки должна выдать соответствующее сообщение. Компилятор также выдаст сообщение об ошибке.

Перегрузка методов, overload

Совокупность имени метода и набора формальных параметров называется сигнатурой метода. Java позволяет создавать несколько методов с одинаковыми именами, но разными сигнатурами. Создание метода с тем же именем, но с другим набором параметров называется перегрузкой. Какой из перегруженных методов должен выполняться при вызове, Java определяет на основе фактических параметров, передаваемых методу.

Пример класса Test с тремя перегруженными методами test :

Пример использования класса Test:

Java рекурсия

Рекурсией называется метод (функция), которая внутри своего тела вызывает сама себя.

Рассмотрим пример рекурсивного метода вычисления факториала. Для того чтобы вычислить n!, достаточно знать и перемножить между собой (n-1)! и n. Создадим метод, реализующий описанный способ.

Указанный рекурсивный метод вычисляет факториал натурального числа.

Рассмотрим пример, вычисляющий через рекурсию n-ое число Фибоначчи. Напомним, как выглядят первые элементы этого ряда: 1 1 2 3 5 8 13 …

Суперкласс Object

В Java есть специальный суперкласс Object и все классы являются его подклассами. Поэтому ссылочная переменная класса Object может ссылаться на объект любого другого класса. Так как массивы являются тоже классами, то переменная класса Object может ссылаться и на любой массив.

У класса Object есть несколько важных методов:

Методы getClass(), notify(), notifyAll(), wait() являются «финальными» (final) и их нельзя переопределять.

Проверка принадлежности класса instanceof

Для проверки принадлежности класса какому-либо объекту необходимо использовать ключевого слова instanceof. Иногда требуется проверить, к какому классу принадлежит объект. Это можно сделать при помощи ключевого слова instanceof. Это логический 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).

Пример с рыбками. Допустим имеется родительский класс Fish и у него есть унаследованные подклассы SaltwaterFish и FreshwaterFish. Необходимо протестировать, относится ли заданный объект к классу или подклассу по имени

Данная проверка удобна во многих случаях. Иногда приходится проверять принадлежность класса при помощи instanceof, чтобы можно было бы разделить логику кода:

Импорт класса import

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:

За ключевым словом следуют класс, который нужно импортировать. Имя класса должно быть полным, то есть включать свой пакет. Чтобы импортировать все классы из пакета, после имени пакета можно поместить ‘.*;’

IDE Eclipse упрощает импорт. При написании кода в редакторе Eclipse можно ввести имя класса, а затем нажать Ctrl+Shift+O. Eclipse определяет, какие классы нужно импортировать, и добавляет их автоматически. Если Eclipse находит два класса с одним и тем же именем, он выводит диалоговое окно с запросом, какой именно класс вы хотите добавить.

Статический импорт

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

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

После импорта уже нет необходимости указывать имя класса.

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

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

Источник