4-類與對象的基本概念.ppt

1、類與對象的基本概念,類與對象 對象初始化 方法的使用 類的組織 訪問控制 常用工具類 小結(jié),類與對象,什么是對象 對象是現(xiàn)實世界中存在的事物，“萬事萬物皆對象”。 每個對象是構(gòu)成現(xiàn)實世界的一個獨(dú)立的單位，具有自己的靜態(tài)特征（狀態(tài)）和動態(tài)特征（行為）。 程序中對象就是一組變量和相關(guān)方法的集合，其中變量表明對象的狀態(tài)，方法表明對象所具有的行為。 例如，人（Person）、顧客（Customer）、銀行帳號（Bank account）、鐘表（Clock）及生日（BirthDate）都可以看成是現(xiàn)實生活中的對象，他們具有的狀態(tài)及行為如表3-1所示。,類與對象,現(xiàn)實世界中的對象程序中的類 我們稱現(xiàn)實世界

2、中具有相同靜態(tài)特征和動態(tài)特征的所有對象為“一類對象”，對某類對象進(jìn)行抽象可以形成類(class)。 在抽象的過程中我們會在該類對象的所有靜態(tài)特征和動態(tài)特征中進(jìn)行取舍，只抽取對我們“有用的”特征并在Java的類中加以描述。 class Person String name; int age; char gender; void eat( ) void sleep ( ) ,類與對象,什么是類 可以將現(xiàn)實生活中的對象經(jīng)過抽象，映射為程序中的對象。對象在程序中是通過一種抽象數(shù)據(jù)類型來描述的，這種抽象數(shù)據(jù)類型稱為類（Class）。 類是具有相同數(shù)據(jù)格式（屬性）和相同操作功能（方法）的對象的集合與抽象。

3、 Java程序中類的聲明語法形式如下： 修飾符 class 類名 變量成員聲明及初始化； 方法聲明及方法體； 其中，“ ”內(nèi)的內(nèi)容為可選項。,類與對象,程序中的類程序中的對象 程序中的類是對現(xiàn)實世界中一類對象的描述，也是構(gòu)造程序中對象的模板，對象是類的具體實例。 程序中的類就如同建造大樓的設(shè)計圖紙，程序中的對象（實例）就如同建造出的大樓。使用同一個設(shè)計圖紙可以建造出很多大樓。 例：Student2. java,類與對象,類與對象,程序中的類程序中的對象 生成一個對象： 類名 實例名 = new 類名 (參數(shù)列表); 并在內(nèi)存中為此對象分配內(nèi)存空間, 并返回對象的引用（ reference ，相

4、當(dāng)于對象的存儲地址）。,類與對象,程序中引用(reference) 每個引用占據(jù)32位的內(nèi)存空間，其值指向?qū)ο髮嶋H所在的內(nèi)存中的位置，例如： Date d = new Date( ); 產(chǎn)生一個Date類型的對象(實例)，d的值就指向該對象實際所在的內(nèi)存空間。,類與對象,類與對象,為什么要使用類？ 采用簡單數(shù)據(jù)類型表示現(xiàn)實世界中概念的局存在很大的限性。 例如：采用int型數(shù)據(jù)表示一個日期概念，需要使用3個變量： int day, month, year; 如果要表示2個人的生日，就要使用6個變量； 并且在使用中必須時刻注意三者的聯(lián)系和約束關(guān)系； 同時在使用日期概念時要同時對三個變量進(jìn)行訪問。

5、使用類可以把現(xiàn)實問題中的對象映射為程序中的一個整體類,類與對象,學(xué)生類（Student）類 class Student / 類首部 int id; /定義學(xué)號 String name; /定義姓名 double grade; /定義成績 int age; /定義年齡 / 類定義結(jié)束 產(chǎn)生學(xué)生對象 Student stu1 = new Student( ); Student stu2 = new Student( ); 例：Student1. java,類與對象,類的成員變量聲明的格式如下： 修飾符 類型 變量 = 初始值; 說明： 修飾符如public、private 為訪問控制符。publi

