北大計算機系java培訓講義1類

1、1第一章 Java的類北京大學計算機系代亞非2第一章 Java的類1.1 有關面向?qū)ο蟮母拍?.2 Java語言的特點1.3 Java的開發(fā)環(huán)境1.4 第一個Java程序1.5 Java類型系統(tǒng)1.6 Java中字符串的類1.7 Java中的類、方法和變量1.8 Java名空間及訪問規(guī)則1.9 Java中的抽象類、接口和程序包1.10 對象的構(gòu)造函數(shù)31.1 有關面向?qū)ο蟮母拍蠲嫦驅(qū)ο蟪绦蛟O計圍繞的幾個主要概念:抽象數(shù)據(jù)類型、類、類型層次（子類），繼承性、多態(tài)性。41.1 有關面向?qū)ο蟮母拍頲lass Car int color_number; int door_number; int spe

2、ed; void brake() void speedUp() ; void slowDown() 計算機中的對象的原型 現(xiàn)實生活中的對象 數(shù)據(jù)抽象類型51.1 有關面向?qū)ο蟮母拍钍裁词穷悾款愂敲枋鰧ο蟮摹盎驹汀?，它定義一種對象所能擁有的數(shù)據(jù)和能完成的操作,在面向?qū)ο蟮某绦蛟O計中,類是程序的基本單元。variablesmethods 程序中的對象 是類的一個實例，是一個軟件單元，它由一組結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)和在其上的一組操作構(gòu)成。61.1 有關面向?qū)ο蟮母拍钭兞浚杭粗笇ο蟮乃赖臓顟B(tài)方法：指對象的功能單元。什么是消息？軟件對象通過相互間傳遞消息來相互作用和通信 一個消息由三部分組成:1. 接受消

3、息的對象2. 要完成方法的名字3. 方法需要的參數(shù)對象B對象 Amessage71.1 有關面向?qū)ο蟮母拍钜粋€例子在程序中操作對象是類的一個實例:即對象創(chuàng)建一個對象 Hello obj=new Hello();調(diào)用方法 obj.showString(“Hello World!”)class Hello private String s；public void showString (） System.out.println(s);public void changeString(String str) s=str; return s; 81.1 有關面向?qū)ο蟮母拍钍裁词欠庋b?封裝把對象的所有組

4、成部分組合在一起，封裝定義程序如何引用對象的數(shù)據(jù)，封裝實際 私有數(shù)據(jù) 方法上使用方法將類的數(shù)據(jù)隱藏起來，控制用戶對類的修改和訪問數(shù)據(jù)的程度。 方法數(shù)據(jù)對象A對象B公有數(shù)據(jù)91.1 有關面向?qū)ο蟮母拍钍裁词亲宇?子類是作為另一個類的擴充或修正所定義的一個類.bicycle(super class)Mountain bikesRacing bikesTandem bikessub class101.1 有關面向?qū)ο蟮母拍钍裁词抢^承?繼承是子類利用父類中定義的方法和變量就像它們屬于子類本身一樣.class Car int color_number; int door_number; int spee

5、d; push_break() add_oil() class Trash_Car extends Car double amount; fill_trash() 111.1 有關面向?qū)ο蟮母拍钍裁词欠椒ǖ母采w?在子類中重新定義父類中已有的方法。class Car int color_number; int door_number; int speed; push_break() speed=0; add_oil() class Trash_Car extends Car double amount; fill_trash() push_break() speed=speed-10; 121.

6、1 有關面向?qū)ο蟮母拍钍裁词欠椒ǖ闹剌d(多態(tài)性)？在同一個類中至少有兩個方法用同一個名字，但有不同的參數(shù)。類void show(int int_num)void show(double double_num)void show(nit nit_ um, float float_um)1231.23123,1.23131.2 Java語言的特點Java是什么？ Java= “C+”-“復雜性和奇異性”+“安全性和可移植性”Java由那些特性？(1) 面向?qū)ο蠓庋b性、多態(tài)性、繼承性、動態(tài)鏈接(2) 操作平臺無關性嚴格的語言定義:“沒有依據(jù)機器的不同而不同” 或“由編譯器決定”等字眼,最后的目標碼都

