Java程序設(shè)計(jì)精編教程（第3版） 第5章-類與對(duì)象

導(dǎo)讀2023/11/181主要內(nèi)容面向?qū)ο蟮奶匦灶悩?gòu)造方法與對(duì)象的創(chuàng)建參數(shù)傳值對(duì)象的組合實(shí)例成員與類成員方法重載與多態(tài)this關(guān)鍵字包import語句，訪問權(quán)限可變參數(shù)§5.1面向?qū)ο蟮奶匦?/p>

2023/11/181面向?qū)ο缶幊讨饕w現(xiàn)下列三個(gè)特性

封裝性

繼承

多態(tài)§5.2類2023/11/181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。類是用來定義對(duì)象的模板。類的實(shí)現(xiàn)包括兩部分：類聲明和類體?；靖袷綖椋篶lass類名{

類體的內(nèi)容}§5.2.1類聲明2023/11/181◆類聲明：class類名

如：classPeople”和“class動(dòng)物”稱作類聲明；“People”和“動(dòng)物”分別是類名。

◆給類命名時(shí)，遵守下列編程風(fēng)格（這不是語法要求的，但應(yīng)當(dāng)遵守）：1．如果類名使用拉丁字母，那么名字的首字母使用大寫字母，如。2．類名最好容易識(shí)別、見名知意。當(dāng)類名由幾個(gè)“單詞”復(fù)合而成時(shí)，每個(gè)單詞的首字母使用大寫。

§5.2.2類體

2023/11/181◆類聲明之后的一對(duì)大括號(hào)“{”，“}”以及它們之間的內(nèi)容稱作類體，大括號(hào)之間的內(nèi)容稱作類體的內(nèi)容。

◆類體的內(nèi)容由兩部分構(gòu)：一部分是變量的聲明，用來刻畫屬性；另一部分是方法的定義，用來刻畫功能。

§5.2.3成員變量和局部變量

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類體中變量聲明部分所聲明的變量被稱作類的成員變量。在方法體中聲明的變量和方法的參數(shù)被稱作局部變量。

1．變量的類型：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，包括基本類型：整型、浮點(diǎn)型、字符型；引用類型：數(shù)組、對(duì)象和接口（對(duì)象和接口見后續(xù)內(nèi)容）。2．變量的有效范圍：成員變量在整個(gè)類內(nèi)都有效，局部變量只在聲明它的方法內(nèi)有效。方法參數(shù)在整個(gè)方法內(nèi)有效，方法內(nèi)的局部變量從聲明它的位置之后開始有效。3．成員變量的隱藏：如果局部變量的名字與成員變量的名字相同，則成員變量被隱藏，即這個(gè)成員變量在這個(gè)方法內(nèi)暫時(shí)失效。4．編程風(fēng)格（1）一行只聲明一個(gè)變量。（2）變量的名字符合標(biāo)識(shí)符規(guī)定。（3）變量名字見名知意，避免容易混淆的變量名字。§5.2.4方法

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方法的定義包括兩部分：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

方法聲明包括方法名和方法的返回類型，如：floatarea(){…}

注：方法的返回類型、方法的參數(shù)、方法的名字

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)容稱作方法的方法體。方法體的內(nèi)容包括局部變量的聲明和Java語句。§5.2.5需要注意的問題

2023/11/181類體的內(nèi)容由兩部分構(gòu)成：一部分是變量的聲明，另一部分是方法的定義。

對(duì)成員變量的操作只能放在方法中，方法可以對(duì)成員變量和該方法體中聲明的局部變量進(jìn)行操作。在聲明成員變量時(shí)可以同時(shí)賦予初值，但是不可以在類體中有單獨(dú)的賦值語句（不可以有變量的聲明和方法的定義以外的其它語句）。§5.2.6類的UML圖

