《Java程序案例教程》課件第5章

第5章類(lèi)的基本形式5.1面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本概念

5.2類(lèi)與對(duì)象

5.3類(lèi)的封裝性

5.4在類(lèi)內(nèi)部調(diào)用方法

5.5引用數(shù)據(jù)類(lèi)型的傳遞5.6匿名對(duì)象5.7構(gòu)造方法5.8對(duì)象的比較5.9this關(guān)鍵字的使用5.10static關(guān)鍵字的使用5.11構(gòu)造方法的私有5.12對(duì)象數(shù)組的使用

5.1面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本概念

早期的程序設(shè)計(jì)經(jīng)歷了“面向問(wèn)題”、“面向過(guò)程”的階段，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及所要解決問(wèn)題的復(fù)雜性的提高，以往的程序設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能適應(yīng)這種發(fā)展的需求，于是從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，相繼出現(xiàn)了多種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言(如圖5-1所示)，并逐漸產(chǎn)生了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)涉及對(duì)象、封裝、類(lèi)、繼承及多態(tài)等基本概念。圖5-1計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的發(fā)展過(guò)程5.1.1對(duì)象

何謂面向?qū)ο竽?？面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是將人們認(rèn)識(shí)世界過(guò)程中普遍采用的思維方法應(yīng)用到程序設(shè)計(jì)中。對(duì)象是現(xiàn)實(shí)世界中存在的事物，它們是有形的，如某個(gè)人、某種物品，也可以是無(wú)形的，如某項(xiàng)計(jì)劃、某次商業(yè)交易。對(duì)象是構(gòu)成現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)獨(dú)立單位，人們對(duì)世界的認(rèn)識(shí)，是從分析對(duì)象的特征入手的。

對(duì)象的特征分為靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特征兩種。靜態(tài)特征指對(duì)象的外觀、性質(zhì)、屬性等；動(dòng)態(tài)特征指對(duì)象具有的功能、行為等?？陀^事物是錯(cuò)綜復(fù)雜的，但人們總是從某一目的出發(fā)，運(yùn)用抽象分析的能力，從眾多特征中抽取最具代表性、最能反映對(duì)象本質(zhì)的若干特征加以詳細(xì)研究。人們將對(duì)象的靜態(tài)特征抽象為屬性，用數(shù)據(jù)來(lái)描述，在Java語(yǔ)言中稱(chēng)之為變量；人們將對(duì)象的動(dòng)態(tài)特征抽象為行為，用一組代碼來(lái)表示，完成對(duì)數(shù)據(jù)的操作，在Java語(yǔ)言中稱(chēng)之為方法。一個(gè)對(duì)象由一組屬性和一組對(duì)屬性進(jìn)行操作的方法構(gòu)成。

5.1.2類(lèi)

具有相同屬性及相同行為的一組對(duì)象稱(chēng)為類(lèi)。廣義地講，具有共同性質(zhì)的事物的集合稱(chēng)為類(lèi)。在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，類(lèi)是一個(gè)獨(dú)立的單位，它有一個(gè)類(lèi)名，其內(nèi)部包括成員變量，用于描述對(duì)象的屬性，還包括類(lèi)的成員方法，用于描述對(duì)象的行為。在Java程序設(shè)計(jì)中，類(lèi)被認(rèn)為是一種抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型，這種數(shù)據(jù)類(lèi)型不但包括數(shù)據(jù)，還包括方法。這大大擴(kuò)充了數(shù)據(jù)類(lèi)型的概念。

類(lèi)是一個(gè)抽象的概念，要利用類(lèi)的方式來(lái)解決問(wèn)題，必須用類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例化的類(lèi)對(duì)象，然后通過(guò)類(lèi)對(duì)象去訪問(wèn)類(lèi)的成員變量，去調(diào)用類(lèi)的成員方法來(lái)實(shí)現(xiàn)程序的功能。這類(lèi)同于“汽車(chē)”本身是一個(gè)抽象的概念，只有使用了一輛具體的汽車(chē)，才能感受到汽車(chē)的功能。一個(gè)類(lèi)可創(chuàng)建多個(gè)類(lèi)對(duì)象，它們具有相同的屬性模式，但可以具有不同的屬性值。Java程序?yàn)槊恳粋€(gè)類(lèi)對(duì)象都開(kāi)辟了內(nèi)存空間，以便保存各自的屬性值。

面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)具有如下三個(gè)主要特征：

(1)封裝性；

(2)繼承性；

(3)多態(tài)性。5.1.3封裝性

封裝是面向?qū)ο蟮姆椒ㄋ鶓?yīng)遵循的一個(gè)重要原則。它有兩個(gè)含義：一是指把對(duì)象的屬性和行為看成一個(gè)密不可分的整體，將這兩者“封裝”在一個(gè)不可分割的獨(dú)立單位(即對(duì)象)中；另一層含義指“信息隱蔽”，把不需要讓外界知道的信息隱藏起來(lái)。有些對(duì)象的屬性及行為允許外界用戶知道或使用，但不允許更改，而另一些屬性或行為則不允許外界知曉，或只允許使用對(duì)象的功能，而盡可能隱蔽對(duì)象的功能實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。封裝機(jī)制在程序設(shè)計(jì)中表現(xiàn)為，把描述對(duì)象屬性的變量及實(shí)現(xiàn)對(duì)象功能的方法合在一起，定義為一個(gè)程序單位，并保證外界不能任意更改其內(nèi)部的屬性值，也不能任意調(diào)動(dòng)其內(nèi)部的方法。封裝機(jī)制的另一個(gè)特點(diǎn)是：為封裝在一個(gè)整體內(nèi)的變量及方法規(guī)定了不同級(jí)別的“可見(jiàn)性”或訪問(wèn)權(quán)限。

