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Java类与对象的基本概念


 

 
1、面向对象的程序设计方法概述
面向对象的程序设计
 
与结构化程序设计方法相比,更符合人类认识现实世界的思维方式,已成为程序设计的主流方向
 
涉及的主要概念:抽象、封装、继承、多态
 
对象
 
现实世界中:万物皆对象,都具有各自的属性,对外界都呈现各自的行为
 
程序中:一切都是对象,都具有标识 (identity), 属性和行为(方法),通过一个或多个变量来保存其状态,通过方法(method) 实现他的行为
 
将属性及行为相同或相似的对象归为一类,类可以看成是对象的抽象,代表了此类对象所具有的共有属性和行为,在面向对象的程序设计中,每一个对象都属于某个特定的类
抽象
 
忽略问题中与当前目标无关的方面,以便更充分地注意与当前目标有关的方面;计算机软件开发中所使用的抽象有:过程抽象和数据抽象
 
过程抽象:
 
–-将整个系统的功能划分为若干部分,强调功能完成的过程和步骤,而隐藏其具体的实现
 
–-任何一个明确定义的功能操作都可被看作单个的实体,尽管这个操作实际上可能由一系列更低级的操作来完成
 
–-基于过程抽象的两个标准程序设计技术过程:分解、递归技术
 
数据抽象
–-将需要处理的数据和这些数据上的操作结合在一起,抽象成不同的抽象数据类型
 
–-每个抽象数据类型既包含了数据,也包含了针对这些数据的操作
 
–-相对于过程抽象,数据抽象是更为合理的抽象方法
 
例:钟表
数据(属性)
 
int Hour;  int Minute;  int Second;
 
方法(行为)
 
SetTime();  ShowTime();
 
封装
是一种信息隐蔽技术
 
利用抽象数据类型将数据和基于数据的操作封装在一起
 
用户只能看到对象的封装界面信息,对象的内部细节对用户是隐蔽的
 
封装的目的在于将对象的使用者和设计者分开,使用者不必知道行为实现的细节,只需使用设计者提供的消息来访问对象
 
继承
是指新的类可以获得已有类(称为超类、基类或父类)的属性和行为,称新类为已有类的派生类(也称为子类)
 
在继承过程中派生类继承了基类的特性,包括方法和实例变量
 
派生类也可修改继承的方法或增加新的方法,使之更适合特殊的需要
 
有助于解决软件的可重用性问题,使程序结构清晰,降低了编码和维护的工作量
 
PS:Java语言仅支持单继承
多态
一个程序中同名的不同方法共存
 
主要通过子类对父类方法的覆盖来实现
 
不同类的对象可以响应同名的消息(方法) ,具体的实现方法却不同
 
使语言具有灵活、抽象、行为共享、代码共享的优势,很好地解决了应用程序方法同名问题
 
2、类与对象
在程序中,对象是通过一种抽象数据类型来描述的,这种抽象数据类型称为类(Class),一个类是对一类对象的描述。类是构造对象的模板,对象是类的具体实例
 
类的声明
声明形式:
[public] [abstract | final] class 类名称 [extends 父类名称] [implements 接口名称列表] { 
 
     变量成员声明及初始化;
 
       方法声明及方法体;
 
}
 
class:表明其后声明的是一个类。
 
extends:如果所声明的类是从某一父类派生而来,那么,父类的名字应写在extends之后
 
implements:l如果所声明的类要实现某些接口,那么,接口的名字应写在implements之后
 
修饰符:可以有多个,用来限定类的使用方式
 
public:表明此类为公有类
 
abstract:指明此类为抽象类
 
final:指明此类为终结类  
 
先看一个钟表类的例子:
 
public class Clock
{  
    // 成员变量
    int hour ;
    int minute ;
    int second ;
   // 成员方法
   public void setTime(int newH, int newM, int newS) {  
      hour = newH ;  
      minute = newM ;  
      second = news ;  
   }
   public void showTime() { 
       System.out.println(hour + ":" + minute + ":" + second);
   }
对象的声明
 