7、是一致的,初值都是確定的141.2 Java語言的特點兩種工作模式的比較源程序Java編譯器SPARCpentiumPowerpc中間碼PowerpcpentiumSPARC二進制源程序SPARCPowerpcpentiumPowerpcpentiumSPARC編譯器二進制Java解釋器151.2 Java語言的特點.編譯,沒有絕對地址調(diào)入包含,繼承所用道的所有類, 內(nèi)存分配確定,編程真正可執(zhí)行的機器碼 Java源程序(.java文件)Java編譯器Java Bytecode(.class文件)系統(tǒng)執(zhí)行平臺Bytecode 解釋器Bytecode 載入器字節(jié)碼校驗器不存在偽造的指針不違反訪問權

8、限不非法訪問對象不導致操作棧溢出 161.2 Java語言的特點Java虛擬機JavainterpreterJust-in-timecompilerRuntime SystemOperating SystemHardware不同的操作系統(tǒng)有不同的虛擬機.它類似一個小巧而高效的CPU.byte-code代碼是與平臺無關的是虛擬機的機器指令.Java字節(jié)代碼運行的兩種方式:interpreter(解釋方式)Just-in-time(即時編譯):有代碼生成器將字節(jié)代碼轉(zhuǎn)換成本機的機器代碼,然后可以以較高速度執(zhí)行. 171.2 Java語言的特點(3) 安全問題Java是在網(wǎng)絡環(huán)境下使用的語言一個安全

9、的網(wǎng)絡至少要防止以下幾種破壞的可能性:毀滅系統(tǒng)資源消耗系統(tǒng)資源挖掘系統(tǒng)或個人機密騷擾正常工作的進行181.2 Java語言的特點Java源程序(.java文件)Java編譯器Java Bytecode(.class文件)Bytecode 載入器Bytecode 解釋器系統(tǒng)執(zhí)行平臺語言定義publicprotectedprivatefinal取消指針自動回收垃圾Bytecode檢查限定對象的存取權限系統(tǒng)堆棧溢出參數(shù)類型一致程序執(zhí)行系統(tǒng)WWW瀏覽器限制Java小應用程序的不正當使用191.2 Java語言的特點(4) 多線程Java提供現(xiàn)成的類Thread，只要繼承這個類就可以編寫多線程的程序。(

10、5) Java與C及C+的區(qū)別不再有#include 和#define 等于處理功能不再有structure,union及typedef不再有函數(shù)、不再有指針、不再有多重繼承不再有goto不再有操作符重載(Operatior Overloading)取消自動類型轉(zhuǎn)換,要求強制轉(zhuǎn)換201.3 Java的開發(fā)環(huán)境Java開發(fā)環(huán)境 JDKJDK中有Java編譯器和bytecode解釋器Applwtviewer是小應用程序的bytecode解釋器JDK的安裝直接執(zhí)行JDK.exe211.3 Java的開發(fā)環(huán)境產(chǎn)生如下目錄結(jié)構(gòu)javabin的目錄下包含義下主要文件:javac: Java編譯器, 用來將

11、java程序編譯成 Bytecodejava: Java編譯器,執(zhí)行已經(jīng)轉(zhuǎn)換成Bytecode的 java應用程序.jdb: Java調(diào)試器, 用來調(diào)試java程序javap: 反編譯,將類文件還原回方法和變量.javadoc：文檔生成器,創(chuàng)建HTML文件appletviwer : Java解釋器, 用來解釋已經(jīng)轉(zhuǎn)換成 Bytecode的java小應用程序.221.3 Java的開發(fā)環(huán)境javalib子目錄庫函數(shù),其中classese.zip不要解開.在autoexec.bat中加入以下兩條命令1. PATH c:javabin2. SET CLASSPATH=. ; c:.libclasse

