2023年面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計第一部分

第四章面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計1、類2、對象3、接口4.１編程語言的幾個發(fā)展階段機器語言如:匯編語言過程語言 如：c語言,Fortran語言等使用面向過程語言,人們只需按著自己的意圖來編寫各個函數(shù),語言的語法更接近人們的自然語言,所以，習慣上也稱過程語言是高級語言.但是,無論那種高級語言編寫的源文獻,計算機都不能直接執(zhí)行，由于計算機只能直接辨認,執(zhí)行機器指令．因此，必須把源文獻轉(zhuǎn)換成機器指令,然后計算機去執(zhí)行相應(yīng)的機器指令.將高級語言編寫的源程序轉(zhuǎn)化成機器指令，經(jīng)常使用下列兩種方式:（１）編譯方式?Cｏmpilatioｎ:針對當前的機器解決器芯片,將源程序所有翻譯成機器指令,稱做目的程序,再將目的程序交給計算機執(zhí)行.(2）解釋方式 Iｎterpretａt(yī)ion:這種方式不產(chǎn)生整個的目的程序,而是根據(jù)當前的機器解決器芯片，邊翻譯邊執(zhí)行,翻譯一句執(zhí)行一句.Javａ語言的解決方式既不是第1種也不是第二種，Jａｖa語言的發(fā)明發(fā)明之處在于,它不針對特定的CPＵ芯片進行編譯。Javａ提供的編譯器把源程序編譯成稱做字節(jié)碼的一個中間代碼.字節(jié)碼是很接近機器碼的文獻,可以在提供了Javａ虛擬機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，當字節(jié)碼加載到內(nèi)存之后,再由Ｊava的解釋器對字節(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)生整個的機器代碼程序,翻譯過程假如不出現(xiàn)錯誤,就一直進行到所有執(zhí)行完畢,否則將在錯誤處停止執(zhí)行.同一個程序,假如是解釋執(zhí)行的,那么它的運營速度通常會比被編譯成可執(zhí)行的機器代碼的運營速度慢些.但是,對Jaｖa來說，兩者的差別不太大,Java的字節(jié)碼通過仔細設(shè)計,很容易便能使用.JＩT即時編譯方式編譯技術(shù)將字節(jié)碼直接轉(zhuǎn)化成高性能的本地機器碼，Sｕn公司在Jａｖa2發(fā)行版中提供了這樣一個字節(jié)碼編譯器：?-－-JIT(JuｓｔＩnTime),它是Jａva虛擬機的一部分.Jaｖa運營系統(tǒng)在提供ＪIT的同時仍具有平臺獨立性，因而”高效且跨平臺”對ｊaｖa來說不再矛盾．?假如把Jａｖa的源文獻比做”漢語”的話,字節(jié)碼就相稱于”世界語”,世界語不和具體的”國家”有關(guān),只要這個”國家”提供了”翻譯”,就可以再快速地把世界語翻譯成本地語言.面向?qū)ο缶幊屉S著計算機硬件設(shè)備功能的進一步提高，使得基于對象的編程成為也許．基于對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大,更重要的是,面向?qū)ο缶幊坦膭畎l(fā)明性的程序設(shè)計.Ｊａva是面向?qū)ο笳Z言,它的源程序是由若干個類組成,源文獻是擴展名為.javａ的文本文獻．因此,要學習Jａvａ編程就必須學會如何去寫類,即如何用Javａ的語法去描述一類事物共有的屬性和功能.屬性通過變量來刻畫,功能通過方法來體現(xiàn),即方法操作屬性形成一定的算法來實現(xiàn)一個具體的功能．類把數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的操作封裝成一個整體.4．2類類是組成Jａｖａ程序的基本要素.類封裝了一類對象的狀態(tài)和方法.類是用來定義對象的模板．類的實現(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,用來定義類.”claｓｓ類名”是類的聲明部分，類名必須是合法的Javａ標記符.兩個大括號以及之間的內(nèi)容是類體．4.2．1.類聲明以下是兩個類聲明的例子.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,當類名由幾個”單詞”復合而成時,每個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,描述過程由類體來實現(xiàn).類聲明之后的一對大括號“{”,“}”以及它們之間的內(nèi)容稱做類體,大括號之間的內(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，用來刻畫屬性；另一部分是方法的定義,用來刻畫功能．下面是一個類名為”梯形”的類,類體內(nèi)容的變量定義部分定義了4個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方法”計算面積”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、浮點型、字符型,布爾型。 引用類型:數(shù)組類型和對象。 對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是浮點數(shù)組型變量，cool是局部量,zhａngboy是類類型(對象)局部變量,類Ｗorkmａｎ中的zｈiwei是類類型變量，即對象．ｃｌassSｕn｛ intｄｉsｔaｎce； ｉｎtfinｄ() { ??inｔａ＝12;? distａnce=a;／／合法，distaｎce在整個類內(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,人們習慣先介紹屬性再介紹功能.（3)成員變量又分為實例成員變量(簡稱實例變量）和類成員變量（簡稱類變量)例如： clａsｓdog?{? ｆloａt(yī)x；??staticiｎty； ……?} 其中x是實例變量,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．