5.1.4繼承性

繼承是面向?qū)ο蠓椒ㄖ械闹匾拍?，并且是提高軟件開(kāi)發(fā)效率的重要手段。首先擁有反映事物一般特性的類(lèi)，然后在其基礎(chǔ)上派生出反映特殊事物的類(lèi)。例如，已有汽車(chē)的類(lèi)，該類(lèi)中描述了汽車(chē)的普遍屬性和行為，進(jìn)一步再產(chǎn)生轎車(chē)的類(lèi)，轎車(chē)的類(lèi)繼承于汽車(chē)類(lèi)，轎車(chē)類(lèi)不但擁有汽車(chē)類(lèi)的全部屬性和行為，還增加了轎車(chē)特有的屬性和行為。在Java程序設(shè)計(jì)中，已有的類(lèi)可以是Java開(kāi)發(fā)環(huán)境所提供的一批最基本的程序—類(lèi)庫(kù)。用戶開(kāi)發(fā)的程序類(lèi)繼承這些已有的類(lèi)。這樣現(xiàn)在類(lèi)所描述過(guò)的屬性及行為，即已定義的變量和方法，在繼承產(chǎn)生的類(lèi)中完全可以使用。被繼承的類(lèi)稱(chēng)為父類(lèi)或超類(lèi)，而經(jīng)繼承產(chǎn)生的類(lèi)稱(chēng)為子類(lèi)或派生類(lèi)。根據(jù)繼承機(jī)制，派生類(lèi)繼承了超類(lèi)的所有成員，并相應(yīng)地增加了自己的一些新的成員。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的繼承機(jī)制大大增強(qiáng)了程序代碼的可復(fù)用性，提高了軟件的開(kāi)發(fā)效率，降低了程序產(chǎn)生錯(cuò)誤的可能性，也為程序的修改擴(kuò)充提供了便利。若一個(gè)子類(lèi)只允許繼承一個(gè)父類(lèi)，稱(chēng)為單繼承；若允許繼承多個(gè)父類(lèi)，稱(chēng)為多繼承。目前許多面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言不支持多繼承。Java語(yǔ)言通過(guò)接口(interface)的方式來(lái)彌補(bǔ)由于Java不支持多繼承而帶來(lái)的子類(lèi)不能享用多個(gè)父類(lèi)成員的缺憾。5.1.5類(lèi)的多態(tài)性

多態(tài)是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的又一個(gè)重要特征。多態(tài)是指允許程序中出現(xiàn)重名現(xiàn)象。Java語(yǔ)言中含有方法重載與成員覆蓋兩種形式的多態(tài)。方法重載是指在一個(gè)類(lèi)中，允許多個(gè)方法使用同一個(gè)名字，但方法的參數(shù)不同，完成的功能也不同。成員覆蓋是指子類(lèi)與父類(lèi)允許具有相同的變量名稱(chēng)，但數(shù)據(jù)類(lèi)型不同，允許具有相同的方法名稱(chēng)，但完成的功能不同。

多態(tài)的特性使程序的抽象程度和簡(jiǎn)捷程度更高，有助于程序設(shè)計(jì)人員對(duì)程序的分組進(jìn)行協(xié)同開(kāi)發(fā)。 5.2類(lèi)與對(duì)象

面向?qū)ο蟮木幊趟枷肓D使在計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中對(duì)事物的描述與現(xiàn)實(shí)世界中該事物的本來(lái)面目盡可能地一致，類(lèi)(class)和對(duì)象(object)就是面向?qū)ο蠓椒ǖ暮诵母拍睢?/p>

類(lèi)是對(duì)某一類(lèi)事物的描述，是抽象的、概念上的定義；對(duì)象是實(shí)際存在的該類(lèi)事物的個(gè)體，因而也稱(chēng)實(shí)例(Instance)。圖5-2就是一個(gè)說(shuō)明類(lèi)與對(duì)象的典型范例。

圖5-2中，汽車(chē)設(shè)計(jì)圖就是“類(lèi)”，由這個(gè)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)出來(lái)的若干汽車(chē)就是按照該類(lèi)產(chǎn)生的“對(duì)象”。圖5-2類(lèi)與對(duì)象的實(shí)例化說(shuō)明5.2.1類(lèi)的聲明

在使用類(lèi)之前，必須先定義它，然后才可利用所定義的類(lèi)來(lái)聲明變量，并創(chuàng)建對(duì)象。類(lèi)定義的語(yǔ)法如下：程序說(shuō)明：

(1)用class聲明了一個(gè)名為Person的類(lèi)，這里Person是類(lèi)的名稱(chēng)。

(2)第3、4行聲明了兩個(gè)屬性name和age，name為String型(字符串類(lèi)型)，age為int型(整型)。

(3)第5～8行聲明了一個(gè)talk()方法，此方法用于向屏幕打印信息。

為了更好地說(shuō)明類(lèi)的關(guān)系，請(qǐng)參見(jiàn)圖5-3。圖5-3Person類(lèi)圖5.2.2創(chuàng)建新的對(duì)象

在實(shí)際中單單有類(lèi)是不夠的，類(lèi)提供的只是一個(gè)模板，必須依照它創(chuàng)建出對(duì)象之后才可以使用。下面定義了由類(lèi)產(chǎn)生對(duì)象的基本形式：

類(lèi)名對(duì)象名=new類(lèi)名();