格式:  类名  变量名
 
例如:Clock是已经声明的类名,则下面语句声明的变量aclock将用于存储该类对象的引用:Clock  aclock;
 
声明一个引用变量时并没有对象生成
 
对象的创建
 
生成实例的格式:
 
  new <类名>()
 
 例如: aclock=new Clock()
 
其作用是:
 
在内存中为此对象分配内存空间
 
返回对象的引用(reference ,相当于对象的存储地址)
 
引用变量可以被赋以空值
 
例如:aclock=null;
 
数据成员
 
表示Java类的状态,声明数据成员必须给出变量名及其所属的类型,同时还可以指定其他特性。在一个类中成员变量名是唯一的,数据成员的类型可以是Java中任意的数据类型(简单类型,类,接口,数组)
 
分为实例变量和类变量
 
–声明格式
  [public | protected | private]
 
  [static][ final][transient] [volatile]
 
  变量数据类型  变量名1[=变量初值],
 
             变量名2[=变量初值], … ;
 
–格式说明
 
public、protected、private 为访问控制符
 
static指明这是一个静态成员变量
 
final指明变量的值不能被修改
 
transient指明变量是临时状态
 
volatile指明变量是一个共享变量
 
类变量,也称为静态变量,声明时需加static修饰符,不管类的对象有多少,类变量只存在一份,在整个类中只有一个值,类初始化的同时就被赋值
 
适用情况:
 
类中所有对象都相同的属性
 
经常需要共享的数据
 
系统中用到的一些常量值
 
例:对于一个圆类的所有对象,计算圆的面积时,都需用到π的值,可在Circle类的声明中增加一个类属性PI
public class Circle { 
    static double PI = 3.14159265; 
    int radius; 
}
public class ClassVariableTester { 
    public static void main(String args[]) { 
         Circle x = new Circle();  
         System.out.println(x.PI); 
         System.out.println(Circle.PI); 
         Circle.PI = 3.14; 
         System.out.println(x.PI); 
         System.out.println(Circle.PI); 
    } 
}
执行结果:
 
3.14159265
 
3.14159265
 
3.14
 
3.14
 
final修饰符
实例变量和类变量都可被声明为final
 
final实例变量必须在每个构造方法结束之前赋初值,以保证使用之前会被初始化
 
final类变量必须在声明的同时初始化
 
类方法,也称为静态方法,表示类中对象的共有行为,声明时前面需加static修饰符,不能被声明为抽象的,类方法可以在不建立对象的情况下用类名直接调用,也可用类实例调用
//将摄氏温度(centigrade)转换成华氏温度(fahrenheit)
//转换公式为   fahrenheit = centigrade * 9 / 5 + 32
//除了摄氏温度值及公式中需要的常量值,此功能不依赖于具体的类实例的属性值,因此可声明为类方法
//转换方法centigradeToFahrenheit放在类Converter中
public class Converter { 
     public static int centigradeToFahrenheit(int cent) { 
         return (cent * 9 / 5 + 32);   
     }  
}
//方法调用
Converter.centigradeToFahrenheit(40);
get方法
 
功能是取得属性变量的值,get方法名以“get”开头,后面是实例变量的名字,一般具有以下格式:
 
public <fieldType> get<FieldName>() {
 
    return <fieldName>;
 
}
 
对于实例变量radius,声明其get方法如下:
public int getRadius(){
   return radius;
set方法
 
功能是修改属性变量的值,set方法名以“set”开头,后面是实例变量的名字,一般具有以下格式:
 
public void set<FieldName>(<fieldType> <paramName>) {
 
    <fieldName> = <paramName>;
 
}
 
声明实例变量radius的set方法如下:
public void setRadius(int r){
     radius = r;
}
关键字this的使用
 
如果形式参数名与实例变量名相同,则需要在实例变量名之前加this关键字,否则系统会将实例变量当成形式参数。
 
在上面的set方法中,如果形式参数为radius,则需要在成员变量radius之前加上关键字this。代码如下:
 
public void setRadius(int radius){
     this.radius = radius;