12、s.zip; c:myclasses;231.3 Java的開發(fā)環(huán)境C:javabinlibclasses.zipjavacjavaappletviewer用戶類文件所在目錄myclasses當前目錄241.3 Java的開發(fā)環(huán)境vj1.1+的使用1.進入vj,創(chuàng)建一個project2.加入java文件3. 編輯java文件4. 編譯java文件5. Build一個project文件6. 運行java程序 -如果是小應用程序,則直接在VJ環(huán)境下運行 -如果是應用程序,則在dos下運行251.4 你的第一個Java程序編輯存盤：主類名(含有main方法)和 文件名要一致性 HelloWorldA

13、pp.java編譯程序 : javac HelloWorldApp.java運行程序 : java HelloWorldApp “myjava”運行結(jié)果 : Hi, myjavaclass HelloWorldApp public static void main(String args) System.out.println(“Hi, ”+args0); Java應用和Java小應用程序261.4 你的第一個Java程序1. 聲明一個類 : public class HelloWorldApp , 類名的第一個字母要大寫2. 一個類中可有很多方法, main方法是運行程序的第一個方法，方法名

14、的第一個字母要小寫.3. System.out.println是向屏幕輸出,相當于C中的printf();public class HelloWorldApp public static void main(String args) System.out.println(“Hi, ”+args0); 271.4 你的第一個Java程序4. 命令行參數(shù)的獲取 c:java HelloWorldApp myjava!6. 字符串的拼接public class HelloWorldApp public static void main(String args) System.out.println(

15、“Hi, ”+args0); 281.4 你的第一個Java程序Java小應用程序不能直接執(zhí)行和使用,必須要在瀏覽器中執(zhí)行import java.applet.Applet;import java.awt.*;public class HelloApplet extends Applet public void paint(Graphics g) g.drawString(“Hello World”,0,50); 編輯存盤： 主類名(extends Applet)和文件名一致編譯代碼 : javac HelloApplet.java編寫HTML文件 : HelloApplet.html291.

16、4 你的第一個Java程序運行applet程序: 1. appletviwer HelloApplet.html 2. 在瀏覽器中運行 運行結(jié)果:Hello World!301.4 你的第一個Java程序理解程序1. import語句相當于C語言中的include每 2. 每一個applet都是java.applet.Applet的子類 用extends繼承3. applet中沒有main方法import java.applet.Applet; import java.awt.*;public class HelloApplet extends Applet public void paint

17、(Graphics g) g.drawString(“Hello World”,0,50); 311.4 你的第一個Java程序4. 當applet被瀏覽器運行時,paint語句自動執(zhí)行5. 在applet中與屏幕輸出有關的操作通過Graphics對象來實現(xiàn)6. 一個Java源文件內(nèi)最多只能有一個public 類,稱為主類，且必須和文件名同名import java.applet.Applet; import java.awt.*;public class HelloApplet extends Applet public void paint(Graphics g) g.drawString(

18、“Hello World”,0,50); 321.5 Java類型系統(tǒng)Java type systemprimitivereferencenullcharnumericbooleanclassinterfacearrayintegralfloating-pointbyteshortintlongfloatdouble331.5 Java類型系統(tǒng)byte 8 位 2 的補碼 (byte) 0short 16位 2 的補碼 (short) 0int 32 位 2 的補碼 0long 64位 2 的補碼 0Lfloat 32位 IEEE 754浮點數(shù)標準 0.0fdouble 64位 IEEE 75

19、4浮點數(shù)標準 0.0dchar 16位 同一碼字符集 u0000 (Unicode character) 341.5 Java類型系統(tǒng)程序:保留字,標識符(類名、域名、方法名、符號常量、局部變量，標號、)，操作符、界定符，字面常量。聲明一個變量int data=10; Boolean isAlived;Java中的操作符:與C基本一致Java中不再有指針了351.5 Java類型系統(tǒng)在Java中”引用“是指向一個對象在內(nèi)存中的位置,在本質(zhì)上是一種帶有很強的完整性和安全性的限制的指針.當你聲明某個類,接口或數(shù)組類型的一個變量時,那個變量的值總是某個對象的引用或者是null引用.指針就是簡單的地址