6、c即公有的，也就是它可以被其他任何對象訪問。private即私有的，只能被這個類本身訪問，在類外不可見。 修飾符static指明這是一個類變量（靜態(tài)成員變量或靜態(tài)變量）。 例： Student1. java、StudentTest1. java,類與對象,在一些情況中程序采用的是直接訪問Student類對象成員變量的策略。代碼片段如下： s2.grade = 90; s2.age = 23; 從表面上看，程序一切正常。如果有下面的代碼片段，很快就會發(fā)現(xiàn)這不是一種好的設(shè)計方法。 s2.grade = -50; / 分?jǐn)?shù)為負(fù)？ s2.age = -5; / 年齡為負(fù)？ 顯然，學(xué)生成績和年齡為負(fù)數(shù)是

7、不符常理的。由于用戶能直接訪問對象的數(shù)據(jù)，所以無法限制其它應(yīng)用程序在調(diào)用這些變量時，賦予其數(shù)值的范圍。,類與對象,好的編程習(xí)慣一般不允許其它類直接存取或修改一個對象的成員變量。作為一條規(guī)則，把成員變量聲明成private，把它們對其他對象隱藏起來，通過提供方法訪問屬性值。 語法格式如下： 修飾符 返回類型 方法名（參數(shù)列表） 方法體 例： Student2. java 、StudentTest2. java,封裝把對象的所有組成部分組合在一起,類與對象,方法的調(diào)用 必須注意方法的返回值 public String getName()：表示該方法運(yùn)行結(jié)束后會產(chǎn)生一個String類型的對象作為結(jié)果

8、返回給調(diào)用者使用。 public void printName()：表示該方法運(yùn)行結(jié)束后沒有任何數(shù)據(jù)供調(diào)用者使用。 方法的參數(shù)列表 public void setName(String stuName) 表示該方法運(yùn)行時必須要接受一個String類型的數(shù)據(jù)。,類與對象,練習(xí) 充實前面的Student類，加入性別、專業(yè)、年級、班級等屬性，并定義相應(yīng)的get、set方法；然后定義測試類對各個屬性進(jìn)行賦值、顯示等測試。,對象初始化,前面的例子，每創(chuàng)建一個Student對象都要調(diào)用一系列set方法來初始化類中的實例變量，這實在太繁瑣。因此，在創(chuàng)建對象的同時就對對象進(jìn)行初始化是一種簡單而有效的解決方法。

9、 Java中有一種特殊的方法叫構(gòu)造方法(Constructor)，即產(chǎn)生對象時需要調(diào)用的方法。 構(gòu)造方法的形式如下： public 類名(參數(shù)列表) 語句體 ,對象初始化,說明： (1). 構(gòu)造方法名必須為該類名； (2). 可以通過參數(shù)表和方法體來給你生成的對象的成員變量賦初值； (3). 構(gòu)造方法沒有任何返回值。 例： Student3. java、StudentTest3. java,對象初始化,默認(rèn)構(gòu)造方法(Default Constructor) 類被定義時如果沒有顯式地定義一個構(gòu)造方法，那么編譯器會自動創(chuàng)建一個默認(rèn)構(gòu)造方法。 public Student( ) 這使得能夠通過使用n

10、ew Student()語句產(chǎn)生學(xué)生類的對象。 但是一旦在類中自定義了構(gòu)造方法，編譯器就不會提供默認(rèn)的構(gòu)造方法了。 例： Student4. java、StudentTest4. java,對象初始化,成員初始化 public class Student String school = “NEUSOFT”; float java_point = getJavaPoint(); float c_point = getCPoint(); float average = getAvergePoint(java_point, c_point); public static float getJavaP

11、oint() public static float getCPoint() 例： StudentInit. java,對象初始化,初始化順序 類的變量會在任何方法(包括構(gòu)造方法)執(zhí)行之前得到初始化，即被賦予初值，靜態(tài)變量初始化在實例變量之前。 例： OrderOfInit. java,對象初始化,static補(bǔ)充 用修飾符static修飾的變量稱為類靜態(tài)變量，也叫做靜態(tài)變量或者類變量。靜態(tài)變量是類的變量，不屬于任何一個類的具體對象實例。它不保存在某個對象實例的內(nèi)存空間中，而是保存在類的內(nèi)存空間的公共存儲單元中。 也就是說，不論一個類具有多少個對象，靜態(tài)變量只有一個，任何一個類的對象訪問它，取

