第3章 Java中的對象與

第3章Java中的對象與類Java語言是純粹的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言。因此，面向?qū)ο笤O計開發(fā)程序的思想，就是Java的核心內(nèi)容。在這一章中，將首先簡單介紹一些面向?qū)ο蟪绦蛟O計的基本理念。在此基礎上，將介紹Java中如何開發(fā)自己的類，以及如何通過類創(chuàng)建對象，并且向大家深入介紹面向?qū)ο蟮闹饕匦浴Ｍ瑫r用最為簡單的例子，來分別向大家介紹如何使用繼承、接口、內(nèi)部類等技術(shù)。3.1面向?qū)ο蟾攀雒嫦驅(qū)ο螅∣bjectOriented簡稱OO）是當今主流的程序設計方式，取代了70年代的“過程化”程序設計。Java是完全面向?qū)ο蟮恼Z言，用其進行面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)是非常方便、高效的。本節(jié)將對面向?qū)ο蟮幕A知識進行簡單地介紹，主要包括面向?qū)ο蟪绦蛟O計思想的誕生、面向過程與面向?qū)ο蟪绦蛟O計思想的對比、面向?qū)ο蠹夹g(shù)的背景和特點等三方面的內(nèi)容。隨著軟件復雜度的提高，以及Internet的迅猛發(fā)展，原先面向過程的軟件開發(fā)方式已經(jīng)很難滿足軟件開發(fā)的需要。針對日趨復雜的軟件需求挑戰(zhàn)，軟件業(yè)界發(fā)展出了面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)模式。目前作為針對軟件危機的最佳對策，OO技術(shù)已經(jīng)引起人們的普遍關(guān)注。3.2類的定義與對象的創(chuàng)建如果一切都是對象，那么是什么決定了某一類對象的外觀與行為呢？答案是“類”。類是構(gòu)造對象的模板或藍圖。如建筑物與設計圖紙的關(guān)系一樣，通過一份設計圖紙，可以建造出很多建筑物，而Java開發(fā)人員在編寫代碼時，實際上是在編寫類代碼，對象只有程序運行時才存在。當創(chuàng)建一個Java程序時，可以通過類聲明來定義類，然后使用類來創(chuàng)建用戶需要的對象。類聲明是用來創(chuàng)建對象模板的抽象規(guī)格說明。在前面的一些章節(jié)中，已經(jīng)編寫過一些簡單的類，只是那些類一般只有main方法。3.3包的使用在實際項目開發(fā)中，往往需要開發(fā)很多不同的類，能否方便高效地組織這些類對項目的開發(fā)與使用具有很重要的意義。Java中提供包將不同類組織起來進行管理，借助于包可以方便地組織自己的類代碼，并將自己的代碼與別人提供的代碼庫分開管理。使用包的重要目的之一就是可以在同一個項目中使用名稱相同的類，假如兩個開發(fā)人員不約而同地建立了兩個相同名字的類，只要將其放置在不同的包中，就不會產(chǎn)生沖突。本節(jié)將從類的放置與導入兩個方面對包及其使用進行介紹，主要包括如下內(nèi)容：（1）聲明創(chuàng)建包（2）引入包內(nèi)的資源3.3.1聲明創(chuàng)建包要想將類放入指定的包中，就必須使用package語句，具體語法如下。package<包名>;聲明創(chuàng)建包必須注意以下幾點：（1）package語句必須放在源文件的最前面，其之前不可以有其他任何語句。（2）每個源文件中最多有一句package語句，因為一個類不可能屬于兩個包，就如同不能把一件衣服同時放進兩個箱子一樣。（3）包名可以是用點“.”分隔的一個序列，如java.lang，這就表示此源文件中的類在java包下的lang子包中。3.3.2引入包內(nèi)的資源當一個類要使用與自己處在同一個包中的類時，直接訪問即可。