JAVA程序設(shè)計(jì)技能教程第5章

第5章類(lèi)和對(duì)象

任務(wù)一：掌握類(lèi)和對(duì)象基本知識(shí)

任務(wù)三：實(shí)訓(xùn)五類(lèi)和對(duì)象的使用

任務(wù)二：掌握類(lèi)的封裝

5.1任務(wù)一掌握類(lèi)和對(duì)象基本知識(shí)

5.1.1面向?qū)ο蠡靖拍蠲嫦驅(qū)ο螅∣bject-oriented）就是一種常見(jiàn)的程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法面，面向?qū)ο螅∣O）方法是一種程序設(shè)計(jì)方法，其基本思想是使用抽象、對(duì)象、類(lèi)、繼承、消息、多態(tài)等基本概念進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。

1.抽象：科學(xué)研究中經(jīng)常使用的一種方法，即是從現(xiàn)實(shí)世界的眾多的事物中抽出事物的本質(zhì)特性而暫時(shí)不考慮它們的細(xì)節(jié)，得到眾多事物的一個(gè)清晰的基本框架的手段而已。2.對(duì)象

對(duì)象沒(méi)有一個(gè)明確的定義。我們可以將對(duì)象看作是現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中頭能夠被識(shí)別、被理解，具有明確的行為、思想、感覺(jué)的人或事物。對(duì)象具有一些特征：對(duì)象是現(xiàn)實(shí)的抽象的事物，對(duì)計(jì)算機(jī)所能完成的任務(wù)的描述起到重要作用。對(duì)象應(yīng)具有某些屬性，即數(shù)據(jù)，同時(shí)也表現(xiàn)出特定的行為?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)屬性和行為的定義，將相似的對(duì)象劃分為同一類(lèi)。通過(guò)這個(gè)類(lèi)還可以派生出更多的具體的對(duì)象。對(duì)象之間還可以進(jìn)行相互作用或相互操作，也就是說(shuō)，一個(gè)對(duì)象可以通過(guò)執(zhí)行某些指令來(lái)操作另外一個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)。在和對(duì)象交互的過(guò)程中，對(duì)象內(nèi)部的運(yùn)作方式對(duì)用戶是不可見(jiàn)的。這就保證了對(duì)象的安全性。對(duì)象可以被其他系統(tǒng)包含和復(fù)用。3.類(lèi)

類(lèi)是現(xiàn)實(shí)世界某些對(duì)象的共同特征(屬性和操作)的表示，是對(duì)象的藍(lán)圖或模型，通過(guò)類(lèi)可以創(chuàng)建多個(gè)對(duì)象。4.封裝

封裝是把數(shù)據(jù)和方法放到一個(gè)類(lèi)中的過(guò)程，即將信息隱蔽的過(guò)程。是什么促使我們將信息隱蔽呢？原因有兩點(diǎn)：一、防止程序員接觸他們不該接觸的東西——通常是內(nèi)部數(shù)據(jù)類(lèi)型的設(shè)計(jì)思想。若只是為了解決特定的問(wèn)題，用戶只需操作接口即可，毋需明白這些信息。二、只允許庫(kù)設(shè)計(jì)人員修改內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不用擔(dān)心它會(huì)對(duì)客戶程序員造成什么影響。5.1.2類(lèi)的聲明類(lèi)的聲明類(lèi)聲明定義一個(gè)類(lèi)的名稱(chēng)、訪問(wèn)權(quán)限、與其他類(lèi)的關(guān)系等。聲明類(lèi)的格式為：