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UML(UnifiedModelingLanguageDiagram)圖屬于結(jié)構(gòu)圖，常被用于描述一個(gè)系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。一個(gè)UML中通常包含有類(Class)的UML圖，接口(Interface)的UML圖以及泛化關(guān)系(Generalization)的UML圖、關(guān)聯(lián)關(guān)系(Association)的UML圖、依賴關(guān)系(Dependency)的UML圖和實(shí)現(xiàn)關(guān)系(Realization)的UML圖。在類的UML圖中，使用一個(gè)長(zhǎng)方形描述一個(gè)類的主要構(gòu)成，將長(zhǎng)方形垂直地分為三層。第1層是名字層；第2層是變量層，也稱屬性層；第3層是方法層，也稱操作層。§5.3構(gòu)造方法與對(duì)象的創(chuàng)建2023/11/181

類是面向?qū)ο笳Z言中最重用的一種數(shù)據(jù)類型，那么就可以用它來聲明變量。在面向?qū)ο笳Z言中，用類聲明的變量被稱作對(duì)象。和基本數(shù)據(jù)類型不同，在用類聲明對(duì)象后，還必須要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象，即為聲明的對(duì)象分配變量(確定對(duì)象所具有的屬性)，當(dāng)使用一個(gè)類創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象時(shí)，也稱給出了這個(gè)類的一個(gè)實(shí)例。通俗的講，類是創(chuàng)建對(duì)象的“模板”，沒有類就沒有對(duì)象。構(gòu)造方法和對(duì)象的創(chuàng)建密切相關(guān)。§5.3.1構(gòu)造方法

2023/11/181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，而且沒有類型。允許一個(gè)類中編寫若干個(gè)構(gòu)造方法，但必須保證他們的參數(shù)不同，即參數(shù)的個(gè)數(shù)不同，或者是參數(shù)的類型不同。需要注意的是（1）如果類中沒有編寫構(gòu)造方法，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)該類只有一個(gè)構(gòu)造方法，該默認(rèn)的構(gòu)造方法是無參數(shù)的，且方法體中沒有語句。（2）如果類里定義了一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造方法，那么Java不提供默認(rèn)的構(gòu)造方法?！?.3.2創(chuàng)建對(duì)象2023/11/1811．對(duì)象的聲明

Laderlader;2.為聲明的對(duì)象分配內(nèi)存

lader=newLader();

例1,例23．對(duì)象的內(nèi)存模型（1）聲明對(duì)象時(shí)的內(nèi)存模型（2）對(duì)象分配內(nèi)存后的內(nèi)存模型4．創(chuàng)建多個(gè)不同的對(duì)象§5.3.3使用對(duì)象

2023/11/1811．通過使用運(yùn)算符“.”對(duì)象操作自己的變量（對(duì)象的屬性）2．使用運(yùn)算符“.”,對(duì)象調(diào)用類中的方法（對(duì)象的功能）

例子32023/11/181下面的例子3中，主類Example5_3的main方法中使用XiyoujiRenwu創(chuàng)建兩個(gè)對(duì)象：zhubajie、sunwukong，運(yùn)行效果如圖5.5。§5.3.4對(duì)象的引用和實(shí)體

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當(dāng)用類創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象時(shí)，類中的成員變量在分配內(nèi)存空間，這些內(nèi)存空間稱作該對(duì)象的實(shí)體或?qū)ο蟮淖兞浚鴮?duì)象中存放著引用。一個(gè)類創(chuàng)建的兩個(gè)對(duì)象，如果具有相同的引用，那么就具有完全相同的實(shí)體?！?.4參數(shù)傳值

2023/11/181方法中最重要的部分之一就是方法的參數(shù)，參數(shù)屬于局部變量，當(dāng)對(duì)象調(diào)用方法時(shí)，參數(shù)被分配內(nèi)存空間，并要求調(diào)用者向參數(shù)專遞值，即方法被調(diào)用時(shí)，參數(shù)變量必須有具體的值?！?.4.1傳值機(jī)制

2023/11/181在Java中，方法的所有參數(shù)都是“傳值”的，也就是說，方法中參數(shù)變量的值是調(diào)用者指定的值的拷貝。例如，如果向方法的int型參數(shù)x傳遞一個(gè)int值，那么參數(shù)x得到的值是傳遞的值的拷貝?！?.4.2基本數(shù)據(jù)類型參數(shù)的傳值