20、而已,引用除了表示地址而外,還象被引用的數(shù)據(jù)對象的縮影,還提供其他信息.指針可以有+,-運算,引用不可以運算.361.5 Java類型系統(tǒng)s1s210001s2=s1;a string10001class Mydate int year; int month; int day; Mydate today=new MyDate()00010008todays1=“a string”; 例: String s1;String s2;371.5 Java類型系統(tǒng)能夠動態(tài)取得的內(nèi)存有兩種,一種是對象實體,一種數(shù)組.Java用new申請內(nèi)存,不需要自己釋放不用的內(nèi)存.在Java中，定義數(shù)組時不必給出數(shù)組

21、的大小，因為Java的數(shù)組是動態(tài)分配的。數(shù)組變量實際上是一個引用變量，因此要實例化才能使用。例：int Array； Array=new int8；381.5 Java類型系統(tǒng)例：String arrayOfString=new String10；每個數(shù)組元素包含一個對字符串對象的引用，此時值分配了包含字符串引用的空間，并沒有對字符串本身分配內(nèi)存，此時不能訪問。arrayOfStringfor(int i=0;iarrayString.length;i+) arrayOfStringi=new String(“Hello”+i)arrayOfString0arrayOfString1array

22、OfString8arrayOfString9對數(shù)組的引用對字符串的引用391.6 Java中的字符串Java中的字符串類String和StringBufferString 類的定義和實例的生成例: String str; str=“this is a string”或: String str1=new String(“hello”);或: String str2=“aaaa”;String類與其它類型的轉(zhuǎn)換例1:將實型數(shù)轉(zhuǎn)換成字符串System.out.println(String.valueOf(Math.PI);.401.6 Java中的字符串有兩個字符串str1,str2str1=st

23、r2; 是指兩個引用指向同一個地址str1.equals(str2)是指兩個字符串內(nèi)容相等獲取String對象的信息例如：String s=“this is a string”; int len=s.length(); boolean result=s.equal(“this is a 特test”); char ch=s.charAt(6);411.6 Java中的字符串StringBuffer的字符串的內(nèi)容是可以改變的創(chuàng)建StringBuffer對象StringBuffer str=new Stringbuffer(“hello”);獲取StringBuffer對象的信息int len=s

24、tr.length();例:StringBuffer sb=new StringBuffer(“Drink Java!”); sb.insert(6,”Hot ”); System.out.println(sb.toString(); Drink Hot Java!System.out.println接受的是String類421.7 Java中的類、方法和變量試用一個簡單的類class Car int car_number; void set_number(int car_num) car_number=car_num; void show_number() System.out.printl

25、n (“My car No. is :”+car_number); class CarDemo public static void main(String args) Car Democar=new Car(); DemoCar.set_number(3838); DemoCar.show_number(); My car number is 3838431.7 Java中的類、方法和變量類的繼承 關系class Car int car_number; void set_number(int car_num) car_number=car_num; void show_number() Sy

26、stem.out.println (“My car No. is :”+car_number); class TrashCar extends Car int capacity; void set_capacity(int trash_car_capacity) capacity=trash_car_capacity; void show_capacity(); System.out.println(“My capacity is: ”+ capacity);441.7 Java中的類、方法和變量TrashCar中繼承了Car中的兩個方法class CarDemo public static

27、void main(String args) TrashCar DemoTrashCar=new TrashCar(); DemoTrashCar.set_number(4949); DemoTrashCar.set_capacity(20); DemoTrashCar.show_number(); DemoTrashCar.show_capacity(); Car是父類, TrashCar是子類451.7 Java中的類、方法和變量何時選擇繼承性?一個很好的經(jīng)驗: “B是一個A嗎?”如果是則讓B做A的子類.常犯的錯誤A有一個B嗎? 例如讓汽車輪子成為汽車的子類是錯誤的461.7 Java中的