[類(lèi)修飾符]class類(lèi)名[extends父類(lèi)名][implements接口名表]{

類(lèi)體

}

說(shuō)明：class聲明類(lèi)的關(guān)鍵字。

extends指明本類(lèi)繼承的父類(lèi)，在其后指定父類(lèi)名

implements指明本類(lèi)使用的接口，在其后指定接口名表類(lèi)修飾符用于指定類(lèi)的使用特性和訪問(wèn)權(quán)限，例如類(lèi)是否為抽象類(lèi)或最終類(lèi)等?？扇∫韵氯N之一：

public表明本類(lèi)是共有類(lèi)，在本包與其他包內(nèi)均可訪問(wèn)。

abstract表明本類(lèi)為抽象類(lèi)，必須被繼承后才能使用。

final表明本類(lèi)為最終類(lèi)，不能被其他類(lèi)繼承。類(lèi)聲明緊接一對(duì)大括號(hào)，在大括號(hào)中是類(lèi)體?！纠?－1】程序題目publicclassPeople{publicStringname；

publiccharsex；

publicintage；

publicStringIdcard；

publicPeople(){}

publicPeple(Stringname,intage,StringIdcard){=name；

this.age=age；

this.Idcard=Idcard；}publicStringgetIdcard(){returnthis.Idcard；

}publicStringsetIdcard(StringIdcard){this.Idcard=Idcard；

}}下面是一些使用不同修飾符組合進(jìn)行類(lèi)定義的例子。（1）空類(lèi)

classempty{}（2）最簡(jiǎn)單的類(lèi)

classPeople{類(lèi)體；}（3）公有類(lèi)publicclassPeople{類(lèi)體；}（4）最終類(lèi)publicfinalclassPeople{類(lèi)體；}（5）抽象類(lèi)publicabstractclassPeople{類(lèi)體；}（6）繼承了父類(lèi)People的子類(lèi)publicclassEmployeeextendsPeople{類(lèi)體；}（7）繼承了父類(lèi)且實(shí)現(xiàn)了一個(gè)接口的類(lèi)publicclassEmployeeextendsPeopleimplementsComparable{類(lèi)體；}5.1.3方法的聲明完整的成員方法聲明語(yǔ)法格式：[修飾符]方法返回值類(lèi)型方法名（[形參數(shù)列表]）[throws異常類(lèi)]{

語(yǔ)句序列；

[return[返回值]]；}例如，下面的程序是求最小值的方法聲明。publicintmin（inta，intb）{intc；

c=(a>b)?a:b；

returnc；}說(shuō)明：（1）方法的修飾符是用于指定本方法的訪問(wèn)權(quán)限和特性，例如，方法是否為公有方法或類(lèi)方法等。方法的修飾符有以下幾種：①public|private|protected|default：該修飾符被稱(chēng)為訪問(wèn)控制修飾符，其規(guī)定了成員方法的可見(jiàn)范圍。例如，public訪問(wèn)修飾符表示該方法可以被任何其他代碼調(diào)用，而private表示方法只能被類(lèi)中的其他方法調(diào)用。②static該修飾符聲明了本方法是類(lèi)方法。③final該修飾符聲明了本方法為不可被子類(lèi)所重寫(xiě)的最終方法。不可與abstract修飾符同時(shí)使用。④abstract該修飾符聲明了本方法為抽象類(lèi)中的抽象方法，必須在非抽象的子類(lèi)中實(shí)現(xiàn)具體操作。不可與final修飾符同時(shí)使用。（2）方法的返回值類(lèi)型可以是基本數(shù)值型，也可以是任一引用類(lèi)型，當(dāng)沒(méi)有返回值時(shí)，其類(lèi)型默認(rèn)為void。（3）形參數(shù)列表用于接收方法調(diào)用時(shí)外界傳來(lái)的參數(shù)，也可以沒(méi)有參數(shù)，但注意的是小括號(hào)是不能省略的。每個(gè)參數(shù)都必須要有自己獨(dú)立的類(lèi)型聲明，即使相鄰的兩個(gè)參數(shù)的類(lèi)型是相同的也不能公用類(lèi)型聲明，參數(shù)之間要用逗號(hào)隔開(kāi)。（4）throws異常類(lèi)：其中出現(xiàn)多個(gè)異常類(lèi)時(shí)要用逗號(hào)隔開(kāi)。5.1.4方法調(diào)用及參數(shù)傳遞1．方法調(diào)用方法根據(jù)其是否帶有static修飾符可以分為類(lèi)方法和對(duì)象方法（實(shí)例方法）。（1）對(duì)象方法調(diào)用的格式：對(duì)象名．方法名（實(shí)參列表）；（2）類(lèi)方法調(diào)用的格式：類(lèi)名．方法名（實(shí)參列表）；沒(méi)有返回值的方法調(diào)用，通常調(diào)用的方式比較簡(jiǎn)單，一般直接構(gòu)成方法調(diào)用語(yǔ)句。例如：System.out.println（“Iamaboy！”）；例如：intmin＝0；…min=Math.min(3，4)；2．參數(shù)傳遞（1）形參和實(shí)參【例5－2】程序題目publicclassTest{publicintmin（inta，intb）{intc；