創(chuàng)建屬于某類(lèi)的對(duì)象，需要通過(guò)下面兩個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：

(1)聲明指向“由類(lèi)所創(chuàng)建的對(duì)象”的變量。

(2)利用new創(chuàng)建新的對(duì)象，并指派給先前所創(chuàng)建的變量。

如果要?jiǎng)?chuàng)建Person類(lèi)的對(duì)象，可用下列的語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)：

Personp; //先聲明一個(gè)Person類(lèi)的對(duì)象p

p=newPerson(); //用new關(guān)鍵字實(shí)例化Person類(lèi)的對(duì)象p

當(dāng)然也可以用下面這種形式來(lái)聲明變量：

Personp=newPerson(); //聲明Person對(duì)象p并直接實(shí)例化此對(duì)象

對(duì)象只有在實(shí)例化之后才能被使用，而實(shí)例化對(duì)象的關(guān)鍵字就是new。對(duì)象實(shí)例化過(guò)程如圖5-4所示。圖5-4Person類(lèi)對(duì)象的實(shí)例化過(guò)程由圖5-4可以看出，當(dāng)語(yǔ)句執(zhí)行到Personp時(shí)，只是在棧內(nèi)存中聲明了一個(gè)Person的對(duì)象p，但是這時(shí)p并沒(méi)有在堆內(nèi)存中開(kāi)辟空間，所以這時(shí)的p是一個(gè)未實(shí)例化的對(duì)象，用new關(guān)鍵字實(shí)際上就是開(kāi)辟堆內(nèi)存，把堆內(nèi)存的引用賦給了p，這時(shí)的p才稱(chēng)為實(shí)例化對(duì)象。

如果要訪問(wèn)對(duì)象中的某個(gè)成員變量或方法，可以通過(guò)下面語(yǔ)法來(lái)實(shí)現(xiàn)：

訪問(wèn)屬性：對(duì)象名稱(chēng).屬性名。

訪問(wèn)方法：對(duì)象名稱(chēng).方法名()。輸出結(jié)果：

我是：張三，今年：25歲

程序說(shuō)明：

(1)第6行聲明了一個(gè)Person類(lèi)的實(shí)例對(duì)象p，并直接實(shí)例化此對(duì)象。

(2)第7、8行給p對(duì)象中的屬性賦值。

(3)第9行調(diào)用talk()方法，在屏幕上輸出信息。

參照上述程序代碼與圖5-5的內(nèi)容即可了解到Java是如何對(duì)對(duì)象成員進(jìn)行訪問(wèn)操作的。圖5-5對(duì)Person對(duì)象p的訪問(wèn)操作過(guò)程5.2.3創(chuàng)建多個(gè)新對(duì)象

在例5-3的程序中，只建立了一個(gè)Person的對(duì)象p，如果需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)對(duì)象，則可以依照由類(lèi)產(chǎn)生對(duì)象的基本形式產(chǎn)生多個(gè)對(duì)象。

【例5-4】

TestPersonDemo1.java。程序說(shuō)明：

(1)第1～9行聲明了一個(gè)新的類(lèi)Person，類(lèi)中有name、age兩個(gè)屬性，還有一個(gè)talk()方法用于輸出信息。

(2)第14～15行聲明了Person的兩個(gè)實(shí)例對(duì)象p1、p2。

(3)第17、18行給p1對(duì)象的屬性賦值。

(4)第20、21行給p2對(duì)象的屬性賦值。

(5)第23、24行分別用p1、p2調(diào)用Person類(lèi)中的talk()方法，用于在屏幕上打印信息。

上述程序首先聲明了兩個(gè)對(duì)象p1和p2，之后分別為p1與p2賦值?？梢园l(fā)現(xiàn)，p1與p2賦的值互不影響，此關(guān)系可由圖5-6表示出來(lái)。圖5-6Person中p1與p2的內(nèi)存分配圖案例1對(duì)象組合案例

【案例描述】

編寫(xiě)一個(gè)Circle類(lèi)，該類(lèi)的對(duì)象可以計(jì)算圓的面積。

【代碼與注釋】

程序名稱(chēng)為Circle.java。

程序代碼如下： 5.3類(lèi)?的?封?裝?性

【例5-5】

TestPersonDemo2.java。輸出結(jié)果：

我是：張三，今年：-25歲

程序說(shuō)明：

(1)第1～9行聲明了一個(gè)新的類(lèi)Person，類(lèi)中有name、age兩個(gè)屬性，還有一個(gè)talk()方法用于輸出信息。

(2)第15行聲明并實(shí)例化Person的對(duì)象p。

(3)第17～21行分別為p對(duì)象中的屬性賦值，并調(diào)用talk()方法。

由上面的程序可以看出，在程序的第19行將年齡(age)賦值為-25，這明顯是一個(gè)不合法的數(shù)據(jù)，最終程序在調(diào)用talk()方法時(shí)才會(huì)打印出這種錯(cuò)誤的信息。程序說(shuō)明：

(1)第1～9行聲明了一個(gè)新的類(lèi)Person，類(lèi)中有name、age兩個(gè)屬性，還有一個(gè)talk()方法用于輸出信息。與前面不同的是，這里的屬性在聲明時(shí)前面都加上了private關(guān)鍵字。

(2)第15行聲明并實(shí)例化Person類(lèi)的對(duì)象p。

(3)第17～21行分別為p對(duì)象中的屬性賦值，并調(diào)用talk()方法。

可以看出，本程序與例5-5除了在聲明屬性上有些區(qū)別外，并沒(méi)有其他區(qū)別，而就是這一個(gè)小小的關(guān)鍵字，導(dǎo)致程序連編譯都無(wú)法通過(guò)，所提示的錯(cuò)誤為：屬性(name、age)為私有的，所以不能由對(duì)象直接進(jìn)行訪問(wèn)。程序說(shuō)明：

