2023年面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)第一部分

第四章面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)1、類2、對(duì)象3、接口4.１編程語(yǔ)言的幾個(gè)發(fā)展階段機(jī)器語(yǔ)言如:匯編語(yǔ)言過(guò)程語(yǔ)言 如：c語(yǔ)言,Fortran語(yǔ)言等使用面向過(guò)程語(yǔ)言,人們只需按著自己的意圖來(lái)編寫各個(gè)函數(shù),語(yǔ)言的語(yǔ)法更接近人們的自然語(yǔ)言,所以，習(xí)慣上也稱過(guò)程語(yǔ)言是高級(jí)語(yǔ)言.但是,無(wú)論那種高級(jí)語(yǔ)言編寫的源文獻(xiàn),計(jì)算機(jī)都不能直接執(zhí)行，由于計(jì)算機(jī)只能直接辨認(rèn),執(zhí)行機(jī)器指令．因此，必須把源文獻(xiàn)轉(zhuǎn)換成機(jī)器指令,然后計(jì)算機(jī)去執(zhí)行相應(yīng)的機(jī)器指令.將高級(jí)語(yǔ)言編寫的源程序轉(zhuǎn)化成機(jī)器指令，經(jīng)常使用下列兩種方式:（１）編譯方式?Cｏmpilatioｎ:針對(duì)當(dāng)前的機(jī)器解決器芯片,將源程序所有翻譯成機(jī)器指令,稱做目的程序,再將目的程序交給計(jì)算機(jī)執(zhí)行.(2）解釋方式 Iｎterpretａt(yī)ion:這種方式不產(chǎn)生整個(gè)的目的程序,而是根據(jù)當(dāng)前的機(jī)器解決器芯片，邊翻譯邊執(zhí)行,翻譯一句執(zhí)行一句.Javａ語(yǔ)言的解決方式既不是第1種也不是第二種，Jａｖa語(yǔ)言的發(fā)明發(fā)明之處在于,它不針對(duì)特定的CPＵ芯片進(jìn)行編譯。Javａ提供的編譯器把源程序編譯成稱做字節(jié)碼的一個(gè)中間代碼.字節(jié)碼是很接近機(jī)器碼的文獻(xiàn),可以在提供了Javａ虛擬機(jī)JVM的任何系統(tǒng)上被解釋執(zhí)行.因此,Javａ本質(zhì)上是解釋執(zhí)行的程序，當(dāng)字節(jié)碼加載到內(nèi)存之后,再由Ｊava的解釋器對(duì)字節(jié)碼按上述2的解釋方式執(zhí)行,即翻譯一句,執(zhí)行一句,不產(chǎn)生整個(gè)的機(jī)器代碼程序,翻譯過(guò)程假如不出現(xiàn)錯(cuò)誤,就一直進(jìn)行到所有執(zhí)行完畢,否則將在錯(cuò)誤處停止執(zhí)行.同一個(gè)程序,假如是解釋執(zhí)行的,那么它的運(yùn)營(yíng)速度通常會(huì)比被編譯成可執(zhí)行的機(jī)器代碼的運(yùn)營(yíng)速度慢些.但是,對(duì)Jaｖa來(lái)說(shuō)，兩者的差別不太大,Java的字節(jié)碼通過(guò)仔細(xì)設(shè)計(jì),很容易便能使用.JＩT即時(shí)編譯方式編譯技術(shù)將字節(jié)碼直接轉(zhuǎn)化成高性能的本地機(jī)器碼，Sｕn公司在Jａｖa2發(fā)行版中提供了這樣一個(gè)字節(jié)碼編譯器：?-－-JIT(JuｓｔＩnTime),它是Jａva虛擬機(jī)的一部分.Jaｖa運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)在提供ＪIT的同時(shí)仍具有平臺(tái)獨(dú)立性，因而”高效且跨平臺(tái)”對(duì)ｊaｖa來(lái)說(shuō)不再矛盾．?假如把Jａｖa的源文獻(xiàn)比做”漢語(yǔ)”的話,字節(jié)碼就相稱于”世界語(yǔ)”,世界語(yǔ)不和具體的”國(guó)家”有關(guān),只要這個(gè)”國(guó)家”提供了”翻譯”,就可以再快速地把世界語(yǔ)翻譯成本地語(yǔ)言.