c=(a>b)?a:b；

returnc；}publicstaticvoidmain(String[]args){intmin=0,x=10，y=20；

Testt=newTest()；

min=t.min(x,y)；

System.out.println(“minis”+min)；

}}（2）值傳遞【例5－3】程序題目//簡(jiǎn)單類(lèi)型是用值傳遞classTest{voidmethod(inti，intj){i=i+10；j=j-10；

}}publicclassCallByValue{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Testobject=newTest()；

inta=25，b=30；

System.out.println("調(diào)用前a和b的值："+a+""+b)；

object.method(a，b)；

System.out.println("調(diào)用后a和b的值:"+a+""+b)；

}}（3）引用傳遞【例5－4】程序題目//當(dāng)參數(shù)為數(shù)組時(shí)，傳遞的方式為引用傳遞publicclassT2{publicstaticvoidmain(String[]args){int[]a={1,2,3};method2(a);System.out.println(a[0]);System.out.println(a[1]);System.out.println(a[2]);}staticvoidmethod2(int[]a){a[0]=0;a[1]=7;a[2]=8;}}【例5－5】程序題目//當(dāng)參數(shù)為對(duì)象時(shí)，傳遞的方式為引用傳遞classTest{inta，b；

Test(inti，intj){a=i；b=j；}//傳遞一個(gè)對(duì)象

voidmethod(Testob){ob.a=ob.a+10；ob.b=ob.b-10；}}

publicclassCallByReference{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Testobject=newTest(25，30)；

System.out.println("調(diào)用前object.a和object.b的值:"+object.a+""+object.b)；

object.method(object)；

System.out.println("調(diào)用后object.a和object.b的值:"+object.a+""+object.b)；

}}5.1.5對(duì)象的創(chuàng)建和使用1.對(duì)象聲明類(lèi)對(duì)象2.對(duì)象的創(chuàng)建（1）先聲明對(duì)象，再創(chuàng)建對(duì)象格式一：類(lèi)名對(duì)象變量；——新對(duì)象的聲明對(duì)象變量=new類(lèi)名([參數(shù)列表])；——新對(duì)象內(nèi)存空間的分配（2）聲明對(duì)象的同時(shí)創(chuàng)建對(duì)象格式二：類(lèi)名對(duì)象變量=new類(lèi)名([參數(shù)列表])；3.引用對(duì)象的成員變量和調(diào)用對(duì)象方法對(duì)象.成員變量對(duì)象.成員方法([參數(shù)列表])aday.year=2006;//引用對(duì)象的成員變量aday.setDate(2006,1,28);//調(diào)用對(duì)象的方法"abcd".equals("abc")

例如：Peopleperson1=newPeople()；Peopleperson2=person1；=“王明”；4．this引用

this用來(lái)訪問(wèn)本類(lèi)的成員變量和成員方法的引用格式如下：（1）this．成員變量（2）this．成員方法([參數(shù)列表])一般情況下，在以下幾種情況下需要使用到this：第一，通過(guò)this調(diào)用另一個(gè)構(gòu)造方法，用法是this（參數(shù)列表），這個(gè)僅僅在類(lèi)的構(gòu)造方法中，別的地方不能這么用。第二，函數(shù)參數(shù)或是函數(shù)中的局部變量和成員變量同名的情況下，成員變量被屏蔽，此時(shí)要訪問(wèn)成員變量則需要用“this.成員變量名”的方式來(lái)引用成員變量。