(1)第9～25行加入了一些setXxx()、getXxx()方法，主要用來(lái)設(shè)置和取得類(lèi)中的私有屬性。

(2)第13～17行設(shè)置年齡時(shí)在程序中加了判斷語(yǔ)句，如果傳入的數(shù)值大于0，則將值賦給age屬性。

(3)第35行調(diào)用了Person類(lèi)中的setName()方法，并賦值為“張三”。

(4)第37行調(diào)用了setAge()方法，同時(shí)傳進(jìn)了一個(gè)-25的不合理年齡。

可以發(fā)現(xiàn)在本程序中，傳進(jìn)了一個(gè)-25的不合理數(shù)值，這樣在設(shè)置Person中的屬性時(shí)因?yàn)椴粷M足條件而不能被設(shè)置成功，所以age的值依然為自己的默認(rèn)值0。這樣在輸出時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，那些錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)并沒(méi)有被賦到屬性上，而只輸出了默認(rèn)值。用private聲明的屬性或方法只能在其類(lèi)的內(nèi)部被調(diào)用，而不能在類(lèi)的外部被調(diào)用。讀者可以先暫時(shí)簡(jiǎn)單理解為：在類(lèi)的外部不能用對(duì)象去調(diào)用private聲明的屬性或方法。下面程序修改自例5-7，在這里將talk()方法封裝了起來(lái)。

【例5-8】

TestPersonDemo4.java。程序說(shuō)明：

(1)第5行將talk()方法用private來(lái)聲明。

(2)第9～25行加入了一些setXxx()、getXxx()方法，主要用來(lái)設(shè)置和取得類(lèi)中的私有屬性。

(3)第13～17行設(shè)置年齡時(shí)在程序中加了判斷語(yǔ)句，如果傳入的數(shù)值大于0，則將值賦給age屬性。

(4)第35行調(diào)用了類(lèi)Person中的setName()方法，并賦值為“張三”。

(5)第37行調(diào)用了setAge()方法，同時(shí)傳進(jìn)了一個(gè)不合理的年齡-25。 5.4在類(lèi)內(nèi)部調(diào)用方法

在一個(gè)Java程序中是可以通過(guò)對(duì)象去調(diào)用類(lèi)中的方法的，當(dāng)然類(lèi)的內(nèi)部也能互相調(diào)用各自的方法。例如，下面的程序修改自以前的程序代碼，新增加了一個(gè)公有的say()方法，并用這個(gè)方法去調(diào)用私有的talk()方法。

【例5-9】

TestPersonDemo5.java。輸出結(jié)果：

我是：張三，今年：30歲

程序說(shuō)明：

(1)第9～12行聲明公有方法say()，此方法用于調(diào)用類(lèi)內(nèi)部的私有方法talk()。

(2)第42行調(diào)用Person類(lèi)中的say()方法，其實(shí)也就是調(diào)用Person類(lèi)中的talk()方法。 5.5引用數(shù)據(jù)類(lèi)型的傳遞

Java中使用引用來(lái)取代C++?中的指針，那么什么是引用呢？Java又是怎樣通過(guò)引用來(lái)取代C++?中的指針的呢？

【例5-10】

TestRefDemo1.java。

程序說(shuō)明：

(1)第1～5行聲明Person類(lèi)，有name與age兩個(gè)屬性。

(2)第11、13行分別聲明兩個(gè)Person的對(duì)象p1和p2，但這兩個(gè)對(duì)象在聲明時(shí)都同時(shí)賦值為null，表示此對(duì)象未實(shí)例化。

(3)第15行對(duì)對(duì)象p1進(jìn)行實(shí)例化。

(4)第17、18行分別為p1對(duì)象中的屬性賦值。

(5)第20行將p1的引用賦給p2，此時(shí)相當(dāng)于p1與p2都同時(shí)指向同一塊堆內(nèi)存。

(6)第22、23行分別調(diào)用和p2.age，輸出p2對(duì)象中的屬性。

(7)第24行把p1對(duì)象賦值為null，表示此對(duì)象不再引用任何內(nèi)存空間。

程序執(zhí)行到第24行時(shí)，實(shí)際上p1斷開(kāi)了對(duì)其之前實(shí)例化對(duì)象的引用，而p2則繼續(xù)指向p1原先的引用。

由上述程序可以看出，在程序中并未用new關(guān)鍵字為對(duì)象p2實(shí)例化，到最后依然可以用與p2.age方式輸出屬性的內(nèi)容，且內(nèi)容與p1對(duì)象中的內(nèi)容相似。也就是說(shuō)，在上述程序中p2是通過(guò)p1對(duì)象實(shí)例化的，或者說(shuō)p1將其自身的引用傳遞給了p2，如圖5-7所示。圖5-7引用數(shù)據(jù)類(lèi)型的傳遞如果在程序最后又加了一段代碼，令p2=null，則之前由p1創(chuàng)建的實(shí)例化對(duì)象不再有任何對(duì)象使用它，此對(duì)象稱(chēng)為垃圾對(duì)象，如圖5-8所示。圖5-8垃圾對(duì)象的產(chǎn)生所謂垃圾對(duì)象，就是指程序中不再使用的對(duì)象引用。

