Java之道/有趣的对象
虽然字符串是对象，但它们并不是很有趣的对象，因为
- 它们是不可变的。
- 它们没有实例变量。
- 您不必使用new构造来创建它们。
在本章中，我们将使用 Java 语言中包含的两种新的对象类型：Point 和 Rectangle。请注意，这些不是出现在屏幕上的图形对象，而是包含数据的变量，就像 int 和 double 一样。与其他变量一样，它们可以在内部用于执行计算。
Point 和 Rectangle 类的定义位于 java.awt 包中，因此我们必须导入它们。
内置的 Java 类被分成许多包，包括 java.lang，其中包含我们迄今为止看到的大多数类，以及 java.awt，其中包含与 Java 抽象窗口工具包 (AWT) 相关的类，其中包含窗口、按钮、图形等的类。
为了使用一个包，您必须导入它，这就是为什么图形部分中的程序以 import java.awt.* 开头的原因。* 表示我们希望导入 AWT 包中的所有类。如果需要，您可以显式命名要导入的类，但这没有太大优势。java.lang 中的类会自动导入，这就是为什么我们的大多数程序不需要 import 语句的原因。
所有 import 语句都出现在程序的开头，在类定义之外。
在最基本的层面上，点是两个数字（坐标），我们将其作为一个整体视为单个对象。在数学符号中，点通常用括号括起来，用逗号分隔坐标。例如，表示原点，表示从原点向右移动单位和向上移动单位的点。
在 Java 中，点由 Point 对象表示。要创建一个新点，您必须使用new命令
Point blank;
blank = new Point (3, 4);
第一行是常规的变量声明：blank 的类型为 Point。第二行看起来有点奇怪；它调用了 new 命令，指定了新对象的类型，并提供了参数。您可能不会感到惊讶，这些参数是新点的坐标。
new 命令的结果是对新点的引用。我稍后会更详细地解释引用；目前重要的是变量 blank 包含新创建对象的地址。
总而言之，程序中的所有变量、值和对象都称为状态。像这样显示程序状态的图表称为状态图。随着程序的运行，状态会发生变化，因此您应该将状态图视为执行特定点的快照。
构成对象的数据片段有时称为组件、记录或字段。在 Java 中，它们被称为实例变量，因为每个对象（其类型的实例）都有自己的实例变量副本。
这就像汽车的手套箱。每辆汽车都是汽车类型的实例，每辆汽车都有自己的手套箱。如果您让我从您的汽车的手套箱里拿东西，您必须告诉我哪辆车是您的。
类似地，如果您想从实例变量中读取值，则必须指定要从中获取该值的 对象。在 Java 中，这是使用点表示法完成的。
int x = blank.x;
表达式 blank.x 表示转到 blank 引用的对象，并获取 x 的值。在这种情况下，我们将该值分配给名为 x 的局部变量。请注意，名为 x 的局部变量与名为 x 的实例变量之间没有冲突。点表示法的目的是明确识别您正在引用的哪个变量。
您可以将点表示法用作任何 Java 表达式的一部分，因此以下内容是合法的。
System.out.println (blank.x + ", " + blank.y);
int distance = blank.x * blank.x + blank.y * blank.y;
第一行打印 3, 4；第二行计算值 25。
您可以按照通常的方式将对象作为参数传递。例如
public static void printPoint (Point p){
System.out.println ("(" + p.x + ", " + p.y + ")");
}
是一个以点作为参数并以标准格式打印它的方法。如果您调用 printPoint (blank)，它将打印 (3, 4)。实际上，Java 有一个内置的方法来打印点。如果您调用 System.out.println (blank)，您将得到：java.awt.Point[x=3,y=4]
这是 Java 用于打印对象的标准格式。它打印类型的名称，然后打印对象的内容，包括实例变量的名称和值。
作为第二个示例，我们可以重写距离部分中的距离方法，使其以两个点作为参数，而不是四个双精度数。
public static double distance (Point p1, Point p2) {
double dx = (double)(p2.x - p1.x);
double dy = (double)(p2.y - p1.y);
return Math.sqrt (dx*dx + dy*dy);
}
类型转换实际上并不是必需的；我只是将它们添加为提醒，Point 中的实例变量是整数。
矩形类似于点，只是它们有四个实例变量，名为 x、y、width 和 height。除此之外，其他一切都非常相似。
Rectangle box = new Rectangle (0, 0, 100, 200);
创建一个新的 Rectangle 对象，并使 box 指向它。
如果您打印 box，您将得到
java.awt.Rectangle[x=0,y=0,width=100,height=200]
同样，这是内置的 Java 方法的结果，该方法知道如何打印 Rectangle 对象。
您可以编写返回对象的方法。例如，findCenter 以 Rectangle 作为参数，并返回一个包含 Rectangle 中心坐标的 Point
public static Point findCenter (Rectangle box)
int x = box.x + box.width/2;
int y = box.y + box.height/2;
return new Point (x, y);
请注意，您可以使用 new 创建一个新对象，然后立即将结果用作返回值。
您可以通过为其一个实例变量赋值来更改对象的内容。例如，要移动矩形而不更改其大小，您可以修改 x 和 y 值
box.x = box.x + 50;
box.y = box.y + 100;
我们可以获取此代码并将其封装在一个方法中，并将其推广以按任意量移动矩形
public static void moveRect (Rectangle box, int dx, int dy)
box.x = box.x + dx;
box.y = box.y + dy;
变量 dx 和 dy 指示在每个方向上移动矩形的距离。调用此方法会修改作为参数传递的 Rectangle。
Rectangle box = new Rectangle (0, 0, 100, 200);
moveRect (box, 50, 100);
System.out.println (box);
打印
java.awt.Rectangle[x=50,y=100,width=100,height=200].
