Java Object类
什么是Object类？
在Java编程语言中，Object类是所有类的根父类。也就是说，Java中的每一个类都直接或间接地继承自Object类。如果一个类没有明确声明它的父类，那么它默认继承Object类。
备注
即使是基本数据类型也有对应的包装类（如Integer、Double等），这些包装类同样继承自Object类。
Object类位于java.lang包中，因此使用时不需要显式导入。它为所有子类提供了一些通用的方法，这些方法可以被子类重写以提供更具体的实现。
Object类的常用方法
Object类定义了一些所有对象都共有的基本行为。以下是最常用的一些方法：
1. toString()
toString()方法返回对象的字符串表示。默认实现返回类名和对象的哈希码。
语法：
java
public String toString()
示例：
java
public class ObjectDemo {
public static void main(String[] args) {
Object obj = new Object();
System.out.println(obj.toString());
// 创建自定义类实例
Student student = new Student("张三", 20);
System.out.println(student.toString());
}
}
class Student {
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
// 重写toString方法
@Override
public String toString() {
return "Student[name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}
输出：
java.lang.Object@15db9742
Student[name=张三, age=20]
2. equals()
equals()方法用于比较两个对象是否相等。默认实现是比较对象的引用（内存地址）是否相同。
语法：
java
public boolean equals(Object obj)
示例：
java
public class EqualsDemo {
public static void main(String[] args) {
String str1 = new String("Hello");
String str2 = new String("Hello");
// 使用默认的equals方法
Object obj1 = new Object();
Object obj2 = new Object();
System.out.println("str1 == str2: " + (str1 == str2));
System.out.println("str1.equals(str2): " + str1.equals(str2));
System.out.println("obj1 == obj2: " + (obj1 == obj2));
System.out.println("obj1.equals(obj2): " + obj1.equals(obj2));
}
}
输出：
str1 == str2: false
str1.equals(str2): true
obj1 == obj2: false
obj1.equals(obj2): false
提示
重写equals()方法时，通常也需要重写hashCode()方法，以保持一致性。
3. hashCode()
hashCode()方法返回对象的哈希码值，这个值是由对象的内存地址计算得出的整数。
语法：
java
public int hashCode()
示例：
java
public class HashCodeDemo {
public static void main(String[] args) {
Object obj = new Object();
System.out.println("obj的哈希码: " + obj.hashCode());
Person p1 = new Person("李四", 30);
Person p2 = new Person("李四", 30);
System.out.println("p1的哈希码: " + p1.hashCode());
System.out.println("p2的哈希码: " + p2.hashCode());
}
}
class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj) return true;
if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
Person person = (Person) obj;
return age == person.age &&
(name == person.name || (name != null && name.equals(person.name)));
}
@Override
public int hashCode() {
int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
result = 31 * result + age;
return result;
}
}
输出：
obj的哈希码: 366712642
p1的哈希码: 70287
p2的哈希码: 70287
4. getClass()
getClass()方法返回对象的运行时类。
语法：
java
public final Class<?> getClass()
示例：
java
public class GetClassDemo {
public static void main(String[] args) {
String str = "Hello";
Class<?> strClass = str.getClass();
System.out.println("类名: " + strClass.getName());
System.out.println("简单类名: " + strClass.getSimpleName());
System.out.println("包名: " + strClass.getPackage().getName());
}
}
输出：
类名: java.lang.String
简单类名: String
包名: java.lang
5. clone()
clone()方法创建并返回对象的副本。
语法：
java
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException
示例：
java
public class CloneDemo {
public static void main(String[] args) {
try {
Employee original = new Employee("王五", 25);
Employee copy = (Employee) original.clone();
System.out.println("原始对象: " + original);
System.out.println("克隆对象: " + copy);
// 修改副本不会影响原始对象
copy.setAge(30);
System.out.println("修改后的原始对象: " + original);
System.out.println("修改后的克隆对象: " + copy);
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class Employee implements Cloneable {
private String name;
private int age;
public Employee(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
@Override
public String toString() {
return "Employee[name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}
输出：
原始对象: Employee[name=王五, age=25]
克隆对象: Employee[name=王五, age=25]
修改后的原始对象: Employee[name=王五, age=25]