【例5-11】TestRefDemo2.java。程序說(shuō)明：

(1)第1～4行聲明一個(gè)名為Change的類(lèi)，其有一個(gè)屬性x。

(2)第9行實(shí)例化了一個(gè)Change類(lèi)的對(duì)象c。

(3)第10行將對(duì)象c中的x屬性賦值為20。

(4)第11行調(diào)用fun()方法將對(duì)象c傳遞到方法中。

(5)第14～17行聲明fun方法，接收參數(shù)類(lèi)型為Change類(lèi)型。

(6)第16行將對(duì)象c1中的x屬性賦值為25。

程序最后的輸出結(jié)果為“x=25”，而程序只有在fun()方法中才將x的值賦為25，為什么方法完成之后值依然被保留了下來(lái)呢？讀者可以發(fā)現(xiàn)在程序第14行，fun()方法接收的參數(shù)是Changec1，也就是說(shuō)fun()方法接收的是一個(gè)對(duì)象的引用。所以在fun方法中所做的操作會(huì)影響原先的參數(shù)。可以參考圖5-9來(lái)了解整個(gè)過(guò)程。圖5-9操作過(guò)程

5.6匿名對(duì)象

顧名思義，匿名對(duì)象就是沒(méi)有明確聲明的對(duì)象。讀者也可以簡(jiǎn)單地理解為只使用一次的對(duì)象，即沒(méi)有任何一個(gè)具體的對(duì)象名稱(chēng)引用它。

【例5-12】TestNoName.java。程序說(shuō)明：

(1)第1～9行聲明了Person類(lèi)，其有name與age兩個(gè)私有屬性，并分別賦了初值。

(2)第14行聲明了Person匿名對(duì)象，調(diào)用Person類(lèi)中的talk()方法。

從程序中可以看出，用newPerson()聲明的對(duì)象并沒(méi)有賦給任何一個(gè)Person類(lèi)對(duì)象的引用，所以此對(duì)象只使用了一次，之后就會(huì)被Java的垃圾收集器回收。

5.7構(gòu)造方法

1．構(gòu)造方法的定義

在Java程序中，構(gòu)造方法所完成的主要工作是幫助新創(chuàng)建的對(duì)象賦初值。構(gòu)造方法可視為一種特殊的方法，它的定義方式與普通方法類(lèi)似，其語(yǔ)法如下：在使用構(gòu)造方法時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)它具有與類(lèi)名相同的名稱(chēng)。

(2)它沒(méi)有返回值。

構(gòu)造方法沒(méi)有返回值，其名稱(chēng)必須與類(lèi)的名稱(chēng)相同，它的調(diào)用時(shí)機(jī)與一般方法不同。一般方法是在需要時(shí)才調(diào)用，而構(gòu)造方法則是在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)便自動(dòng)調(diào)用，并執(zhí)行構(gòu)造方法的內(nèi)容。因此，構(gòu)造方法無(wú)需在程序中直接調(diào)用，而是在對(duì)象產(chǎn)生時(shí)自動(dòng)執(zhí)行。

基于上述構(gòu)造方法的特性，可利用它來(lái)對(duì)對(duì)象的數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化賦值。所謂初始化，就是為對(duì)象賦初值。

下面的程序說(shuō)明了構(gòu)造方法的使用。

【例5-13】TestConstruct.java。從上述程序中讀者不難發(fā)現(xiàn)，在類(lèi)中聲明的構(gòu)造方法會(huì)在實(shí)例化對(duì)象時(shí)自動(dòng)調(diào)用。讀者可能會(huì)問(wèn)，在之前的程序中用同樣的方法來(lái)產(chǎn)生對(duì)象，但是在類(lèi)中并沒(méi)有聲明任何構(gòu)造方法，而程序不也一樣正常運(yùn)行了嗎？實(shí)際上，讀者在執(zhí)行javac編譯Java程序時(shí)，如果在程序中沒(méi)有明確聲明構(gòu)造方法，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)為類(lèi)加入一個(gè)無(wú)參的且什么都不做的構(gòu)造方法，類(lèi)似于下面代碼：

publicPerson(){}

所以，之前的程序雖然沒(méi)有明確聲明構(gòu)造方法，也是可以正常運(yùn)行的。

2．構(gòu)造方法的重載

在Java中，不僅普通方法可以重載，構(gòu)造方法也可以重載。只要構(gòu)造方法的參數(shù)個(gè)數(shù)不同，或是類(lèi)型不同，便可定義多個(gè)名稱(chēng)相同的構(gòu)造方法。這種做法在Java中是常見(jiàn)的。

【例5-14】TestConstruct1.java。

(3)第20行調(diào)用Person類(lèi)中含有兩個(gè)參數(shù)的構(gòu)造方法(newPerson("張三",25))，同時(shí)將姓名和年齡傳到類(lèi)中，分別為各個(gè)屬性賦值。

(4)第21行調(diào)用Person類(lèi)中的talk()方法，并打印信息。

從上述程序可以看出，構(gòu)造方法的基本作用就是為類(lèi)中的屬性初始化，在程序產(chǎn)生類(lèi)的實(shí)例對(duì)象時(shí)，將需要的參數(shù)由構(gòu)造方法傳入，之后再由構(gòu)造方法為其內(nèi)部的屬性進(jìn)行初始化。這是在一般開(kāi)發(fā)中經(jīng)常使用的技巧，但是這里有一個(gè)問(wèn)題是讀者應(yīng)該注意的，請(qǐng)看下面的程序。