若要使用其他包中的類就必須使用import語句，基本語法如下。import<包名>.*;import<包名>.類名;1．兩個包中有同名類，但只用到其中一個及其他不同名的類2．兩個包中有同名類，且都要使用3.4類的成員變量和方法類的成員變量和方法是組成類的基本元素。成員變量是用來描述類所抽象出的屬性，而方法則是用來獲取或改變這些屬性的值。在這一節(jié)中，將主要介紹如何聲明和使用類中的成員變量。3.4.1訪問修飾符首先，在了解類的成員變量之前必須先對訪問修飾符有一個大概的了解。在Java程序中，訪問修飾符可以出現(xiàn)在類、成員變量、構(gòu)造方法或方法前，是用來控制訪問權(quán)限的修飾符。Java語言中提供了如下所示四種形式的訪問修飾符。（1）public：（2）private：（3）protect：（4）（default）：3.4.2成員變量定義一個類后，就可以在類體中聲明兩種類的成員，成員變量與成員方法。本節(jié)介紹與成員變量開發(fā)相關(guān)的一些知識，主要包括成員變量的開發(fā)與使用、成員變量的初始值以及對象引用變量的比較等內(nèi)容。成員變量就是類的屬性，類定義中的屬性指定了使一個對象區(qū)別于其他對象的值。比如，學生類的定義中包括年齡、姓名和班級這些屬性，每個對象的這些屬性都有自己的值。所有由類定義建立的對象都共享類的方法，但是，它們都擁有各自屬性變量的副本。3.4.3成員變量的初始值每當創(chuàng)建一個對象后，如果對象有成員變量，則系統(tǒng)會自動為其分配一個初始值。下面將對基本數(shù)據(jù)類型與對象引用類型成員變量分別進行介紹。1．基本數(shù)據(jù)類型成員變量2．對象引用型成員變量3.4.4方法在Java中，對對象的操作由方法來完成。要使一個對象完成某些工作，就要調(diào)用其相應的方法。方法實際上描述的是一個行為，一種功能，決定了一個對象能夠接收什么樣的消息，做出什么反應。方法的基本組成包括：方法的聲明以及方法體，基本語法如下：返回值類型方法名（參數(shù)序列）{方法體}1．參數(shù)序列2．方法體3．返回值類型3.4.5構(gòu)造方法構(gòu)造方法是類中一個特殊的方法。與其他方法不同，構(gòu)造方法主要是用來初始化類，創(chuàng)建類的實例（也就是類的對象，之后會詳細介紹）。構(gòu)造方法的名字和類的名字是相同的。并且沒有返回值類型。在構(gòu)造方法前，只可以使用訪問修飾符public、private及protected。在Java程序中創(chuàng)建一個類，若要讓這個類工作，就必須創(chuàng)建這個類的對象。3.4.6參數(shù)的傳遞同其他的編程語言一樣，既然存在方法，就會有參數(shù)的傳遞。前面介紹過，方法參數(shù)就是方法圓括號內(nèi)的常量值、變量、表達式或函數(shù)。當定義方法時，這時方法中的參數(shù)稱為形式參數(shù)（形參），使用來反映參數(shù)的類型及個數(shù)的；而當我們調(diào)用該方法時，這時的參數(shù)稱之為實際參數(shù)（實參）。通過參數(shù)的傳遞，可以將變量的值傳遞給方法內(nèi)部進行處理，但需要注意的是，在Java中，傳遞的參數(shù)共有如下所示兩種.（1）基本類型參數(shù)：（2）對象引用型參數(shù)：3.5抽象類與接口在之前，已經(jīng)向大家介紹過類的定義與對象的創(chuàng)建。本節(jié)將要介紹Java語言中兩種較為常用的技術(shù)：抽象類和接口。3.5.1抽象類與抽象方法abstract關(guān)鍵字是抽象修飾符，只能用于修飾類和方法。該關(guān)鍵字用來表明所定義的類或方法是未實現(xiàn)的。（1）抽象類：（2）抽象方法：3.5.2接口Java語言中的接口不同于一般的類，通常都稱之為接口類，是用來描述類的功能的。