修改后的克隆对象: Employee[name=王五, age=30]
警告
要使用clone()方法，类必须实现Cloneable接口，否则会抛出CloneNotSupportedException异常。
6. finalize()
finalize()方法在对象被垃圾回收之前由垃圾回收器调用。
语法：
java
protected void finalize() throws Throwable
注意
自Java 9起，finalize()方法已被标记为过时（deprecated），不推荐使用。推荐使用try-with-resources或Cleaner机制来替代。
实际应用案例
案例一：重写equals和hashCode方法实现对象比较
在数据库应用中，我们经常需要比较两个对象是否代表同一实体。例如，两个Customer对象，如果它们的ID相同，我们就认为它们是同一个客户。
java
public class Customer {
private int id;
private String name;
private String email;
public Customer(int id, String name, String email) {
this.id = id;
this.name = name;
this.email = email;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Customer customer = (Customer) o;
return id == customer.id;
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(id);
}
public static void main(String[] args) {
Customer c1 = new Customer(1, "张三", "zhangsan@example.com");
Customer c2 = new Customer(1, "张小三", "xiaozhang@example.com");
Customer c3 = new Customer(2, "李四", "lisi@example.com");
System.out.println("c1.equals(c2): " + c1.equals(c2)); // true，因为ID相同
System.out.println("c1.equals(c3): " + c1.equals(c3)); // false，因为ID不同
// 使用哈希表测试
Map<Customer, String> customerMap = new HashMap<>();
customerMap.put(c1, "VIP客户");
System.out.println("包含c2的键: " + customerMap.containsKey(c2)); // true
}
}
案例二：使用toString方法改善日志和调试
当我们需要记录日志或调试程序时，对象的字符串表示非常重要。
java
public class Product {
private String code;
private String name;
private double price;
private int quantity;
public Product(String code, String name, double price, int quantity) {
this.code = code;
this.name = name;
this.price = price;
this.quantity = quantity;
}
@Override
public String toString() {
return "Product{" +
"code='" + code + '\'' +
", name='" + name + '\'' +
", price=" + price +
", quantity=" + quantity +
", totalValue=" + (price * quantity) +
'}';
}
public static void main(String[] args) {
Product laptop = new Product("LP001", "高性能笔记本", 5999.99, 10);
System.out.println("产品信息: " + laptop);
// 在实际应用中的日志记录
// logger.info("新增产品: {}", laptop);
}
}
案例三：使用getClass方法进行运行时类型检查
有时我们需要在运行时检查对象的类型，以便进行不同的处理。
java
public class ShapeProcessor {
public void process(Object shape) {
Class<?> shapeClass = shape.getClass();
System.out.println("处理形状: " + shapeClass.getSimpleName());
if (shapeClass == Circle.class) {
Circle circle = (Circle) shape;
System.out.println("圆的半径: " + circle.getRadius());
} else if (shapeClass == Rectangle.class) {
Rectangle rect = (Rectangle) shape;
System.out.println("矩形的宽度和高度: " + rect.getWidth() + " x " + rect.getHeight());
} else {
System.out.println("未知形状类型");
}
}
public static void main(String[] args) {
ShapeProcessor processor = new ShapeProcessor();
processor.process(new Circle(5.0));
processor.process(new Rectangle(4.0, 6.0));
processor.process("这不是形状"); // 会输出未知形状类型
}
}
class Circle {
private double radius;
public Circle(double radius) {
this.radius = radius;
}
public double getRadius() {
return radius;
}
}
class Rectangle {
private double width;
private double height;
public Rectangle(double width, double height) {
this.width = width;
this.height = height;
}
public double getWidth() {
return width;
}
public double getHeight() {
return height;
}
}
总结
Object类是Java类层次结构的根类，它提供了所有Java对象都具有的基本功能：
- toString()：返回对象的字符串表示，便于调试和日志记录
- equals()：比较两个对象是否相等
- hashCode()：返回对象的哈希码，用于哈希数据结构
- getClass()：获取对象的运行时类信息
- clone()：创建对象的副本
- finalize()：对象垃圾回收前的清理工作（不推荐使用）
理解和正确使用Object类的方法是Java面向对象编程的基础。在设计自己的类时，应该根据需要适当地重写这些方法，特别是equals()、hashCode()和toString()方法。
练习
-
创建一个
Book类，包含isbn、title和author字段。重写toString()、equals()和hashCode()方法。使用isbn作为比较两本书是否相等的依据。 -
实现一个深克隆的例子，其中对象包含另一个对象的引用，确保在克隆时内部对象也被克隆。
-
创建一个程序，展示当两个对象的
equals()方法返回true而hashCode()方法返回不同值时，在HashMap中会发生什么。 -
编写一个通用的对象比较器，使用反射来比较两个对象的所有字段，而不需要为每个类重写
equals()方法。