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對(duì)于基本數(shù)據(jù)類型的參數(shù)，向該參數(shù)傳遞的值的級(jí)別不可以高于該參數(shù)的級(jí)別。

例子4中有兩個(gè)源文件：Circle.java和Example5_4.java，其中Circle.java中的Circle類負(fù)責(zé)創(chuàng)建對(duì)象，Example5_4.java含有主類。在主類的main方法中使用Circle類來創(chuàng)建圓對(duì)象，該圓對(duì)象可以調(diào)用setRadius(doubler)設(shè)置自己的半徑，因此，圓對(duì)象在調(diào)用setRadius(doubler)方法時(shí)，必須向方法的參數(shù)r傳遞值。程序運(yùn)行效果如圖5.8。§5.4.3引用類型參數(shù)的傳值

2023/11/181當(dāng)參數(shù)是引用類型時(shí)，“傳值”傳遞的是變量中存放的“引用”，而不是變量所引用的實(shí)體。

例子52023/11/181例子5中除了使用例子4中的Circle類外，還需要一個(gè)Circlelar類(刻畫圓錐)一個(gè)主類。程序在主類Example5_4的main方法中首先使用Circlet類創(chuàng)建一個(gè)“圓”對(duì)象：circle，然后使用Circular類再創(chuàng)建一個(gè)圓錐對(duì)象circular，在創(chuàng)建圓錐circular時(shí)，需要將先前Circle類的實(shí)例：circle，即“圓”對(duì)象的引用傳遞給圓錐對(duì)象的成員變量bottom。程序運(yùn)行效果如圖5.10?！?.5對(duì)象的組合

2023/11/181一個(gè)類可以把對(duì)象作為自己的成員變量，如果用這樣的類創(chuàng)建對(duì)象，那么該對(duì)象中就會(huì)有其它對(duì)象，也就是說該對(duì)象將其他對(duì)象作為自己的組成部分，或者說該對(duì)象是由幾個(gè)對(duì)象組合而成。

§5.5.1由矩形和圓組合而成的圖形

2023/11/181例子62023/11/181在下面的例6中（模擬矩形和圓組合而成的圖形），一共編寫了4個(gè)類，分成4個(gè)源文件Rectangle.java、Circle.java、Geometry.java和Example5_6.java，需要將這4個(gè)源文件分別編輯，并保存在相同的目錄中，比如C:\ch5中。運(yùn)行效果如圖5.16§5.5.2關(guān)聯(lián)關(guān)系和依賴關(guān)系的UML圖

2023/11/181§5.6實(shí)例成員與類成員

§5.6.1實(shí)例變量和類變量的聲明

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在聲明成員變量時(shí)，用關(guān)鍵字static給予修飾的稱作類變量，否則稱作實(shí)例變量（類變量也稱為static變量，靜態(tài)變量）?！?.6.2實(shí)例變量和類變量的區(qū)別

2023/11/1811．不同對(duì)象的實(shí)例變量互不相同

2．所有對(duì)象共享類變量

3．通過類名直接訪問類變量

例子72023/11/181例子7中的Lader.java中的Lader類創(chuàng)建的梯形對(duì)象共享一個(gè)下底。主類Example5_7使用Lader類創(chuàng)建對(duì)象。程序運(yùn)行效果如圖5.19?！?.6.3實(shí)例方法和類方法的定義2023/11/181

類中的方法也可分為實(shí)例方法和類方法。方法聲明時(shí)，方法類型前面不加關(guān)鍵字static修飾的是實(shí)例方法、加static關(guān)鍵字修飾的是類方法(靜態(tài)方法)。