28、類、方法和變量類的嚴格定義及修飾字類的修飾字 class 類名稱 extends 父類名稱 . public, abstract, final或者沒有變量修飾字 變量數(shù)據(jù)類型 變量名1,變量名2=變量初值;方法修飾字 方法的返回值類型 方法名稱(參數(shù)1,參數(shù)2, /方法的內(nèi)容方法和變量的定義及修飾字public、protected、private471.8 Java名空間及訪問規(guī)則每個類都創(chuàng)造了有自己的名字空間，指方法和變量可以知道彼此的存在，可以使用。abstract類不能直接產(chǎn)生屬于這個類的對象final類不能被其他任何類所繼承(安全的考慮)public類不但可以被同一程序包中的其它類使用

29、,別的程序包中的類也可以使用.friendly(缺省)類只能被本包中的其它類使用481.8 Java名空間及訪問規(guī)則變量和方法的修飾字public、protected、privatepublic: 任何其它類、對象只要可以看到這個類的話，那么它就可以存取變量的數(shù)據(jù)，或使用方法。class ABC public int pub_i=5； public void show)() System.out.println (“pub_i”+pub_i);491.8 Java名空間及訪問規(guī)則class Demo public static void main(String args) ABC abc=ne

30、w ABC(); System.out.println(“abc.pub_i”+abc.pub_i); abc.pub_i=10; abc.show(); abc.pub_i=5pub_i=10;501.8 Java名空間及訪問規(guī)則protected變量和方法如果一個類中變量或方法有修飾字protected，同一類，同一包可以使用。不同包的類要使用，必須是該類的子類可以存取變量或調(diào)用public class ABC protected int pro_i=5; protected void show() System.out.println (“pro_i=” +pro_i;) 511.8 J

31、ava名空間及訪問規(guī)則不同中的類不能使用class DEF public static void main(String args) ABC abc=new ABC(); System.out.println (“_i=“+_i); abc.pub_i=10; abc.show(); 52import mytest.pack.ABC;class DEF extends ABC public static void main(String agrs) DEF def=new DEF(); System.out.println(def.i); def.i=10; def.show(); pro_i

32、=5pro_i=101.8 Java名空間及訪問規(guī)則不同包但是是子類531.8 Java名空間及訪問規(guī)則private不允許任何其他類存取和調(diào)用friendly(前邊沒有修飾字的情況)在同一程序包中出現(xiàn)的類才可以直接使用它的數(shù)據(jù)和方法.541.8 Java名空間及訪問規(guī)則當子類中的變量名與父類的相同,原來的變量被遮蓋.class A int data_a=3;class B extends A int data_a=5;class C extends B void print_out() System.out.println(“data_a= ”+data_a); System.out.pri

33、ntln(“A.data_a= ”+A.data_a); System.out.println(“B.data_a= ”+B.data_a); data_a=5A.data_a=3B.data_a=5class demo public static void main(String args) C c=new C(); c.println_out(); 551.8 Java名空間及訪問規(guī)則方法的覆蓋(overriding)和重載(overloading)子孫類中定義的方法和祖先類中某個方法同名,同參數(shù)行,則祖先類中的該方法被覆蓋.方法的重載是指一個對象的多態(tài)性,即多個方法用相同的名稱,但參數(shù)行

34、不同.類void show(int int_num)void show(double double_num)void show(nit nit_ um, float float_um)1231.23123,1.23561.8 Java名空間及訪問規(guī)則到此為止-finalfinal在方法之前,防止該方法被覆蓋.final在類之前,標是該類不能被繼承final在變量之前,定義一個常量.屬于類的變量和方法-staticstatic 在變量或方法之前, 表明它們是屬于類的,class ABCD char data; static int_share_data; class Demo ABCD a,b,

35、c,dobject bchar dataobject cchar dataObject bchar datastatic intshare_dataobject bchar data571.8 Java名空間及訪問規(guī)則靜態(tài)變量在各實例間共享如果是public靜態(tài)變量,則其它類可以不通過實例化訪問它們靜態(tài)方法稱為類的方法,因此不用實例化即可調(diào)用(面向過程)一個對象的方法可以訪問對象的數(shù)據(jù)成員,盡管不屬于方法的局部變量一個類的方法只能訪問自己的局部變量581.8 Java名空間及訪問規(guī)則例:不正確的引用class StaticError String mystring=“hello”; publi