【例5-15】TestConstruct2.java?？梢钥闯觯诰幾g程序第20行(Personp=newPerson())時(shí)發(fā)生了錯(cuò)誤，這個(gè)錯(cuò)誤說(shuō)找不到Person類(lèi)的無(wú)參構(gòu)造方法。前面曾經(jīng)提過(guò)，如果程序中沒(méi)有聲明構(gòu)造方法，程序就會(huì)自動(dòng)聲明一個(gè)無(wú)參的且什么都不做的構(gòu)造方法，可是現(xiàn)在卻發(fā)生了找不到無(wú)參構(gòu)造方法的問(wèn)題，這是為什么呢？讀者可以發(fā)現(xiàn)第5～10行已經(jīng)聲明了一個(gè)含有兩個(gè)參數(shù)的構(gòu)造方法。在Java程序中只要明確聲明了構(gòu)造方法，則默認(rèn)的構(gòu)造方法將不會(huì)被自動(dòng)生成。要解決這一問(wèn)題，只需要簡(jiǎn)單修改一下Person類(lèi)即可，可以在Person類(lèi)中明確地聲明一無(wú)參的且什么都不做的構(gòu)造方法。

【例5-16】TestConstruct2.java。 5.8對(duì)?象?的?比?較

對(duì)象間的比較有兩種方式，即“==”運(yùn)算符與equals()方法。“==”操作符用于比較兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)存地址值是否相等，equals()方法用于比較兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)容是否一致。

【例5-17】TestEquals.java。由程序的輸出結(jié)果可以看出，str1不等于str2。有些讀者可能會(huì)問(wèn),str1與str2的內(nèi)容完全一樣，為什么會(huì)不等于呢？程序第5行和第6行分別實(shí)例化了String類(lèi)的兩個(gè)對(duì)象，此時(shí)這兩個(gè)對(duì)象指向不同的內(nèi)存空間，所以它們的內(nèi)存地址是不一樣的。這時(shí)程序中用的是“==”比較，比較的是內(nèi)存地址值，所以輸出str1!=str2。程序第7行將str2的引用賦給str3，這時(shí)就相當(dāng)于str3也指向了str2的引用，這兩個(gè)對(duì)象指向的是同一內(nèi)存地址，所以比較值的結(jié)果是str2==str3。

那么該如何去比較其中的內(nèi)容呢？這就需要采用另外一種方式—equals()方法。

【例5-18】TestEquals1.java。輸出結(jié)果：

str1equalsstr2

str2equalsstr3

可以看出，在程序中將比較方式換成了equals()，而且調(diào)用equals()方法的是String類(lèi)的對(duì)象，所以可知equals()是String類(lèi)中的方法。特別注意：“==”用于比較內(nèi)存地址值，“equals()”用于比較內(nèi)容。

下面兩種String對(duì)象的聲明方式到底有什么不同？

Stringstr1=newString("java");

Stringstr2="java";

下面先來(lái)看一個(gè)例子。

【例5-19】StringDemo.java。圖5-10String對(duì)象的聲明與使用由圖5-10中可以看出，“java”這個(gè)字符串在內(nèi)存中開(kāi)辟一個(gè)空間，而str1與str3又同時(shí)指向同一內(nèi)存空間，所以即使str1與str3是分兩次聲明的，但最終都指向了同一內(nèi)存空間。str2用new關(guān)鍵字來(lái)開(kāi)辟空間，所以單獨(dú)占有自己的一個(gè)內(nèi)存空間。

另外，要注意的是，String對(duì)象的內(nèi)容一旦聲明，就不能輕易改變。如果要改變一個(gè)String對(duì)象的值，第一步要做的是將原有的String引用斷開(kāi)，之后再開(kāi)辟新的內(nèi)存空間，而且如果用new關(guān)鍵字開(kāi)辟String對(duì)象的內(nèi)存空間，則實(shí)際上就開(kāi)辟了兩個(gè)內(nèi)存空間，如圖5-11所示。圖5-11String對(duì)象內(nèi)容的改變 5.9this關(guān)鍵字的使用

1．this的本質(zhì)

在整個(gè)Java的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，this是一個(gè)比較難理解的關(guān)鍵字，它表示當(dāng)前對(duì)象，而所謂的當(dāng)前對(duì)象，就是指調(diào)用類(lèi)中方法或?qū)傩缘哪莻€(gè)對(duì)象。

【例5-20】Person.java。

Person-1.java這段代碼與Person.java的不同之處在于在第7、8行分別加上了this關(guān)鍵字。此時(shí)的和this.age就分別代表類(lèi)中的name與age屬性，這時(shí)再完成賦值操作，就可以清楚地知道誰(shuí)賦值給誰(shuí)。完整的程序代碼如下例所示。

【例5-22】TestJavaThis.java。程序說(shuō)明：

(1)第1～14行聲明了一個(gè)名為Person的類(lèi)。

(2)第5～9行聲明Person類(lèi)的一個(gè)構(gòu)造方法。此構(gòu)造方法的作用是為類(lèi)中的屬性賦初值。為了更好地說(shuō)明this是表示當(dāng)前對(duì)象的，下面再舉一個(gè)例子：判斷兩個(gè)對(duì)象是否相等，在這里假設(shè)只要姓名、年齡都相同就為同一個(gè)人，否則不是同一個(gè)人。程序說(shuō)明：

(1)第1～21行聲明了一個(gè)名為Person的類(lèi)，其中有一個(gè)構(gòu)造方法與一個(gè)比較方法。

(2)第10～20行在Person類(lèi)中聲明了一個(gè)compare方法，此方法接收Person實(shí)例對(duì)象的引用。

(3)第12行比較姓名和年齡是否同時(shí)相等。

(4)第28行由p1調(diào)用compare方法，將p2傳入到compare方法之中,所以在程序中第12行的就代表，this.age就代表p1.age，而傳入的參數(shù)p2則被compare方法中的參數(shù)p表示。