再學習過對象之后,就會知道實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，即這個成員變量在這個方法內(nèi)暫時失效.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就分別表達成員變量ｓｉdｅA,ｓｉdｅB,sｉｄeC．4．2.4.方法我們已經(jīng)知道一個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，當一個方法不需要返回數(shù)據(jù)時,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記符規(guī)定.在給方法起名字時應(yīng)遵守良好的習慣:名字假如使用拉丁字母,首寫字母使用小寫.假如由多個單詞組成,從第2個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大括號”{“,”}”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語句。 inｔgetSｕm(intｎ) { ?inｔsuｍ=0;? fｏr（ｉnti=１;ｉ<=n;i＋+)? {???sum＝sum+i;??}? retuｒnsｕｍ； }方法參數(shù)在整個方法內(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．寫一個方法和C語言中寫一個函數(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記符規(guī)定,遵守習慣名字假如使用拉丁字母,首寫字母使用小寫.假如由多個單詞組成，從第２個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類中可以有多個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方法是一個重載方法.(1）.如何創(chuàng)建對象Ｏbｊeｃtobｊ=nｅｗObｊｅct()Objecｔ表達的要創(chuàng)建的對象的類型obｊ表達的是創(chuàng)建的對象的名稱new是創(chuàng)建對象的關(guān)鍵字Objｅcｔ()是創(chuàng)建對象所使用的構(gòu)造方法（2).假如是用Objectｏbｊ表達聲明一個對象但是并沒有為該對象分派內(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)建對象的時候調(diào)用的。（4）.每一個類都有一個默認的構(gòu)造方法（使用javａｐ命令來檢查一個．class文獻的結(jié)構(gòu))格式為：publiｃpaｃkagename.ClassName()即共有的無參的例如：ｐublicStudenｔ(){}(5）.假如我們在一個類中定義了一個有參數(shù)的構(gòu)造方法那么默認的構(gòu)造方法就不存在了。(６)假如創(chuàng)建了一個對象,并且類中聲明的屬性沒有初始值那么jaｖａ會為其分派默認值:對于引用類型為null（空的）對于基本數(shù)據(jù)類型int為0、ｆloat為0.0、ｂoolｅan為fａlｓe、cｈar為空字符。(７）.在一個類中可以有多個構(gòu)造方法，那么這些方法的參數(shù)必須不同(個數(shù)不同，類型不同，與參數(shù)名字無任何關(guān)系)方法重載：方法重載是指一個類中可以有多個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，也就是說假如兩個方法的名字相同,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.類方法和實例方法我們已經(jīng)知道，成員變量可分為實例變量和類變量.同樣,類中的方法也可分為實例方法和類方法,如clａｓsA{ inta; fｌoａt(yī)max(ｆloaｔx,floaty) ｛??……?}?ｓtatｉcｆｌoaｔjerrｙ()?{? ……?}}類A中的方法jerry和spｅak是類方法,ｍａx是實例方法,即方法聲明時,方法類型前面不加關(guān)鍵字stａｔiｃ的是實例方法,加stａｔic的是類方法.注意stａt(yī)ｉc需放在方法的類型的前面.４.2.8.兩個值得注意的問題（1)對成員變量的操作只能放在方法中,方法可以對成員變量和方法體中自己定義的局部變量進行操作.在定義類的成員變量時可以同時賦予初值,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，實例方法既能對類變量操作也能對實例變量操作,而類方法只能對類變量進行操作．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）一個類中的方法可以互相調(diào)用,實例方法可以調(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)用實例方法.4.３對象我們已經(jīng)說過類是創(chuàng)建對象的模板.當使用一個類創(chuàng)建了一個對象時,我們也說我們給出了這個類的一個實例。4.3.1.創(chuàng)建對象創(chuàng)建一個對象涉及對象的聲明和為對象分派內(nèi)存兩個環(huán)節(jié).（1）、對象的聲明.?一般格式為:類的名字對象名字； 如:PｅoplezhａngＰing?這里People是一個類的名字,ｚhaｎgPｉng是我們聲明的對象的名字.(2)、為聲明的對象分派內(nèi)存．使用nｅw運算符和類的構(gòu)造方法為聲明的對象分派內(nèi)存,假如類中沒有構(gòu)造方法，系統(tǒng)會調(diào)用默認的構(gòu)造方法(默認的構(gòu)造方法是無參數(shù)的)如：ｚhａngPiｎg=ｎｅwＰｅoplｅ();以下是兩個具體的例子。cｌassＸiｙｏujiＲenwｕ{ fｌoatheｉgｈt,wｅiｇht;?Ｓtrinｇ