36、c static void main(String args) System.out.println(mystring);錯誤信息:cant make a static reference to nonstatic variable.為什么不正確? 只有對象的方法可以訪問對象的變量.591.8 Java名空間及訪問規(guī)則解決的辦法:1. 將變量改稱類變量class StaticError static String mystring=“hello”; public static void main(String args) System.out.println(mystring);601.8 J

37、ava名空間及訪問規(guī)則2. 先創(chuàng)建一個類的實例class NoStaticError public static void main(String args) String mystring=“hello”; System.out.println(mystring); 611.9 Java中的抽象類、接口和程序包抽象類是指不能直接被實例化的類,因此一般作為其它類的超類,與final類正好相反抽象類中的抽象的方法-在該類中定義但不在該類中提供實現(xiàn),由繼承類提供細節(jié)public abstract class SomeAbstractClass void method1() System.out.p

38、rintln(“Hi, Java”); void method2();定義抽象方法的類必須是抽象類.621.9 Java中的抽象類、接口和程序包/已有兩個類Circle和Rectangle,完成相關參數(shù)的計算 class Circle public int r; Circle(int r) this.r=r /this指這個對象的 public int area() return 3*r*r; /取近似class Rectange public int width,height; /這里不需this Rectangle (int w, int h) width=w,height=h; publ

39、ic int area() return width*height; 631.9 Java中的抽象類、接口和程序包假設有若干個Circle,以及若干個Rectangle,希望計算它們的總面積,直截了當?shù)淖龇ㄊ菍⑺鼈兎謩e放到兩個數(shù)組中,用兩個循環(huán),加上一個加法,這種做法是不漂亮的如果還有其它形狀,triangle,ellipses等,上述方法顯得“累贅”,我們希望有一種統(tǒng)一的表示,例如用一個數(shù)組shape,接受所有的形狀,然后用for (i=0;ishape.length;i+) area_total+=shapei.area();641.9 Java中的抽象、接口和程序包abstract cl

40、ass Shape abstract float area();class Circle extends Shape public int r; Circle(int r) this.r=r; public float area() return 3.14*r*r; class Square extends Shapepublic int width,height; Rectangle (int w, int h) width=w,height=h; public float area() return width*height; 651.9 Java中的抽象類、接口和程序包利用接口可實現(xiàn)多重

41、 繼承(可同時實現(xiàn)多個接口）接口的作用和抽象類 類似,指定原型,不直 接定義方法的內(nèi)容.關鍵字implement用 來實現(xiàn)方法,即在使用時要用給出方法的實際內(nèi)容接口中的方法和變量是public的interface Stack void push(object x); object pop();class A extends Applet implements Stack void push(object x) ;/具體內(nèi)容 object pop() ;/具體內(nèi)容 661.9 Java中的抽象類、接口和程序包程序包：相當于其它語言中的庫函數(shù)打包package Graphics;class Squ

42、are ;class Circle ;class Triangle ;使用程序包中的類要用import命令.表示路徑,*表示使用包中的所有類import java.io.FileInputStream；import java.io.*；iojavaFileInputStream671.10 對象的構(gòu)造函數(shù)使用new來做內(nèi)存配置class Demo1 /數(shù)組的配置 public static void main(String args) int array; array=new int55; array14=5; class myClass /對象實體的產(chǎn)生 int data=5;class D

43、emo2 public static void main(String args) myClass obj;/建立一個引用 obj=new myClass(); System.out.println(obj.data); 681.10 對象的構(gòu)造函數(shù)Constructor和finalizerconstructor(構(gòu)造函數(shù)),在一個類中和類同名的方法叫構(gòu)造函數(shù).系統(tǒng)在產(chǎn)生對象時會自動執(zhí)行.class Point int x,y; Point() x =0;y=0; Point(int new_x,int new_y) x=new_x,y=new_y; class UsePoint Point point_A=new Point(); Point point_B=new Point(5,7);691.10 對象的構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造函數(shù)應包含哪些內(nèi)容?構(gòu)造函數(shù)多半定義一些初值或內(nèi)存配置工作一個類可以有多個構(gòu)造