12、得的都是相同的數(shù)值。同樣地，任何一個類的對象去修改它，也都是在對同一個內(nèi)存單元進(jìn)行操作。靜態(tài)變量可以通過類名直接訪問，也可以通過對象來調(diào)用。采用這兩種方法取得的結(jié)果是相同的。 例：StaticTest.java、StaticInit. java,對象初始化,練習(xí) 創(chuàng)建一個桌子(Table)類，該類中有桌子名稱、重量、桌面寬度、長度和桌子高度屬性，以及以下幾個方法： (1). 構(gòu)造方法：初始化所有成員變量。 (2). area( )：計算桌面的面積。 (3). display( )：在屏幕上輸出所有成員變量的值。 (4). changeWeight(int w)：改變桌子重量。 在測試類的mai

13、n()方法中實現(xiàn)創(chuàng)建一個桌子對象，計算桌面的面積，改變桌子重量，并在屏幕上輸出所有桌子屬性的值。,方法的使用,Java語言允許方法重載（overloading） ，為解決這類問題提供了很好的解決方案。 方法重載指一個類中有兩個或兩個以上同名的方法，但參數(shù)表不同。 在類中，對重要的方法進(jìn)行重載，這將為用戶使用這些方法提供方便。 例：Student5.java、StudentTest5. java,方法的使用,構(gòu)造方法的重載 方法重載的最主要的作用其實是實現(xiàn)同名的構(gòu)造方法可以接受不同的參數(shù)。 例： StudentTest6. java 注意：其中Student類中的toString()方法用于輸出

14、學(xué)生的信息，當(dāng)把對象引用放在打印語句中時會自動調(diào)用對象的toString()方法，如： System.out.println(s1); 等效于 System.out.println(s1.toString();,方法的使用,練習(xí) 為之前練習(xí)中的類Student與Table添加進(jìn)多個構(gòu)造方法，并分別添加toString()方法用于顯示對象的屬性值。,方法的使用,this關(guān)鍵字 this表示調(diào)用這個方法的對象的引用； 在類的構(gòu)造方法和實例方法中解決局部變量與實例變量同名的問題； 在構(gòu)造方法中使用this調(diào)用另一個構(gòu)造方法。 例： Leaf. Java、Flower.java,方法的使用,練習(xí) 定義

15、一個名為Dog的類，具有方法bark()，此方法應(yīng)根據(jù)不同的基本數(shù)據(jù)類型進(jìn)行重載，并根據(jù)被調(diào)用的版本，打印出不同類型的狗吠(baying)、嚎叫(howling)等消息。編寫main()方法來測試。 改寫上題的程序，讓兩個重載函數(shù)都有兩個參數(shù)(類型不同)，但二者順序恰好相反，然后增加一個方法調(diào)用前兩個方法，調(diào)用第一個不用this，調(diào)用第二個使用this，最后在main()方法里調(diào)用第三個方法。,方法的使用,練習(xí) 聲明一個MathUtil類，提供： 方法total(int i)：返回1到i的累加和，如果傳入的參數(shù)為0或負(fù)數(shù)則返回-1； 方法factorial(int i)：返回i的階乘結(jié)果，如果

16、傳入的參數(shù)為負(fù)數(shù)則返回-1； 方法prime(int i)，打印1-i之間的所有質(zhì)數(shù)，如果傳入的參數(shù)為0或負(fù)數(shù)則返回”輸入錯誤！”。,方法的使用,方法的遞歸調(diào)用 遞歸是常用的編程技術(shù)，其基本思想是“自己調(diào)用自己” 。 數(shù)學(xué)上最常見的遞歸問題就是自然數(shù)的階乘。 n=1，n! = 1; n1，n! = n * (n-1)!; 例： Recursion. Java,方法的使用,練習(xí) Fibonacci數(shù)列：13世紀(jì)意大利著名數(shù)學(xué)家斐波那契(Fibonacci)在他的著作算盤書中，記載著這樣一個有趣的問題：”由一對兔子開始，一年后可以繁殖成多少對兔子？”假設(shè)免子的生殖力是這樣的：每對兔子每一個月可以生

17、一對兔子，并且兔子在出生兩個月后就具有生殖后代的能力。 該數(shù)列特征如下，如：1; 1; 2; 3; 5; 8; 13; 21; 34; F1 = F2 = 1; Fn = Fn-1 + Fn-2 (n=3) 編寫方法求該數(shù)列的第n項的值，n值由參數(shù)傳入。,類的組織,包(package) 作用與Windows系統(tǒng)中的文件夾類似，它不具有任何特別的功能，只是用來存放一個或者多個類和接口的空間。 使用包可以避免同名類發(fā)生沖突，使類的管理更清晰，更有條理。 包可以嵌套使用，一個包中可以再有多個包，就像一個文件夾內(nèi)可以含有多個子文件夾一樣。,類的組織,包(package) 定義包：package 包名;