面向?qū)ο缶幊屉S著計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備功能的進(jìn)一步提高，使得基于對(duì)象的編程成為也許．基于對(duì)象的編程更加符合人的思維模式，編寫的程序更加健壯和強(qiáng)大,更重要的是,面向?qū)ο缶幊坦膭?lì)發(fā)明性的程序設(shè)計(jì).Ｊａva是面向?qū)ο笳Z(yǔ)言,它的源程序是由若干個(gè)類組成,源文獻(xiàn)是擴(kuò)展名為.javａ的文本文獻(xiàn)．因此,要學(xué)習(xí)Jａvａ編程就必須學(xué)會(huì)如何去寫類,即如何用Javａ的語(yǔ)法去描述一類事物共有的屬性和功能.屬性通過(guò)變量來(lái)刻畫,功能通過(guò)方法來(lái)體現(xiàn),即方法操作屬性形成一定的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體的功能．類把數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的操作封裝成一個(gè)整體.4．2類類是組成Jａｖａ程序的基本要素.類封裝了一類對(duì)象的狀態(tài)和方法.類是用來(lái)定義對(duì)象的模板．類的實(shí)現(xiàn)涉及兩部分:類聲明和類體.基本格式為：clａsｓ類名{ …??類體的內(nèi)容……}cｌaｓs是關(guān)鍵字,用來(lái)定義類.”claｓｓ類名”是類的聲明部分，類名必須是合法的Javａ標(biāo)記符.兩個(gè)大括號(hào)以及之間的內(nèi)容是類體．4.2．1.類聲明以下是兩個(gè)類聲明的例子.ｃlassPeople{…｝class植物｛…}“cｌassPeoplｅ”和”clａｓs植物”叫做類聲明”Pｅople”和”植物”分別是類名。類命名最佳遵守下列習(xí)慣:(１)假如類名使用拉丁字母,那么名字的首寫字母使用大寫字母,如Heｌlo,Timｅ,Ｐeｏple等．（２）類名最佳見名得意,當(dāng)類名由幾個(gè)”單詞”復(fù)合而成時(shí),每個(gè)單詞的首寫字母使用大寫。如ＢｅijinｇTｉme,ＡmericaｎGａｍe,HｅｌlｏＣhinａ等.4.2.２.類體寫類的目的是為了描述一類事物共有的屬性和功能,描述過(guò)程由類體來(lái)實(shí)現(xiàn).類聲明之后的一對(duì)大括號(hào)“{”,“}”以及它們之間的內(nèi)容稱做類體,大括號(hào)之間的內(nèi)容稱做類體的內(nèi)容.類體的內(nèi)容由兩部分構(gòu)成:?一部分是變量的定義，用來(lái)刻畫屬性；另一部分是方法的定義,用來(lái)刻畫功能．下面是一個(gè)類名為”梯形”的類,類體內(nèi)容的變量定義部分定義了4個(gè)float類型的變量”上底”,”下底”，”高”和”面積”,方法定義部分定義了兩個(gè)方法”計(jì)算面積”和”修改高”．ｃｌasｓ梯形{?ｆloaｔ上底,下底，高,面積;//變量定義部分. float計(jì)算面積（)／／方法定義?{ ?面積=(上底+下底)*高/２.0f;??ｒｅｔurn面積； ｝?void修改高（ｆloath)//方法定義?｛ 高＝h; ｝}4．2.3.成員變量和局部變量我們已經(jīng)知道類體分為兩部分：.?變量定義部分所定義的變量被稱為類的成員變量．?在方法體中定義的變量和方法的參數(shù)被稱為局部變量.成員變量和局部變量的類型可以是Jａｖa中的任何一種數(shù)據(jù)類型,涉及基本類型:整型、浮點(diǎn)型、字符型,布爾型。 引用類型:數(shù)組類型和對(duì)象。 對(duì)象也稱作類類型變量。clａssPeｏplｅ{ intboy；ｆｌoata[];?ｖｏｉdf（){??boｏleancool; ?Workmanｚｈangbｏｙ; ?……}｝ｃｌasｓWｏrｋｍan{?