§5.6.4實(shí)例方法和類方法的區(qū)別2023/11/181

1．對(duì)象調(diào)用實(shí)例方法當(dāng)對(duì)象調(diào)用實(shí)例方法時(shí)，該方法中出現(xiàn)的實(shí)例變量就是分配給該對(duì)象的實(shí)例變量；該方法中出現(xiàn)的類變量也是分配給該對(duì)象的變量，只不過這個(gè)變量和所有的其他對(duì)象共享而已。2．類名調(diào)用類方法從而類方法不僅可以被類創(chuàng)建的任何對(duì)象調(diào)用執(zhí)行，也可以直接通過類名調(diào)用。和實(shí)例方法不同的是，類方法不可以操作實(shí)例變量，這是因?yàn)樵陬悇?chuàng)建對(duì)象之前，實(shí)例成員變量還沒有分配內(nèi)存。

例子82023/11/181在下面的例子8中，Sum類中的getContinueSum方法是類方法。classSum{intx,y,z;staticintgetContinueSum(intstart,intend){intsum=0;for(inti=start;i<=end;i++){sum=sum+i;}returnsum;}}publicclassExample5_8{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){intresult=Sum.getContinueSum(0,100);System.out.println(result);}}§5.7方法重載與多態(tài)2023/11/181方法重載的意思是：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。例子92023/11/181下面例子9中People類中的computerArea方法是重載方法，另外，例子9除了People、Tixing和主類外，還用到了例子4中的Circle類以及。程序運(yùn)行效果如圖5.22?！?.8this關(guān)鍵字2023/11/181this是Java的一個(gè)關(guān)鍵字，表示某個(gè)對(duì)象。this可以出現(xiàn)在實(shí)例方法和構(gòu)造方法中，但不可以出現(xiàn)在類方法中?！?.8.1在構(gòu)造方法中使用this

2023/11/181

this關(guān)鍵字出現(xiàn)在類的構(gòu)造方法中時(shí)，代表使用該構(gòu)造方法所創(chuàng)建的對(duì)象。例10例子102023/11/181例子10中，People類的構(gòu)造方法中使用了this?！?.8.2在實(shí)例方法中使用this

2023/11/181實(shí)例方法必須只能通過對(duì)象來調(diào)用，不能用類名來調(diào)用。當(dāng)this關(guān)鍵字出現(xiàn)實(shí)例方法中時(shí)，代表正在調(diào)用該方法的當(dāng)前對(duì)象。實(shí)例方法可以操作類的成員變量，當(dāng)實(shí)例成員變量在實(shí)例方法中出現(xiàn)時(shí)，默認(rèn)的格式是：this.成員變量;當(dāng)static成員變量在實(shí)例方法中出現(xiàn)時(shí)，默認(rèn)的格式是：類名.成員變量;§5.9包2023/11/181包是Java語言中有效地管理類的一個(gè)機(jī)制。包名的目的是有效的區(qū)分名字相同的類。不同Java源文件中兩個(gè)類名字相同時(shí)，它們可以通過隸屬不同的包來相互區(qū)分?！?.9.1包語句

2023/11/181通過關(guān)鍵字package聲明包語句。

package語句作為Java源文件的第一條語句，為該源文件中聲明的類指定包名。package語句的一般格式為：

package包名;

§5.9.2有包名的類的存儲(chǔ)目錄

2023/11/181程序如果使用了包語句，例如：

packagetom.jiafei;那么存儲(chǔ)文件的目錄結(jié)構(gòu)中必須包含有如下的結(jié)構(gòu)

…\tom\jiafei

如：c:\1000\tom\jiafei并且要將源文件編譯得到的類的字節(jié)碼文件保存在目錄c:\1000\tom\jiafei中（源文件可以任意存放）?！?.9.3運(yùn)行有包名的主類2023/11/181如果主類的包名是tom.jiafei，那么主類的字節(jié)碼一定存放在…\tom\jiefei目錄中，運(yùn)行時(shí)必須到tom\jiefei的上一層（即tom的父目錄）目錄中去運(yùn)行主類。假設(shè)tom\jiefei的上一層目錄是1000，那么，必須如下格式來運(yùn)行：C:\1000>javatom.jiafei.主類名

