Java程序設(shè)計基礎(chǔ)課件1第4章類與對象

4.1面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計概述面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（ObjectOrientedProgramming，OOP）是一種計算機(jī)編程架構(gòu)。從二十世紀(jì)九十年代開始逐漸成為主流的編程思想，相對于面向過程語言（以C語言為代表），它的抽象程度更高，更接近人類的思維方式。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計以對象為核心。認(rèn)為程序由一系列對象組成，萬事萬物皆對象（EverythingisObject）。類是對現(xiàn)實(shí)世界的抽象。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是一種較為先進(jìn)的程序設(shè)計思想。兩個重要概念：類與對象。三大特征：封裝性、繼承性和多態(tài)性。1．封裝性封裝性有兩種表現(xiàn)形式：一種是類本身，類中封裝了同一類事物所具有的特征（屬性）和行為（方法），另一種是通過訪問權(quán)限修飾符來控制類中哪些成員是否可以被訪問（可見性）。2．繼承性繼承講的是一種程序塊之間的代碼重用性關(guān)系。Java語言中的繼承滿足單繼承關(guān)系。3．多態(tài)性多態(tài)性是指相同的行為（方法），在不同情況下會產(chǎn)生不同形態(tài)的結(jié)果。靜態(tài)多態(tài)和方法重載有關(guān)，在程序編譯階段完成的多態(tài)。動態(tài)多態(tài)和方法重寫有關(guān)，在運(yùn)行階段完成的多態(tài)。4.2類類是組成Java程序的基本要素，一類事物和另外一類事物之間總有本質(zhì)的區(qū)別。類就是用來描述一類事物共同擁有的基本特征（屬性）和行為特征（方法）的復(fù)合體。類也是用來產(chǎn)生具體該類事物(又稱實(shí)例或?qū)ο?的模板。類的定義包括兩部分：類的聲明和類體?；靖袷饺缦拢?[修飾符]class類名{ 類體}訪問權(quán)限修飾符有兩種public和默認(rèn)，用來控制類如何訪問。類體中定義了該類的成員，包括屬性和方法兩部分內(nèi)容，也可以只有一部分或者類體為空。4.2.1屬性概述屬性(又稱為成員變量),是用來描述同一類事物的基本特征，它的定義如下：[修飾符]數(shù)據(jù)類型屬性名;例如：privateintage;修飾符，可以是訪問權(quán)限修飾符（有四種public、protected、默認(rèn)和private），或者類修飾符static，或者最終修飾符final等。static修飾的屬性被稱為類屬性，非static修飾的屬性被稱為實(shí)例屬性。1.方法的聲明方法是用來描述同一類事物的行為特性，方法的定義由兩部分組成：方法聲明和方法體。[修飾符]返回數(shù)據(jù)類型方法名（[參數(shù)列表]）{

方法體

[return語句]}例如方法1： publicintadd(inta,intb){

returna+b;

}或者方法2：

publicvoidadd(inta,intb){

System.out.println(a+b);