由此不難理解，this表示當(dāng)前對(duì)象這一重要概念，所以程序最后輸出了“相等，是同一人！”的正確判斷信息。

2．用this調(diào)用構(gòu)造方法

如果要在程序中用某一構(gòu)造方法調(diào)用另一構(gòu)造方法，可以用this來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體的調(diào)用形式如下：

this();

【例5-24】TestJavaThis1.java。程序說(shuō)明：

(1)第1～17行聲明一個(gè)名為Person的類(lèi)，類(lèi)中聲明了一個(gè)無(wú)參和一個(gè)有參兩個(gè)構(gòu)造方法。

(2)第12行使用this調(diào)用本類(lèi)中的無(wú)參構(gòu)造方法。

(3)第22行聲明一個(gè)Person類(lèi)的匿名對(duì)象，調(diào)用了有參的構(gòu)造方法。

從上述程序可以看出，在第22行雖然調(diào)用了Person中有兩個(gè)參數(shù)的構(gòu)造方法，但是由于第12行使用了this調(diào)用本類(lèi)中的無(wú)參構(gòu)造方法，所以程序先去執(zhí)行Person中的無(wú)參構(gòu)造方法，之后再去繼續(xù)執(zhí)行其他構(gòu)造方法。如果把this調(diào)用無(wú)參構(gòu)造方法的位置任意調(diào)換，則可以在任何時(shí)候調(diào)用構(gòu)造方法嗎？實(shí)際上這樣理解是錯(cuò)誤的。構(gòu)造方法是在實(shí)例化一對(duì)象時(shí)被自動(dòng)調(diào)用的，也就是說(shuō)在類(lèi)中的所有方法中只有構(gòu)造方法是被優(yōu)先調(diào)用的，所以使用this調(diào)用構(gòu)造方法必須也只能放在構(gòu)造方法的第一行。下面的程序就是一個(gè)錯(cuò)誤的程序。 5.10static關(guān)鍵字的使用

5.10.1靜態(tài)變量

在程序中如果用static聲明變量，則此變量稱(chēng)為靜態(tài)變量。那么什么是靜態(tài)變量呢？使用靜態(tài)變量又有什么好處呢？

【例5-25】TestStaticDemo1.java。輸出結(jié)果：

我是：張三，今年：25歲，來(lái)自：中國(guó)

我是：李四，今年：30歲，來(lái)自：中國(guó)

我是：王五，今年：35歲，來(lái)自：中國(guó)

程序說(shuō)明：

(1)第1～16行聲明一個(gè)名為Person的類(lèi)，含有三個(gè)屬性：name、age、city。

(2)第6～11行聲明Person類(lèi)的一個(gè)構(gòu)造方法，此構(gòu)造方法分別為各屬性賦值。

(3)第12～15行聲明一個(gè)talk()方法，此方法用于返回用戶信息。

(4)第21～23行分別實(shí)例化三個(gè)Person對(duì)象。

(5)第24～26行分別調(diào)用類(lèi)中的talk()方法輸出用戶信息。

由上面的程序可以發(fā)現(xiàn)，所有的Person對(duì)象都有一個(gè)city屬性，而且所有的屬性也全部相同，如圖5-12所示。圖5-12static變量?jī)?nèi)存示意圖讀者可以試著想一想，現(xiàn)在假設(shè)程序產(chǎn)生了50個(gè)Person對(duì)象，如果想修改所有人的city屬性，那么是否就要調(diào)用50遍city屬性進(jìn)行重新修改呢？顯然這樣太麻煩了。在Java中提供了static關(guān)鍵字，用它來(lái)修飾類(lèi)的屬性后，則此屬性就是公共屬性。將TestStaticDemo1.java程序稍作修改就形成了TestStaticDemo2.java，如下所示。

【例5-26】TestStaticDemo2.java。程序說(shuō)明：

(1)第1～15行聲明一個(gè)名為Person的類(lèi)，含有三個(gè)屬性：name、age、city。其中，city為static類(lèi)型

(2)第6～10行聲明Person類(lèi)的一個(gè)構(gòu)造方法，此構(gòu)造方法的作用是分別為name、age屬性賦值。

(3)第11～14行聲明一個(gè)talk()方法，此方法用于返回用戶信息。

(4)第20～22行分別實(shí)例化三個(gè)Person對(duì)象。

(5)第23～25行分別調(diào)用類(lèi)中的talk()方法，輸出用戶信息。

(6)第28行修改了p1中的city屬性。從上面的程序中可以發(fā)現(xiàn)，程序只在第28行修改了city屬性，而且只修改了一個(gè)對(duì)象的city屬性，但再次輸出時(shí)，發(fā)現(xiàn)全部對(duì)象的city值都發(fā)生了一樣的變化，這就說(shuō)明了用static聲明的屬性是所有對(duì)象共享的，如圖5-13所示。圖5-13static變量的使用從圖5-13中可以看出，所有的對(duì)象都指向同一個(gè)city屬性，只要其中有一個(gè)對(duì)象修改了city屬性的內(nèi)容，則所有對(duì)象都會(huì)被同時(shí)修改。

另外，需要注意一點(diǎn)，用static方式聲明的屬性也可以用類(lèi)名直接訪問(wèn)。例如，要想修改city屬性中的內(nèi)容，則可以用如下方式：

Person.city="美國(guó)";