ｄoublｅｘ;Pｅopleｚhiweｉ； ……}?Pｅople類的成員變量a是浮點(diǎn)數(shù)組型變量，cool是局部量,zhａngboy是類類型(對(duì)象)局部變量,類Ｗo(hù)rkmａｎ中的zｈiwei是類類型變量，即對(duì)象．ｃｌassSｕn｛ intｄｉsｔaｎce； ｉｎtfinｄ() { ??inｔａ＝12;? distａnce=a;／／合法，distaｎce在整個(gè)類內(nèi)有效.? retｕrnｄisｔａncｅ; }??voiｄg(） {? ?intｙ； ?ｙ=a;//非法,由于ａ以失效,而方法g內(nèi)又沒有定義變量ａ }}（2）成員變量在整個(gè)類內(nèi)都有效,局部變量只在定義它的方法內(nèi)有效.成員變量與它在類體中書寫的先后位置無(wú)關(guān)，例如,前述的梯形類也可以寫成：class梯形｛ｆloat上底,面積;//成員變量的定義．fｌoat計(jì)算面積(）{面積=(上底+下底)*高/２.０ｆ;retｕrn面積;}flｏat下底;//成員變量的定義.vｏｉd修改高(ｆlｏａt(yī)h)//方法定義.{高=h;}floａｔ高;//成員變量的定義．}注意:但不提倡把成員變量的定義分散地寫在方法之間或類體的最后,人們習(xí)慣先介紹屬性再介紹功能.（3)成員變量又分為實(shí)例成員變量(簡(jiǎn)稱實(shí)例變量）和類成員變量（簡(jiǎn)稱類變量)例如： clａsｓdog?{? ｆloａt(yī)x；??staticiｎty； ……?} 其中x是實(shí)例變量,而y是類變量．假如成員變量的類型前面加上關(guān)鍵字staｔic，這樣的成員變量稱做是類變量或靜態(tài)成員變量．再學(xué)習(xí)過(guò)對(duì)象之后,就會(huì)知道實(shí)例變量和類變量的區(qū)別．(4)假如局部變量的名字與成員變量的名字相同,則成員變量被屏蔽，即這個(gè)成員變量在這個(gè)方法內(nèi)暫時(shí)失效.cｌassTom｛ intx＝98,y;voｉdf(){??ｉnｔx＝3;??y=x; ／／y得到的值是3,不是98.假如方法ｆ中沒有”ｉntｘ＝3;”語(yǔ)句,y的值將是98．}}（5)我們已經(jīng)知道,假如局部變量的名字與成員變量的名字相同，，則成員變量被屏蔽.?這時(shí)假如想在該方法內(nèi)使用成員變量，必須使用關(guān)鍵字this. ｃlass三角形?{??floａｔsｉdeA,ｓｉｄeＢ,sideC,lenｇthSum; voｉdseｔSide（floａt(yī)sｉｄeＡ,floaｔsiｄeB,ｆloatsｉdｅＣ) ｛? tｈis.sidｅA＝ｓideＡ;???ｔｈis.sideB=sｉdｅB;?? ｔhis.ｓideＣ=sｉdeC;? }?} tｈis.sideＡ，this.sideB,this．sidｅＣ就分別表達(dá)成員變量ｓｉdｅA,ｓｉdｅB,sｉｄeC．4．2.4.方法我們已經(jīng)知道一個(gè)類的類體由兩部分組成:變量的定義和方法的定義.方法的定義涉及兩部分：方法聲明和方法體一般格式為:方法聲明部分?{ ?方法體的內(nèi)容?}(1)方法聲明.最基本的方法聲明涉及方法名和方法的返回類型,如：fｌoaｔarea(){…}方法返回的數(shù)據(jù)的類型可以是任意的Ｊavａ數(shù)據(jù)類型，當(dāng)一個(gè)方法不需要返回?cái)?shù)據(jù)時(shí),返回類型必須是vｏiｄ.很多的方法聲明中都給出方法的參數(shù),參數(shù)是用逗號(hào)隔開的一些變量聲明.方法的參數(shù)可以是任意的Java數(shù)據(jù)類型.方法的名字必須符合標(biāo)記符規(guī)定.在給方法起名字時(shí)應(yīng)遵守良好的習(xí)慣:名字假如使用拉丁字母,首寫字母使用小寫.假如由多個(gè)單詞組成,從第2個(gè)單詞開始的其它單詞的首寫字母使用大寫。 例如?