注：必須是：“包名.主類名”

例子112023/11/181例子11中的Student.java和Example5_11.java使用包語句。1．編譯保存上述兩個(gè)源文件保存到c:\1000\tom\jiafei中，然后進(jìn)入到tom\jiafei的上一層目錄1000中編譯兩個(gè)源文件：C:\1000>javactom\jiafei\Student.javaC:\1000>javactom\jiafei\Example5_11.java也可以進(jìn)入到c:\1000\tom\jiafei目錄中，使用統(tǒng)配符“*”編譯全部的源文件：C:\1000\tom\jiafei>javac*.java2．運(yùn)行運(yùn)行程序時(shí)必須到tom\jiafei的上一層目錄1000中來運(yùn)行，如：c:\1000>javatom.jiafei.Example5_11例子11的編譯、運(yùn)行效果如圖5.23。§5.10import語句2023/11/181一個(gè)類可能需要另一個(gè)類聲明的對(duì)象作為自己的成員或方法中的局部變量，如果這兩個(gè)類在同一個(gè)包中，當(dāng)然沒有問題。如果一個(gè)類想要使用的那個(gè)類和它不在一個(gè)包中，要使用import語句完成使命。§5.10.1引入類庫中的類

2023/11/181如果用戶需要類庫中的類就必須使用import語句，如：

importjava.until.Date;

例子122023/11/181如果用戶編寫一個(gè)程序，并想使用java.util中的Date類創(chuàng)建對(duì)象來顯示本地的時(shí)間，那么就可以使用import語句引入java.util中的Date類。下面的例子12中的Example5_12.java使用了import語句，運(yùn)行效果如圖5.24§5.10.2引入自定義包中的類

2023/11/181用戶程序可以使用tom.jiafei包中的類如：

importtom.jiafei.*;使用非類庫中有包名的類，也要使用import語句。

包名路徑左對(duì)齊。所謂包名路徑左對(duì)齊，就是讓源文件中的包名所對(duì)應(yīng)的路徑和它要用import語句引入的非類庫中的類的包名所對(duì)應(yīng)的路徑的父目錄相同。例子132023/11/181例子13中的Triangle.java含有一個(gè)Triangle類，該類可以創(chuàng)建“三角形”對(duì)象，一個(gè)需要三角形的用戶，可以使用import語句引如Triangle類。將例子13中的Triangle.java源文件保存到C:\ch5\tom\jiafei中，并編譯通過，以便使得ch5目錄下的類能使用import語句引入Triangle類。例子142023/11/181例子14中的Example5_14.java中的主類(無包名)使用import語句引如tom.jiafei包中的Triangle類，以便創(chuàng)建三角形，并計(jì)算三角形的面積。將Example5_14.java保存在C:\ch5目錄中(因?yàn)閏h5下有tom\jiafei子目錄)。程序運(yùn)行效果如圖5.25?！?.11訪問權(quán)限2023/11/181當(dāng)用一個(gè)類創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象之后，該對(duì)象可以通過“.”運(yùn)算符操作自己的變量、使用類中的方法，但對(duì)象操作自己的變量和使用類中的方法是有一定限制的。

§5.11.1何謂訪問權(quán)限

2023/11/181所謂訪問權(quán)限是指對(duì)象是否可以通過“.”運(yùn)算符操作自己的變量或通過“.”運(yùn)算符使用類中的方法。

訪問限制修飾符有private、protected和public，都是Java的關(guān)鍵字，用來修飾成員變量或方法。§5.11.2私有變量和私有方法2023/11/181用關(guān)鍵字private修飾的成員變量和方法稱為私有變量和私有方法。

對(duì)于私有成員變量或方法，只有在本類中創(chuàng)建該類的對(duì)象時(shí)，這個(gè)對(duì)象才能訪問自己的私有成員變量和類中的私有方法。