所以有些書(shū)上也把用static類(lèi)型聲明的變量稱(chēng)為“類(lèi)變量”。既然static類(lèi)型聲明的變量是所有對(duì)象共享的內(nèi)存空間，也就是說(shuō)無(wú)論最終有多少個(gè)對(duì)象產(chǎn)生，也都只有一個(gè)static類(lèi)型的屬性，那么可不可以用它來(lái)計(jì)算類(lèi)到底產(chǎn)生了多少個(gè)實(shí)例對(duì)象呢？讀者可以想一想，只要一個(gè)類(lèi)產(chǎn)生一個(gè)新的實(shí)例對(duì)象，就都會(huì)去調(diào)用構(gòu)造方法，所以可以在構(gòu)造方法中加入一些計(jì)數(shù)操作，如下面的程序：5.10.2靜態(tài)方法

static既可以在聲明變量時(shí)使用，也可以用其來(lái)聲明方法。用它聲明的方法有時(shí)被稱(chēng)為“類(lèi)方法”。

【例5-27】TestStaticDemo4.java。程序說(shuō)明：

(1)第1～19行聲明一個(gè)名為Person的類(lèi)，類(lèi)中含有一個(gè)static類(lèi)型的變量city，并對(duì)此對(duì)象進(jìn)行了封裝。

(2)第15～18行聲明一個(gè)static類(lèi)型的方法，此方法也可以用類(lèi)名直接調(diào)用，用于修改city屬性的內(nèi)容。

(3)第32行由Person調(diào)用setCity()方法，對(duì)city的內(nèi)容進(jìn)行修改。

在使用static類(lèi)型聲明方法時(shí)需要注意的是，如果在類(lèi)中聲明了一個(gè)static類(lèi)型的屬性，則此屬性既可以在非static類(lèi)型的方法中使用，也可以在static類(lèi)型的方法中使用。但用static類(lèi)型的屬性調(diào)用非static類(lèi)型的屬性時(shí)，會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

【例5-28】PersonStatic.java。5.10.3main()方法

在前面的章節(jié)中已經(jīng)介紹，如果一個(gè)類(lèi)要被Java解釋器直接裝載運(yùn)行，那么這個(gè)類(lèi)中必須有main()方法。

由于Java虛擬機(jī)需要調(diào)用類(lèi)的main()方法，所以該方法的訪問(wèn)權(quán)限必須是public，又因?yàn)镴ava虛擬機(jī)在執(zhí)行main()方法時(shí)不必創(chuàng)建對(duì)象，所以該方法必須是static的。該方法接收一個(gè)String類(lèi)型的數(shù)組參數(shù)，該數(shù)組中保存執(zhí)行Java命令時(shí)傳遞給所運(yùn)行的類(lèi)的參數(shù)。

向Java中傳遞參數(shù)可用如下命令：

java類(lèi)名稱(chēng)參數(shù)1參數(shù)2參數(shù)3

通過(guò)運(yùn)行下面的程序可了解如何向類(lèi)中傳遞參數(shù)以及程序又是如何取得這些參數(shù)的。

【例5-29】TestMain.java。運(yùn)行程序：

javaTestMainfirstsecond

輸出結(jié)果：

first

second

程序說(shuō)明：

(1)程序第14行判斷輸入?yún)?shù)的個(gè)數(shù)是否為兩個(gè)參數(shù)，如果不是，則退出程序。

(2)所有接收的參數(shù)都被存放在args[]字符串?dāng)?shù)組中，用for循環(huán)輸出全部?jī)?nèi)容。5.10.4靜態(tài)代碼塊

一個(gè)類(lèi)可以使用不包含在任何方法體中的靜態(tài)代碼塊，當(dāng)類(lèi)被載入時(shí)，靜態(tài)代碼塊被執(zhí)行，且只執(zhí)行一次。靜態(tài)代碼塊經(jīng)常用來(lái)進(jìn)行類(lèi)屬性的初始化。

【例5-30】TestStaticDemo5.java。程序說(shuō)明：

(1)第1～12行聲明一個(gè)名為Person的類(lèi)。

(2)第8～11行聲明一個(gè)靜態(tài)代碼塊，此代碼塊放在Person類(lèi)中。

(3)第15～18行在類(lèi)TestStaticDemo5中也聲明一靜態(tài)代碼塊。

(4)第22、23行分別產(chǎn)生了兩個(gè)Person類(lèi)的匿名對(duì)象。

從程序運(yùn)行結(jié)果中可以看出，放在TestStaticDemo5類(lèi)中的靜態(tài)代碼塊首先被調(diào)用，這是因?yàn)槌绦蚴紫葓?zhí)行TestStaticDemo5類(lèi)，所以此程序的靜態(tài)代碼塊會(huì)首先被執(zhí)行。程序在22、23行產(chǎn)生了兩個(gè)匿名對(duì)象，Person類(lèi)中的靜態(tài)代碼塊只執(zhí)行了一次，而且靜態(tài)代碼塊優(yōu)先于靜態(tài)方法，由此可以發(fā)現(xiàn)，靜態(tài)代碼塊可以為靜態(tài)屬性初始化。案例2static成員變量和實(shí)例變量的區(qū)別

【案例描述】

用程序模擬趙莊和李莊兩個(gè)村莊，這兩個(gè)村莊共用一口水井。

【代碼與注釋】 5.11構(gòu)造方法的私有

方法依實(shí)際需要，可分為public與private。同樣地，構(gòu)造方法也有public與private之分。到目前為止，所使用的構(gòu)造方法均屬于public，它可以在程序的任何