ｆloatｇeｔTranｇｌｅAｒｅa()?voidｓｅｔCircleRａdius(douｂleｒａｄius)等.(２）方法體?方法聲明之后的一對(duì)大括號(hào)”{“,”}”以及之間的內(nèi)容稱做方法的方法體．方法體的內(nèi)容涉及局部變量的定義和合法的Java語(yǔ)句。 inｔgetSｕm(intｎ) { ?inｔsuｍ=0;? fｏr（ｉnti=１;ｉ<=n;i＋+)? {???sum＝sum+i;??}? retuｒnsｕｍ； }方法參數(shù)在整個(gè)方法內(nèi)有效,方法內(nèi)定義的局部變量從它定義的位置之后開始有效．寫一個(gè)方法和C語(yǔ)言中寫一個(gè)函數(shù)完全類似,只但是在這里稱做方法罷了．局部變量的名字必須符合標(biāo)記符規(guī)定,遵守習(xí)慣名字假如使用拉丁字母,首寫字母使用小寫.假如由多個(gè)單詞組成，從第２個(gè)單詞開始的其它單詞的首寫字母使用大寫.4.２.5.方法重載方法重載是指一個(gè)類中可以有多個(gè)方法具有相同的名字,但這些方法的參數(shù)必須不同，即或者是參數(shù)的個(gè)數(shù)不同,或者是參數(shù)的類型不同.下面的Area類中g(shù)ｅtArea方法是一個(gè)重載方法.(1）.如何創(chuàng)建對(duì)象Ｏbｊeｃtobｊ=nｅｗObｊｅct()Objecｔ表達(dá)的要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象的類型obｊ表達(dá)的是創(chuàng)建的對(duì)象的名稱new是創(chuàng)建對(duì)象的關(guān)鍵字Objｅcｔ()是創(chuàng)建對(duì)象所使用的構(gòu)造方法（2).假如是用Objectｏbｊ表達(dá)聲明一個(gè)對(duì)象但是并沒有為該對(duì)象分派內(nèi)存空間。什么是構(gòu)造方法:構(gòu)造方法是一種特殊方法,它的名字必須與它所在的類的名字完全相同,并且不返回任何數(shù)據(jù)類型（３）.構(gòu)造方法是創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候調(diào)用的。（4）.每一個(gè)類都有一個(gè)默認(rèn)的構(gòu)造方法（使用javａｐ命令來(lái)檢查一個(gè)．class文獻(xiàn)的結(jié)構(gòu))格式為：publiｃpaｃkagename.ClassName()即共有的無(wú)參的例如：ｐublicStudenｔ(){}(5）.假如我們?cè)谝粋€(gè)類中定義了一個(gè)有參數(shù)的構(gòu)造方法那么默認(rèn)的構(gòu)造方法就不存在了。(６)假如創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象,并且類中聲明的屬性沒有初始值那么jaｖａ會(huì)為其分派默認(rèn)值:對(duì)于引用類型為null（空的）對(duì)于基本數(shù)據(jù)類型int為0、ｆloat為0.0、ｂoolｅan為fａlｓe、cｈar為空字符。(７）.在一個(gè)類中可以有多個(gè)構(gòu)造方法，那么這些方法的參數(shù)必須不同(個(gè)數(shù)不同，類型不同，與參數(shù)名字無(wú)任何關(guān)系)方法重載：方法重載是指一個(gè)類中可以有多個(gè)方法具有相同的名字,但這些方法的參數(shù)必須不同,即或者是參數(shù)的個(gè)數(shù)不同，或者是參數(shù)的類型不同.方法重載示例：cｌaｓsArｅa｛?floatgetAｒeａ(fｌoatr)?｛? reｔuｒｎ3．14f*r*r; } doubleｇetAｒea(floatx,intｙ) { ?returnx＊y?｝ fｌoatgetArｅa(intx，fｌoatｙ)?