Java语言程序设计基础教程课件(第3章)

第３章类和对象面向对象技术基础类的概念、定义与使用对象的生成、使用、清除static关键字this关键字final关键字Java类中的限定词包和import语句3.1面向对象技术基础3.1.1面向对象的基本概念面向对象是一种新兴的程序设计方法，或者是一种新的程序设计规范（paradigm），其基本思想是使用对象、类、继承、封装、消息等基本概念来进行程序设计。从现实世界中客观存在的事物（即对象）出发来构造软件系统，并且在系统构造中尽可能运用人类的自然思维方式。1．对象的基本概念对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，它是构成系统的一个基本单位。一个对象由一组属性和对这组属性进行操作的一组服务组成。从更抽象的角度来说，对象是问题域或实现域中某些事物的一个抽象，它反映该事物在系统中需要保存的信息和发挥的作用；它是一组属性和有权对这些属性进行操作的一组服务的封装体。客观世界是由对象和对象之间的联系组成的。主动对象是一组属性和一组服务的封装体，其中至少有一个服务不需要接收消息就能主动执行（称作主动服务）。2．类的基本概念把众多的事物归纳、划分成一些类是人类在认识客观世界时经常采用的思维方法。分类的原则是抽象。类是具有相同属性和服务的一组对象的集合，它为属于该类的所有对象提供了统一的抽象描述，其内部包括属性和服务两个主要部分。在面向对象的编程语言中，类是一个独立的程序单位，它应该有一个类名并包括属性说明和服务说明两个主要部分。类与对象的关系就如模具和铸件的关系，类的实例化结果就是对象，而对一类对象的抽象就是类。3．消息消息就是向对象发出的服务请求，它应该包含下述信息：提供服务的对象标识、服务标识、输入信息和回答信息。服务通常被称为方法或函数。3.1.2面向对象的基本特征1．封装性封装性就是把对象的属性和服务结合成一个独立的单位，并尽可能隐蔽对象的内部细节，包含两个含义：把对象的全部属性和全部服务结合在一起，形成一个不可分割的独立单位（即对象）。信息隐蔽，即尽可能隐蔽对象的内部细节，对外形成一个边界〔或者说形成一道屏障〕，只保留有限的对外接口使之与外部发生联系。封装的原则在软件上的反映是：要求使对象以外的部分不能随意存取对象的内部数据（属性），从而有效的避免了外部错误对它的“交叉感染”，使软件错误能够局部化，大大减少查错和排错的难度。2．继承性特殊类的对象拥有其一般类的全部属性与服务，称作特殊类对一般类的继承。例如，轮船、客轮；人、大人。一个类可以是多个一般类的特殊类，它从多个一般类中继承了属性与服务，这称为多继承。例如，客轮是轮船和客运工具的特殊类。在Java语言中，通常我们称一般类为父类（superclass，超类），特殊类为子类（subclass）。3．多态性对象的多态性是指在一般类中定义的属性或服务被特殊类继承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。这使得同一个属性或服务在一般类及其各个特殊类中具有不同的语义。例如：“几何图形”的“绘图”方法，“椭圆”和“多边形”都是“几何图”的子类，其“绘图”方法功能不同。3.1.3面向对象程序设计方法面向对象程序设计方法可分为面向对象的分析（OOA，ObjectOrientedAnalysis）、面向对象的设计（OOD，ObjectOrientedDesign）和面向对象的实现（OOI，ObjectOrientedImplementation）三个阶段。3.2类的定义与使用类是组成Java程序的基本要素，是Java中的一种重要的复合数据类型。它封装了一类对象的状态和方法，是这一类对象的原形。一个类的实现包括两个部分：类声明和类体。基本格式为：classclassname{memberfielddeclarationsmembermethoddeclarations}class是关键字，用来定义类。“classclassname”是类的声明部分，类名必须是合法的Java标识符。两个大括号以及之间的内容是类体。3.2.2类声明Java中类声明的语法如下：[public][abstract|final]classclassName[extendssuperclassName][implementsinterfaceNameList]{……}其中，修饰符public，abstract，final说明了类的属性，className为类名，superclassName为类的父类的名字，interfaceNameList为类所实现的接口列表习惯上类名的第一个字母大写，但这不是必需的。类的名字不能是Java中的关键字，要符合标识符规定，名字可以由字母、下划线、数字或美元符号组成，并且第一个字符不能是数字。给类命名时，最好遵守下列习惯。1）如果类名使用拉丁字母，那么名字的首写字母使用大写字母，如Hello、Time、People等。2）类名最好容易识别，当类名由几个“单词”复合而成时，每个单词的首写字母使用大写，如BeijingTime、AmericanGame、HelloChina等。3.2.3类体Java中类体定义的语法如下：classclassName{[public|protected|private][static][final][transient][volatile]typevariableName;//成员变量的语法[public|protected|private][static][final|abstract][native][synchronized]returnTypemethodName([paramList])[throwsexceptionList]{statements}//成员方法的语法}3.2.4成员变量和局部变量类体中的变量分为两部分。