通过将对象作为参数传递给方法来修改对象可能很有用，但它也可能使调试变得更加困难，因为并不总是清楚哪些方法调用会修改其参数，哪些不会。稍后，我将讨论这种编程风格的一些优缺点。
同时，我们可以享受 Java 内置方法的便利，其中包括 translate，它与 moveRect 做完全相同的事情，尽管调用它的语法略有不同。我们不是将 Rectangle 作为参数传递，而是在 Rectangle 上调用 translate，并将 dx 和 dy 作为参数传递。
box.translate (50, 100);
效果完全相同。
别名
aliasing reference
请记住，当您将值赋给对象变量时，您实际上是在赋予一个对对象的引用。多个变量可以引用同一个对象。例如，这段代码
Rectangle box1 = new Rectangle (0, 0, 100, 200);
Rectangle box2 = box1;
box1 和 box2 都引用或指向同一个对象。换句话说，这个对象有两个名称：box1 和 box2。当一个人使用两个名字时，我们称之为别名。对象也一样。
当两个变量是别名时，任何影响一个变量的更改也会影响另一个变量。例如
System.out.println (box2.width);
box1.grow (50, 50);
System.out.println (box2.width);
第一行打印 100，这是 box2 所引用的 Rectangle 的宽度。第二行在 box1 上调用 grow 方法，这会将 Rectangle 在各个方向上扩展 50 像素（有关更多详细信息，请参阅文档）。
从该图中可以清楚地看出，对 box1 做出的任何更改也适用于 box2。因此，第三行打印的值为 200，即扩展后的矩形的宽度。（顺便说一句，Rectangle 的坐标为负数是完全合法的。）
正如您从这个简单的示例中可以看出的那样，涉及别名的代码很快就会变得混乱，并且很难调试。一般来说，应避免使用别名或谨慎使用。
当您创建对象变量时，请记住您正在创建对对象的引用。在您让变量指向某个对象之前，变量的值为 null。null 是 Java 中的一个特殊值（也是一个 Java 关键字），用于表示“无对象”。
声明 Point blank; 等效于此初始化
Point blank = null;
如果您尝试使用 null 对象，无论是通过访问实例变量还是调用方法，您都会得到一个 NullPointerException。系统将打印错误消息并终止程序。
Point blank = null;
int x = blank.x; // NullPointerException
blank.translate (50, 50); // NullPointerException
另一方面，将 null 对象作为参数传递或接收作为返回值是合法的。事实上，这样做很常见，例如表示空集或指示错误条件。
在别名部分，我们讨论了当多个变量引用同一个对象时会发生什么。当没有变量引用对象时会发生什么？例如
Point blank = new Point (3, 4);
blank = null;
第一行创建一个新的 Point 对象并使 blank 指向它。第二行更改 blank，使其不再引用该对象，而是引用空值（null 对象）。
如果没有人引用某个对象，那么就没有人可以读取或写入它的任何值，或者在其上调用方法。实际上，它将不复存在。我们可以将对象保留在内存中，但这只会浪费空间，因此，在程序运行期间，Java 系统会定期查找孤立的对象并回收它们，这个过程称为垃圾回收。稍后，对象占用的内存空间将可用于作为新对象的一部分使用。
您无需执行任何操作即可使垃圾回收生效，并且通常您不会注意到它。
Java 中有两种类型的类型：基本类型和对象类型。基本类型，如 int 和 boolean，以小写字母开头；对象类型以大写字母开头。这种区别很有用，因为它提醒我们它们之间的一些差异。
当您声明基本类型变量时，您会获得用于存储基本类型值的存储空间。当您声明对象变量时，您会获得用于存储对对象的引用的空间。为了获得对象本身的空间，您必须使用 new 命令。
如果您没有初始化基本类型，则会为其赋予一个默认值，该值取决于类型。例如，int 的默认值为 0，boolean 的默认值为 true。对象类型的默认值为 null，表示没有对象。
基本类型变量很好地隔离，因为您无法在一个方法中执行任何操作来影响另一个方法中的变量。对象变量可能难以使用，因为它们没有很好地隔离。如果您将对对象的引用作为参数传递，则调用的方法可能会修改该对象，在这种情况下，您将看到效果。当您在对象上调用方法时，情况也是如此。当然，这可能是件好事，但您必须意识到这一点。
基本类型和对象类型之间还有另一个区别。您不能向 Java 语言中添加新的基本类型（除非您加入标准委员会），但您可以创建新的对象类型！我们将在下一章中看到如何操作。
- 包（package）：类的集合。内置 Java 类按包组织。
- AWT：抽象窗口工具包（Abstract Window Toolkit），Java 中最大且最常用的包之一。
- 实例：类别中的一个例子。我的猫是“猫科动物”类别的一个实例。每个对象都是某个类的实例。
- 实例变量：构成对象的一个命名数据项。每个对象（实例）都拥有其类实例变量的副本。
- 引用：指示对象的数值。在状态图中，引用显示为箭头。
- 别名：两个或多个变量引用同一个对象的情况。
- 垃圾回收：查找没有引用的对象并回收其存储空间的过程。
- 状态：在程序执行的给定时间点，所有变量和对象及其值的完整描述。
- 状态图：以图形方式显示的程序状态快照。