第三，在函數(shù)中，需要引用該函所屬類(lèi)的當(dāng)前對(duì)象時(shí)候，直接用this。5．super引用

super用來(lái)訪問(wèn)父類(lèi)的成員變量和成員方法的引用格式有以下幾種：（1）super．成員變量（2）super．(參數(shù)列表)

（3）super.成員方法（[參數(shù)列表]）針對(duì)super的引用方式，下面總結(jié)一下super的用法：第一，在子類(lèi)構(gòu)造方法中要調(diào)用父類(lèi)的構(gòu)造方法，用“super(參數(shù)列表)”的方式調(diào)用，參數(shù)不是必須的。同時(shí)還要注意的一點(diǎn)是：“super(參數(shù)列表)”這條語(yǔ)句只能用在子類(lèi)構(gòu)造方法體中的第一行。第二，當(dāng)子類(lèi)方法中的局部變量或者子類(lèi)的成員變量與父類(lèi)成員變量同名時(shí)，也就是子類(lèi)局部變量覆蓋父類(lèi)成員變量時(shí)，用“super.成員變量名”來(lái)引用父類(lèi)成員變量。當(dāng)然，如果父類(lèi)的成員變量沒(méi)有被覆蓋，也可以用“super.成員變量名”來(lái)引用父類(lèi)成員變量，不過(guò)這是不必要的。第三，當(dāng)子類(lèi)的成員方法覆蓋了父類(lèi)的成員方法時(shí)，也就是子類(lèi)和父類(lèi)有完全相同的方法定義（但方法體可以不同），此時(shí)，用“super.方法名(參數(shù)列表)”的方式訪問(wèn)父類(lèi)的方法?！纠?-6】程序題目classPerson{

publicintnumber;

privateStringname;

privateintage;protectedvoidsetName(Stringname){

=name;

}

protectedvoidsetAge(intage){

this.age=age;

}protectedvoidprint(){System.out.println("姓名："+name+"，年齡："+age);}}publicclassDemoSuperextendsPerson{

publicvoidprint(){System.out.println("DemoSuper：");super.print();}publicstaticvoidmain(String[]args){DemoSupertest=newDemoSuper();test.setName("張三");test.setAge(20);test.print();}}【例5-7】程序題目classPerson{

publicstaticvoidprint(Strings){System.out.println(s);}Person(){print("APerson.");}Person(Stringname){print("Apersonnameis:"+name);}}publicclassChineseextendsPerson{Chinese(){super();

//調(diào)用父類(lèi)構(gòu)造函數(shù)（1）print("Achinese.");//(4)}Chinese(Stringname){super(name);//調(diào)用父類(lèi)具有相同形參的構(gòu)造函數(shù)（2）print("hisnameis:"+name);}Chinese(Stringname,intage){this(name);//調(diào)用當(dāng)前具有相同形參的構(gòu)造函數(shù)（3）print("hisageis:"+age);}publicstaticvoidmain(String[]args){Chinesepeople=newChinese();people=newChinese("張三");people=newChinese("張三",20);}}5.1.6構(gòu)造方法及特點(diǎn)

1．構(gòu)造函數(shù)

（1）構(gòu)造函數(shù)1：

publicInteger(intvalue){this.value=value；

}（2）構(gòu)造函數(shù)2publicInteger(Stringa)throwsNumberFormatException{this.value=parseInt(s,10)；

}2．構(gòu)造函數(shù)的特點(diǎn)構(gòu)造方法的使用局限在下述兩個(gè)地方：（1）創(chuàng)建對(duì)象。（2）在構(gòu)造方法的方法體的第一條語(yǔ)句，可以調(diào)用同類(lèi)中的另一各構(gòu)造方法或者是父類(lèi)的構(gòu)造方法。【例5－8】程序題目