变量定义部分所定义的变量称为类的成员变量，在方法体中定义的变量和方法的参数被称为局部变量。成员变量的声明方式如下：[public|protected|private][static][final][transient][volatile]typevariableName;//成员变量其中：static：静态变量（类变量）；相对于实例变量（后面会详细介绍）。final：常量。transient：暂时性变量，用于对象存档。volatile：贡献变量，用于并发线程的共享。1．成员变量和局部变量的共同之处成员变量和局部变量的类型都可以是Java中的任何一种数据类型，包括基本类型：整型、浮点型、字符型；引用类型：数组类型、对象。成员变量和局部变量的名字都必须符合标识符规定，名字如果使用拉丁字母，首写字母小写；如果多个单词组成，从第2个单词开始的其他单词的首写字母使用大写。2．成员变量和局部变量的区别成员变量在整个类内都有效，局部变量只在定义它的方法内有效。成员变量又分为实例成员变量（简称实例变量）和类变量（也称静态变量），如果成员变量的类型前面加上关键字static，这样的成员变量称为类变量或静态变量。2．成员变量和局部变量的区别如果局部变量的名字与成员变量的名字相同，则成员变量被隐藏，也就是说，这个成员变量在这个方法内暂时失效。publicclassBenson{intx=100,y;voidf(){intx=10;y=x;//注意这里y得到的值为10，而不是100.}}2．成员变量和局部变量的区别如果局部变量的名字与成员变量的名字相同，则成员变量被隐藏，这时如果想在该方法内使用成员变量，必须使用关键字this。publicclassEmployee{intsideA,sideB,sideC;voidsetSide(intsideA,intsideB,intsideC){this.sideA=sideA;this.sideB=sideB;this.sideC=sideC;}}3.2.5成员方法一个类的类体由两部分组成：变量的定义和方法的定义，方法的定义包括两部分内容：方法声明和方法体。一般格式为：[public|protected|private][static][final|abstract][native][synchronized]returnTypemethodName([paramList])[throwsexceptionList]//方法声明{statements}//方法体方法声明中的限定词的含义：static：类方法，可通过类名直接调用。abstract：抽象方法，没有方法体。final：方法不能被重写。native：集成其它语言的代码。synchronized：控制多个并发线程的访问。1．方法声明方法声明包括方法名、返回类型和外部参数。其中参数的类型可以是简单数据类型，也可以是复合数据类型（又称引用数据类型）。对于简单数据类型来说，Java实现的是值传递，方法接收参数的值，但不能改变这些参数的值。如果要改变参数的值，则用引用数据类型，因为引用数据类型传递给方法的是数据在内存中的地址，方法中对数据的操作可以改变数据的值。【例3-1】一个展示简单数据类型与引用数据的区别的例子。importjava.io.*;publicclassPassTest{floatptValue;publicvoidchangeInt(intvalue){value=55;//在方法内部对值参数进行了修改}publicvoidchangeObjValue(PassTestref){ref.ptValue=99f;//在方法内部对引用参数进行了修改}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){intval;PassTestpt=newPassTest();val=11;System.out.println(初始的整型值是:+val);pt.changeInt(val);//值参数System.out.println(改变后整型值是:+val);//值参数值的修改，没有影响值参数的值pt.ptValue=101f;System.out.println(初始的整型值是:+pt.ptValue);pt.changeObjValue(pt);//引用类型的参数System.out.println(改变后整型值是:+pt.ptValue);//引用参数值的修改，改变了引用参数的值}}2．方法体方法体是对方法的实现，它包括局部变量的声明以及所有合法的Java指令。方法体中声明的局部变量的作用域在该方法内部。若局部变量与类的成员变量同名，则类的成员变量被隐藏。【例3-2】一个展示局部变量和类成员变量作用域的例子。classVariable{intx=0,y=0,z=0;//类的成员变量voidinit(intx,inty){this.x=x;this.y=y;intz=5;//局部变量System.out.println(**初始化中**);System.out.println(x=+x+y=+y+z=+z);}}publicclassVariableTest{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Variablev=newVariable();System.out.println(**初始化之前**);System.out.println(x=+v.x+y=+v.y+z=+v.z);v.init(20,30);System.out.println(**初始化之后**);System.out.println(x=+v.x+y=+v.y+z=+v.z);}}3.2.6方法重载方法重载是指在一个类中用同一个名字定义多个方法，每个方法的参数必须不同，或者是参数的个数不同，或者是参数类型不同。方法的名字