例子152023/11/181當(dāng)我們用某個(gè)類在另外一個(gè)類中創(chuàng)建對(duì)象后，如果不希該對(duì)象直接訪問自己的變量，即通過“.”運(yùn)算符來操作自己的成員變量，就應(yīng)當(dāng)將該成員變量訪問權(quán)限設(shè)置為private。面向?qū)ο缶幊烫岢珜?duì)象應(yīng)當(dāng)調(diào)用方法來改變自己的屬性，類應(yīng)當(dāng)提供操作數(shù)據(jù)的方法，這些方法可以經(jīng)過精心的設(shè)計(jì)，使得對(duì)數(shù)據(jù)的操作更加合理，如例子15中的Student.java和Example5_15.java所示?！?.11.3共有變量和共有方法2023/11/181用public修飾的成員變量和方法被稱為共有變量和共有方法

。

我們?cè)谌魏我粋€(gè)類中用類Tom創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象后，該對(duì)象能訪問自己的public變量和類中的public方法（也可以通過類名來操作成員變量、方法）?！?.11.4友好變量和友好方法2023/11/181當(dāng)在另外一個(gè)類中用類Tom創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象后，如果這個(gè)類與Tom類在同一個(gè)包中，那么該對(duì)象能訪問自己的友好變量和友好方法。在任何一個(gè)與Tom同一包中的類中，也可以通過Tom類的類名訪問Tom類的類友好成員變量和類友好方法?！?.11.5受保護(hù)的成員變量和方法2023/11/181用protected修飾的成員變量和方法被稱為受保護(hù)的成員變量和受保護(hù)的方法。§5.11.6public類與友好類2023/11/181類聲明時(shí)，如果在關(guān)鍵字class前面加上public關(guān)鍵字，就稱這樣的類是一個(gè)public類。可以在任何另外一個(gè)類中，使用public類創(chuàng)建對(duì)象。

如果一個(gè)類不加public修飾，這樣的類被稱作友好類。在另外一個(gè)類中使用友好類創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，要保證它們是在同一包中。§5.12基本類型的類包裝2023/11/181

Java的基本數(shù)據(jù)類型包括：byte、int、short、long、float、double、char。Java提供了基本數(shù)據(jù)類型相關(guān)的類，實(shí)現(xiàn)了對(duì)基本數(shù)據(jù)類型的封裝。這些類分別是：Byte、Integer、Short、Long、Float、Double和Character類。這些類在java.lang包中?！?.12.1Double和Float類2023/11/181

Double類和Float類實(shí)現(xiàn)了對(duì)double和float基本型數(shù)據(jù)的類包裝。Double類的構(gòu)造方法：Double(doublenum)Float類的構(gòu)造方法：Float(floatnum)Double對(duì)象調(diào)用doubleValue()方法可以返回該對(duì)象含有的double型數(shù)據(jù)。

Float對(duì)象調(diào)用floatValue()方法可以返回該對(duì)象含有的float型數(shù)據(jù)。

§5.12.2Byte、Short、Integer、Long類2023/11/181上述個(gè)類的構(gòu)造方法分別：

Byte(bytenum)Short(shortnum)Integer(intnum)Long(longnum)Byte、Short、Integer和Long對(duì)象分別調(diào)用byteValue()、shortValue()、intValue()和longValue()方法返回該對(duì)象含有的基本型數(shù)據(jù)。

§5.12.3Character類2023/11/181

Character類實(shí)現(xiàn)了對(duì)char基本型數(shù)據(jù)的類包裝。Character類的構(gòu)造方法：Character(charc)Character類中的一些常用類方法：publicstaticbooleanisDigit(charch)

如果ch是數(shù)字字符方法返回true,否則返回false。publicstaticbooleanisLetter(charch)

如果ch是字母方法返回true，否則返回false。publicstaticbooleanisLetterOrDigit(charch)

如果ch是數(shù)字字符或字母方法返回true，否則返回false。publicstaticbooleanisLowerCase(charch)

如果ch是小寫字母方法返回true，否則返回false。publicstaticbooleanisUpperCase(charch)

如果ch是大寫字母方法返回true，否則返回false。publicstaticchartoLowerCase(ch