{??returnx＊ｙ; }?douｂlegetAｒeａ（fｌoaｔx，ｆlｏａt(yī)y,flｏatz） { ?returｎ（x＊x+y*ｙ+z*z)*2.0;?}}注:方法的返回類型和參數(shù)的名字不參與比較，也就是說(shuō)假如兩個(gè)方法的名字相同,即使類型不同,也必須保證參數(shù)不同.※※※4.２.6．構(gòu)造方法構(gòu)造方法是一種特殊方法,它的名字必須與它所在的類的名字完全相同,并且不返回任何數(shù)據(jù)類型．ｃｌasｓ梯形｛?ｆloat上底,下底，高; 梯形（）?{??上底＝６0;??下底=1０0; 高=20; ｝?梯形(fｌoatx,ｉｎty,floath)?{ ?上底＝x; ?下底＝y(tǒng);? 高=h;?}｝4.2.7.類方法和實(shí)例方法我們已經(jīng)知道，成員變量可分為實(shí)例變量和類變量.同樣,類中的方法也可分為實(shí)例方法和類方法,如clａｓsA{ inta; fｌoａt(yī)max(ｆloaｔx,floaty) ｛??……?}?ｓtatｉcｆｌoaｔjerrｙ()?{? ……?}}類A中的方法jerry和spｅak是類方法,ｍａx是實(shí)例方法,即方法聲明時(shí),方法類型前面不加關(guān)鍵字stａｔiｃ的是實(shí)例方法,加stａｔic的是類方法.注意stａt(yī)ｉc需放在方法的類型的前面.４.2.8.兩個(gè)值得注意的問題（1)對(duì)成員變量的操作只能放在方法中,方法可以對(duì)成員變量和方法體中自己定義的局部變量進(jìn)行操作.在定義類的成員變量時(shí)可以同時(shí)賦予初值,如:cｌassＡ{ inta=１2;?ｆloａt(yī)b=12.56f；}但是不可以這樣做classA{ iｎta; fｌoatb；?／／a=12;非法,只能放在方法中 //ｂ=12．5６f;非法}但需要注意的是，實(shí)例方法既能對(duì)類變量操作也能對(duì)實(shí)例變量操作,而類方法只能對(duì)類變量進(jìn)行操作．如:ｃlassA{ ｉｎｔａ；?ｓｔaticiｎtｂ;?vｏidf（iｎｔx,iｎty) { ? //a=x；合法. ?//b=ｙ;合法． } statｉcvoidｇ（ｉntｚ) {? /／b=23;合法.??/／a=z;非法. }｝(2）一個(gè)類中的方法可以互相調(diào)用,實(shí)例方法可以調(diào)用該類中的其它方法;類中的類方法只能調(diào)用該類的類方法，不能調(diào)用實(shí)例方法.4.３對(duì)象我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)類是創(chuàng)建對(duì)象的模板.當(dāng)使用一個(gè)類創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象時(shí),我們也說(shuō)我們給出了這個(gè)類的一個(gè)實(shí)例。4.3.1.創(chuàng)建對(duì)象創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象涉及對(duì)象的聲明和為對(duì)象分派內(nèi)存兩個(gè)環(huán)節(jié).（1）、對(duì)象的聲明.?一般格式為:類的名字對(duì)象名字； 如:PｅoplezhａngＰing?這里People是一個(gè)類的名字,ｚhaｎgPｉng是我們聲明的對(duì)象的名字.(2)、為聲明的對(duì)象分派內(nèi)存．使用nｅw運(yùn)算符和類的構(gòu)造方法為聲明的對(duì)象分派內(nèi)存,假如類中沒有構(gòu)造方法，系統(tǒng)會(huì)調(diào)用默認(rèn)的構(gòu)造方法(默認(rèn)的構(gòu)造方法是無(wú)參數(shù)的)如：ｚhａngPiｎg=ｎｅwＰｅoplｅ();以下是兩個(gè)具體的例子。cｌassＸiｙｏujiＲenwｕ{ fｌoatheｉgｈt,wｅiｇht;?Ｓtrinｇ