//下面的People類(lèi)中包含兩個(gè)構(gòu)造函數(shù)。publicclassPeople{publicStringname；

publiccharsex；

publicintage；

publicStringIdcard；

//第一種構(gòu)造函數(shù)，一個(gè)不帶任何參數(shù)和語(yǔ)句的構(gòu)造函數(shù)

publicPeople(){}//第二種構(gòu)造函數(shù)，帶有參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)

publicPeople(Stringname,intage,StringIdcard){=name；

this.age=age；

this.Idcard=Idcard；}}【例5－9】程序題目publicclassPeople{publicStringname；

publiccharsex；

publicintage；

publicStringIdcard；

publicStringgetIdcard(){returnthis.Idcard；

}publicStringsetIdcard(StringIdcard){this.Idcard=Idcard；

}}【例5－10】程序題目publicclassPeople{publicStringname；

publiccharsex；

publicintage；

publicStringIdcard；

publicPeple(Stringname,intage,StringIdcard){=name；

this.age=age；

this.Idcard=Idcard；}publicStringgetIdcard(){returnthis.Idcard；

}publicStringsetIdcard(StringIdcard){this.Idcard=Idcard；

}}【例5－11】程序題目

//例題5－10修改如下publicclassPeople{publicStringname；

publiccharsex；

publicintage；

publicStringIdcard；

publicPeople（）{}publicPeople(Stringname,intage,StringIdcard){=name；

this.age=age；

this.Idcard=Idcard；}publicStringgetIdcard(){returnthis.Idcard；

}publicStringsetIdcard(StringIdcard){this.Idcard=Idcard；

}}5.1.7對(duì)象的初始化初始化的四個(gè)要點(diǎn)，如下：1．如果有static，即靜態(tài)成員定義，首先初始化static的變量。2．static只初始化一次，在第二次創(chuàng)建類(lèi)的對(duì)象的時(shí)候，就不會(huì)去執(zhí)行static的語(yǔ)句。3．變量的初始化在方法前。4．在含有main的類(lèi)中執(zhí)行順序是先做static，然后就是main，而不是像其它類(lèi)一樣，除了static就按順序做下來(lái)。5.2任務(wù)二掌握類(lèi)的封裝

5.2.1訪問(wèn)權(quán)限訪問(wèn)控制符的修飾范圍名稱(chēng)修飾符本類(lèi)子類(lèi)包所有類(lèi)公共public可見(jiàn)可見(jiàn)可見(jiàn)可見(jiàn)私有private可見(jiàn)受保護(hù)protected可見(jiàn)可見(jiàn)可見(jiàn)友好――可見(jiàn)可見(jiàn)注意：（1）默認(rèn)修飾符為friend類(lèi)，但在Java語(yǔ)言中，friend不是關(guān)鍵字。所以在默認(rèn)情況下，成員的訪問(wèn)范圍只在本類(lèi)和本包當(dāng)中，其子類(lèi)和其它類(lèi)是不能訪問(wèn)的。（2）修飾符protected僅僅用于繼承情況下。（3）當(dāng)一個(gè)類(lèi)成員的修飾符為public時(shí)，說(shuō)明該成員可以被程序中任何其它代碼訪問(wèn)。（4）當(dāng)一個(gè)類(lèi)成員的修飾符為private時(shí)，則該成員只能它自身類(lèi)的其它成員訪問(wèn)。訪問(wèn)控制符要放在成員類(lèi)型的其他說(shuō)明之前，也就是說(shuō)，成員的聲明語(yǔ)句必須以訪問(wèn)控制符開(kāi)頭。【例5－12】程序題目classTest1{inta;publicintb;privateintc;voidsetc(inti){c=i;}

intgetc(){returnc;}}classTest2{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Test1object=newTest1();object.a=10;object.b=20;//object.c=100;//Error!object.setc(100);System.out.println("a，b，andc:"+object.a+""+object.b+""+object.getc());｝｝5.2.2類(lèi)變量和實(shí)例變量