在接口類中，定義了抽象的方法和常量，形成一個屬性集合，該屬性集合代表了一組功能的實現(xiàn)。之在Java語言中，一個類只能繼承一個父類；但是一個類可以實現(xiàn)多個接口，因此使用接口主要是為了實現(xiàn)類似于類的多重繼承功能。接口的聲明需要使用interface關(guān)鍵字來實現(xiàn)。接口聲明的語法格式，如下代碼片斷所示：[public]interface接口名[extends父類接口]{[public][static][final]常量類型 常量名=常量值；[public][abstract]返回類型方法名(參數(shù)列表)[throw異常列表]}3.6final關(guān)鍵字finnal關(guān)鍵字可以用于類、方法、變量前，用來表示該關(guān)鍵字所修飾的類、方法、變量具有不可變的特性。具體情況如下所述。（1）final關(guān)鍵字用于基本數(shù)據(jù)類型變量前：（2）final關(guān)鍵字用于方法聲明前：（3）final關(guān)鍵字用于類名前：3.7類的繼承繼承是兩個類之間的一種關(guān)系。當一個類A繼承了一個已存在的類B后，類A就擁有了類B所有的非private的屬性和方法，但同時，類A中還可以根據(jù)需要，添加新的方法和屬性。簡單的說，繼承就是創(chuàng)建一個新的類，并使這個類復制了一個已經(jīng)存在的類，并在其基礎上進行了擴展。一般會將被繼承的類稱為父類或超類，繼承父類或超類的類稱之為子類。在Java語言中，一個類可以擁有多個子類，但是一個子類只能擁有一個父類。父類實際上是所有子類的公共屬性的集合。而每一個子類則是父類的一個擴展或特殊化。在面向?qū)ο蟮某绦蛟O計中，采用繼承的機制來組織、設計系統(tǒng)中的類，可以使得程序結(jié)構(gòu)清晰、降低編碼和維護的工作量，同時可以提高程序的抽象程度，使之更加接近于人類的思維方式，提高了程序開發(fā)的效率。3.7.1如何定義子類在Java程序中，若要定義子類，就需要使用“extends”關(guān)鍵字。其語法格式如下所示：class子類名extends父類名{//類體：包含屬性和方法}3.7.2方法的覆蓋父類中的方法使用繼承的過程中，可以實現(xiàn)方法的覆蓋。方法的覆蓋只是存在于父類和子類之間。當父類中的一個方法在它的子類中重新獲得定義時，若該方法的方法名、參數(shù)、返回值類型均不變，只有方法體發(fā)生了變化時，就稱子類的方法覆蓋了父類方法。3.7.3this與super關(guān)鍵字本小節(jié)將介紹super關(guān)鍵字與this關(guān)鍵字的相關(guān)知識與用法。1．this關(guān)鍵字2．super關(guān)鍵字3.7.4繼承的層次結(jié)構(gòu)Java語言的繼承關(guān)系中，一個類最多只能有一個父類。但一個父類可以同時擁有多個不同的子類。換句話說，父類實際上是所有子類的公共屬性的集合。而每一個子類則是父類的一個擴展或特殊化。在這里以交通工具這個抽象概念為例，來說明類之間繼承的層次結(jié)構(gòu)。交通工具類是所有交通工具的共同屬性的集合，這些共同屬性包括移動速度、承載人數(shù)、載貨量、所處狀態(tài)等靜態(tài)屬性；同時也包含了啟動、停止、加速、減速、維修等一些動態(tài)的行為方法。在這個基礎上，將交通工具類具體化、特殊化，就會派生出三個子類，包括：陸地交通工具、海上交通工具和空中交通工具三個子類。3.7.4繼承的層次結(jié)構(gòu)3.8static關(guān)鍵字被static修飾的成員與普通的成員有很大的不同，因此本書將其作為一個獨立的概念來處理。static關(guān)鍵字只能修飾成員，只要身份是成員便