18、 定義包的語句必須放在源程序有效代碼的第一行。使用這個語句就可以創(chuàng)建具有指定名字的包，并且當(dāng)前程序中的所有類都屬于這個包。 如果在package語句的包名中含有符號“.”，則代表了目錄分隔符。在這種情況下，需要按照包名分割的順序，依次創(chuàng)建子文件夾中的子文件夾。 注意：Java package的命名習(xí)慣是所有字母全部小寫！ 例如：package people.person.managers;,類的組織,包(package) 導(dǎo)入包 當(dāng)需要使用另一個包中的類時，需要先導(dǎo)入該包，導(dǎo)入的形式為：import 包名.類名; 其中，包名可以使用符號“ . ”來表明包的層次，如果要從一個包中引入多個類，則可

19、以用符號“*”來代替類名。例如：import java.awt.* ; 注意：“ * ”只能表示本層次包中的所有類，不包括子包中的類。所以必須多次使用import語句導(dǎo)入所有需要的類。 例如：import java.awt.* ; import java.awt.event.* ; 例： Package. Java,類的組織,使用包的好處 程序員能很容易確定同一包的類是相互關(guān)聯(lián)的； 程序員能很方便地了解到在哪里可以找到能完成特定功能的類； 避免產(chǎn)生類名沖突； 比如Java標(biāo)準(zhǔn)類庫中的常見包名： ：提供與網(wǎng)絡(luò)編程有關(guān)的類和接口； java.io：提供與輸入輸出編程有關(guān)的類和接口； java.la

20、ng：提供Java 編程語言的基礎(chǔ)類。,訪問控制,類的訪問控制 只有public(公共)及無修飾符(缺省)兩種。 當(dāng)使用public修飾符時，表示所有其它的類都可以使用此類； 當(dāng)沒有修飾符時，則只有與此類處于同一包中的其它類可以使用此類。 例： PackageTest. Java,訪問控制,類成員的訪問控制 類成員的訪問控制符有public，private，protected及無修飾符4種： private(私有的)：類中限定為private的成員只能在這個類中被訪問，在類外不可見。 無修飾符(缺省的)：如果沒有訪問控制符，則該類成員可以被該類所在包中的所有其它類訪問。 protected(受

21、保護(hù)的)：用該關(guān)鍵字修飾的類成員可以被同一類、被該類所在包中的所有其它類或其子類(可以不在同一包中)的實例對象訪問。 public：用public修飾的類成員可以被其他任何類(前提是對類成員所在的類有訪問權(quán)限) 。 例： PackageTest. Java,訪問控制,類成員訪問控制符與訪問能力之間的關(guān)系 :,常用工具類,字符串和數(shù)字的相互轉(zhuǎn)換 數(shù)字轉(zhuǎn)換為String：使用String類靜態(tài)方法String.valueOf()。例如：String s = String.valueOf( 45 ); String轉(zhuǎn)換為數(shù)字：因為用戶通過鍵盤輸入的數(shù)字的類型為String型，所以非常需要將其轉(zhuǎn)換為數(shù)

22、字。有2個靜態(tài)方法可以將String轉(zhuǎn)換為數(shù)字： Integer.parseInt()：將String代表的整數(shù)型數(shù)字轉(zhuǎn)換為int型數(shù)值。格式為：Integer.parseInt(String str)； Double.parseDouble()：將String代表的浮點(diǎn)型數(shù)字轉(zhuǎn)換為double型數(shù)值。格式為：Double.parseDouble( String str)。 例： StrTest2. Java,常用工具類,練習(xí) 統(tǒng)計一個字符串中出現(xiàn)某個字母的次數(shù)(注意區(qū)分大小寫)。 String類中的相關(guān)方法： length( )：計算字符串長度，得到一個int型數(shù)值； indexOf( )：在字符串中定位某個子串，并返回位置編號 substring( )：截取字符串中的一部分，并作為一個新字符串返回； equals( )：比較兩個