1．類(lèi)變量類(lèi)變量也稱(chēng)為靜態(tài)變量，由static修飾，如：staticintage；age就是類(lèi)變量，它只能通過(guò)類(lèi)來(lái)訪問(wèn)。類(lèi)變量的訪問(wèn)格式不同于一般的實(shí)例變量。類(lèi)變量的訪問(wèn)格式：類(lèi)名．變量名【例5－13】程序題目//下面的例子說(shuō)明了類(lèi)變量b在它的類(lèi)之外如何被訪問(wèn)。classDemo{staticinta=42;staticintb=99;voidcallme(){System.out.println("a="+a);}}publicclassStaticByName{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Demoob=newDemo();ob.callme();System.out.println("b="+Demo.b);}}2．實(shí)例變量【例5－14】程序題目publicclassPeople{publicStringname；

publiccharsex；

publicintage；

publicStringIdcard；

//空構(gòu)造方法

publicPeople（）{}

//帶三個(gè)參數(shù)的構(gòu)造方法

publicPeople(Stringname,intage,StringIdcard){=name；

this.age=age；

this.Idcard=Idcard；}publicstaticvoidmain(){Peoplep1=newPeople();Peoplep2=newPeople();}}3．類(lèi)變量和實(shí)例變量的區(qū)別（1）實(shí)例變量沒(méi)有static修飾符，它只能通過(guò)實(shí)例對(duì)象來(lái)訪問(wèn)，而類(lèi)變量則直接通過(guò)類(lèi)名來(lái)訪問(wèn)。（2）同一類(lèi)的不同的實(shí)例對(duì)象有自己的實(shí)例變量，但是它們共享同一個(gè)類(lèi)變量。當(dāng)一個(gè)實(shí)例對(duì)象修改了它的實(shí)例變量時(shí)，不會(huì)影響其他的實(shí)例對(duì)象。但當(dāng)一個(gè)實(shí)例對(duì)象修改了類(lèi)變量時(shí)，則會(huì)影響其他的對(duì)象實(shí)例。而類(lèi)變量則是一變?nèi)?。?）類(lèi)變量要在使用前進(jìn)行初始化，實(shí)例變量則不需要。5.2.3類(lèi)成員方法和函數(shù)數(shù)學(xué)方法1．類(lèi)成員方法

類(lèi)方法的調(diào)用格式：類(lèi)名．方法名（實(shí)參列表）【例5－15】程序題目publicclassExample{publicstaticvoiddisplay(){System.out.println("類(lèi)的方法");}publicvoiddisplayOne(){System.out.println("對(duì)象的方法");}publicstaticvoidmain(String[]args){Example.display();Examplee=newExample();e.displayOne();}}類(lèi)方法體有以下限制，一旦違反將導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤：（1）類(lèi)方法中不能引用對(duì)象變量（2）類(lèi)方法中不不調(diào)用類(lèi)的對(duì)象方法（3）在類(lèi)方法中不能使用super、this關(guān)鍵字。2．函數(shù)數(shù)學(xué)方法

sin(arg)cos(arg)tan(arg)asin(arg)acos(arg)atan(arg)atan2(arg1,arg2)正弦余弦正切余切反余弦反正切2個(gè)參數(shù)的反正切abs(arg)計(jì)算參數(shù)的絕對(duì)值max(arg1,arg2)返回較大一個(gè)ceil(arg)返回大于等于該參數(shù)的最小整數(shù)floor(arg)返回小于等于該參數(shù)的最大整數(shù)round(arg)計(jì)算于參數(shù)值最接近的整數(shù)（參數(shù)floor或double）rint(arg)計(jì)算于參數(shù)值最接近的整數(shù)（參數(shù)double）min(arg1,arg2)返回小的一個(gè)IEEEremainder(art1,arg