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Java 面向對象核心筆記：從類與對象到內存模型全景圖

編輯：Java 綜合教學

Java OOP 基石：概念、代碼、內存、實戰一次講透

面向對象（OOP）是 Java 的靈魂。本文系統梳理類/對象、構造器、方法重載、變量分類、靜態與實例、內存分配（棧/堆/方法區），配合「人遛狗被咬」「開車撞人」等生動案例與內存圖解，助你建立扎實的對象思維。

一、核心概念速覽

術語	定義	現實類比
類	同類事物的抽象模板（屬性+方法）	「狗」這個概念
對象	類的具體實例	「大黃」這條具體的狗
成員變量	描述狀態（屬性）	名字、年齡、顏色
方法	描述行為（功能）	叫、跑、咬人
構造器	初始化對象的特殊方法	出生時賦予名字、屬性

二、代碼實戰：人狗大戰 & 開車撞人

案例 1：張三遛狗遇大黃

// Dog.java
public class Dog {
    String name;
    public void bite(Person p) { System.out.println(name + "咬了" + p.name); }
    public void run() { System.out.println(name + "跑了..."); }
}

// Person.java
public class Person {
    String name;
    public void walk() { System.out.println(name + "在街上散步"); }
    public void meet(Dog d) { System.out.println(name + "遇到" + d.name); }
    public void beat(Dog d) { System.out.println(name + "打了" + d.name); }
}

// Main.java
public class DogAndPerson {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person(); p.name = "張三";
        Dog d = new Dog(); d.name = "大黃";
        p.walk(); p.meet(d); d.bite(p); p.beat(d); d.run();
    }
}

案例 2：張三開寶馬撞李四

// Car.java
public class Car {
    String mark; int power; String color; int price;
    public void start(Person p) { System.out.println(p.name + "啟動了" + mark); }
    public void speedUp() { System.out.println(mark + "加速"); }
    public void run() { System.out.println(mark + "正常行駛"); }
    public void hit(Person p) { System.out.println(mark + "撞了" + p.name); }
}

// Person.java (增加 drive 方法)
public void drive(Car c) { System.out.println(name + "駕駛" + c.mark); }

// Main.java
Car car = new Car(); car.mark = "寶馬";
Person p1 = new Person(); p1.name = "張三";
Person p2 = new Person(); p2.name = "李四";
car.start(p1); car.speedUp(); p1.drive(car); car.run(); car.hit(p2);

三、構造器深度解析

無參構造器：不寫系統自動生成；寫了有參構造器，系統不再生成無參
有參構造器：標準模式——this.field = param 完成初始化
構造器重載：參數列表不同（個數/類型/順序），this(...) 互調避免重複
調用時機：new ClassName() 瞬間，僅執行一次

// Employee 完整示例：帶參構造器 + 週幾判斷工作/休息
public class Staff {
    int number; String name; char sex; short age, w_age; long salary;
    public Staff(String name, int number, char sex, short age, short w_age, long salary) {
        this.name = name; this.number = number; this.sex = sex;
        this.age = age; this.w_age = w_age; this.salary = salary;
    }
    public void work() { System.out.println(name + "今天工作"); }
    public void rest() { System.out.println(name + "今天休息"); }
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        // ... 輸入數據 ...
        Staff s = new Staff(name, number, sex, age, w_age, salary);
        short day = sc.nextShort();
        if (day < 6) s.work(); else if (day <= 7) s.rest(); else System.out.println("error!");
    }
}

四、變量與方法分類全景圖

維度	分類	關鍵字	內存區域	生命週期	訪問規則
成員變量	類變量	static	方法區	類加載 → 類卸載	類名. / 對象. 皆可
成員變量	實例變量	無	堆	對象創建 → GC回收	對象. 訪問
局部變量	形參/方法內/代碼塊	無	棧	方法調用 → 方法返回	僅方法內可見
方法	類方法	static	方法區	類加載	只能訪問 static 成員
方法	實例方法	無	方法區	對象創建	可訪問所有成員

五、內存模型動態演示：Student 對象創建全過程

public class Student {
    private String name; private int age;
    public void study() { System.out.println("I love study!"); }
    // getter/setter 省略
}

public class StudentDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Student s = new Student();        // ① 棧存引用，堆存對象
        s.setName("John"); s.setAge(23);  // ② 堆中對象屬性賦值
        s.study();                        // ③ 棧帧入棧執行 study()
        Student s2 = s;                   // ④ 棧中新引用指向同一堆對象
        s2.setName("Jack");               // ⑤ 修改同一對象，s 也變了
    }
}

內存演變圖解：