Java类与对象的描述及内存原理
一、举例引入
假如有一只柴犬叫小柴，今年1岁，是个男孩子，它会吃饭，会撒娇；有一只哈士奇叫小哈，今年2岁，也是个男孩子，它也会吃饭，也会撒娇；还有只白土松叫奶油，也是个男孩子，今年1岁，它也会吃饭，也会撒娇。
如果要将以上的文字转化成Java的程序来描述，从变量和方法的角度来看，姓名，年龄，性别这些都属于变量，而吃饭，撒娇这些属于方法。那么就需要给小柴、小哈和奶油分别定义品种，姓名，年龄，性别，以及吃饭，撒娇的行为方法。这样做会产生大量的变量和方法，不仅不利于对变量和方法的管理，而且会使效率变得十分低下。
既然它们都有品种，姓名，年龄，性别这些相同的特征，又有吃饭，撒娇这样相同的行为方法。那么就完全可以把相同的地方抽象提取出来，构建一个新的类别，这个新的类别具备了以上各个小狗的特征以及行为方法。当要对这个类别一个具体的事物进行描述时，就可以创建一个这个类别的对象，这个对象就已经具备了这些特征和行为。特征就作为类的属性，而行为作为类的方法。要使用和管理的时候，可以直接创建对象，并通过对象名来设置属性和方法，管理的时候只要通过管理对象就可以了，这样就可以提高编程效率了。
类是一种数据类型，是自己定义的数据类型；而对象就是具体描述的事物。对象诞生于类，而类可以描述对象。
通过类可以将相同的代码总结到一起，如果要使用的时候，直接新建对象就可以了。可以提高代码的复用性；也便于维护，如果某个类需要添加新的属性，直接在类中添加相应的代码即可；而且便于管理，使用类中的属性或方法的时候直接进行相应的调用就可以了。
二、具体实现
类的属性或叫成员变量既可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型。
class A {int age; //基本数据类型String name; //引用数据类型
}上面的例子用类的形式描述成Java语言如下：
class Dog {//属性String name;int age;char gender;//吃饭的方法public void eat() {System.out.println(name + "正在吃饭");}//撒娇的方法public void spoil() {System.out.println(name + "正在撒娇");}//显示信息的方法public void showInfo() {System.out.println("name:" + name + ",age:" + age + "岁,gender:" + gender);}
}属性就是描述类的具体特征；方法是描述类的具体行为，构造器是对类进行初始化，在创建对象时具备基本的特征。
在main方法中创建对象并调用相应的方法:
public class Test {public static void main(String[] args) {//分别创建对象,并添加相关信息Dog d1 = new Dog();d1.name = "小柴";d1.age = 1;d1.gender = '男';Dog d2 = new Dog();d2.name = "小哈";d2.age = 2;d2.gender = '男';Dog d3 = new Dog();d3.name = "奶油";d3.age = 1;d3.gender = '男';//打印信息d1.showInfo();d2.showInfo();d3.showInfo();//调用方法d1.eat();d2.eat();d3.spoil();}
}
运行结果如下:
三、内存原理
创建对象格式：
Dog d = new Dog();这里的d只是对象的引用（对象名），而new Dog()才是真正的对象。
Java内存机制：
- 栈：存放基本数据类型
- 堆：存放对象，给对象和引用数据类型开辟空间
- 方法区：常量池（存放字符串常量），加载类的信息（属性和方法）
当创建一个对象的时候：
- 先在方法区中加载类的信息；
- 在堆中开辟空间，此时类中的属性为初始的默认值；
- 将堆中的地址值返回给栈中的变量；
- 对属性进行初始化，将类中的属性更新为设置的值。
以一段创建对象的代码为例：
Dog d3 = new Dog();
d3.name = "奶油";
d3.age = 1;
d3.gender = '男';以上的内存图如下：
创建对象的内存图
分析：
- main方法先进栈，然后方法区中加载Dog类的信息，包括类的属性和方法；
- 在堆中开辟一块空间，假设地址为0x2233，此时类中的属性值为初始的默认值，之后会把地址0x2233返回给栈中的d3，d3就通过这个地址指向堆中相应的空间；
- 因为字符串存储在方法区的常量池中，所以会在常量池中开辟一块空间，假设地址为0x2244，会把0x2244返回给堆中相应空间的name，所以name就通过这个地址指向常量池对应的空间中（String类型的数据并不会直接存储在堆中，而是存储在方法区的常量池中，和创建对象的原理有点类似）；
- 之后age和gender会从初始值更新为1和'男'。