}①修飾符，可以是訪問權(quán)限修飾符，或者類修飾符static，或者最終修飾符final等。②返回數(shù)據(jù)類型。如果方法體中有return語句時，return返回的數(shù)據(jù)類型即是返回數(shù)據(jù)類型。如果方法體中沒有return語句時，該返回數(shù)據(jù)類型用void來替代。③方法名，要求符合標(biāo)識符的定義，最好滿足“駝峰式”編碼規(guī)則，即首字符小寫，遇到新單詞時，單詞首字符大寫，如:getName()，setAge()等。④參數(shù)列表，為可選項。如果括號中為空，該方法稱為無參方法；如果有參數(shù)列表時，該方法稱為有參方法，需要滿足的格式為:(參數(shù)類型1參數(shù)名1,參數(shù)類型2參數(shù)名2...參數(shù)類型n參數(shù)名n)，參數(shù)列表中的參數(shù)也叫做形參。參數(shù)類型和參數(shù)名稱之間需要有空格，參數(shù)和參數(shù)之間用逗號分隔。2.方法的調(diào)用方法需要先聲明，后調(diào)用。方法是通過方法名和參數(shù)列表來調(diào)用的。例如方法1中：inti=add(2,3);按照參數(shù)的位置，把2賦值給參數(shù)a，把3賦值給參數(shù)b。因為方法1有返回結(jié)果，可以用變量接收方法返回的結(jié)果。參數(shù)調(diào)用時傳遞給形參的參數(shù)叫做實(shí)參。例如方法2中：add(2,3);同樣按照參數(shù)的位置傳遞參數(shù)。因為方法2沒有返回結(jié)果，這個時候如果非要用變量來接收的話，就會出現(xiàn)編譯錯誤。4.2.3創(chuàng)建類【例4-1】創(chuàng)建人類。01publicclassPerson{02 Stringname;03 intage;04 doubleheight;0506 publicvoidsay(){07 System.out.println("Hello"+name);08 }0910 publicvoidwalk(){11 System.out.println("walk");12 }13}4.3對象類是一個抽象的概念，對象卻是具體的，也稱為類的實(shí)例。4.3.1對象的創(chuàng)建必須先創(chuàng)建類，才可以把類作為模板創(chuàng)建對象。常用創(chuàng)建對象的語法如下：

類名對象名=new構(gòu)造方法([參數(shù)列表]);4.3.2對象的使用創(chuàng)建好對象后，就可以使用該對象來調(diào)用屬性和方法了，語法如下：

對象名.屬性或者對象名.方法()在使用類創(chuàng)建對象以及使用對象時，代碼可以有兩種不同編寫方式：1.在本類中的方法中創(chuàng)建對象并使用，如：Person類的main方法中?！纠?-2】在Person類的方法中創(chuàng)建對象。見教材。2.在其他類的方法中創(chuàng)建對象并使用，通常使用一個測試類Test來驗證另外一個類是否定義正確。【例4-3】在Test類的main方法中調(diào)用Person類創(chuàng)建對象。見教材。特殊用法匿名對象是沒有對象名的對象，只能在創(chuàng)建時使用一次的對象，使用后立刻消亡。new構(gòu)造方法([參數(shù)列表]).方法名();或者new構(gòu)造方法([參數(shù)列表]).屬性;4.3.3構(gòu)造方法每個類中都必須有構(gòu)造方法。構(gòu)造方法的作用有兩個，分別是用來創(chuàng)建對象并對屬性進(jìn)行初始化。屬性初始化時，依然由屬性的類型決定，如age，int類型，默認(rèn)的初始化值為0。構(gòu)造方法有以下幾個基本特征：①構(gòu)成方法的訪問權(quán)限默認(rèn)和類的訪問權(quán)限一致，如類是public公有的，默認(rèn)構(gòu)造方法也是public，當(dāng)然編程人員也可以自行指定；②構(gòu)成方法在定義上沒有返回類型，也不要寫void；③構(gòu)成方法名必須和類名完全一致；④構(gòu)成方法不能直接調(diào)用，只能由內(nèi)存分配符（new）來調(diào)用。構(gòu)造方法常見的幾種錯誤寫法，以Person類為例：①publicvoidPerson(){}程序不會報錯，但它不是構(gòu)造方法，而是一個普通的方法。②publicperson(){}程序會出現(xiàn)編譯錯誤，因為它既不是構(gòu)造方法，也不是普通方法。如果編譯器發(fā)現(xiàn)某個類中有構(gòu)造方法，這時編譯器就不會自動地給這個類增加一個空構(gòu)造方法了?！纠?-4】Person類中有自定義的構(gòu)造方法。見教材。在一個類中定義了多個構(gòu)造方法，只要是參數(shù)列表不同（參數(shù)類型或參數(shù)個數(shù)或參數(shù)位置不同），被稱為構(gòu)造方法的重載。構(gòu)造方法的形式?jīng)Q定如何創(chuàng)建對象。有幾種構(gòu)造方法，就可以通過幾種方式創(chuàng)建對象?！纠?-5】多個構(gòu)造方法的Person類和改進(jìn)的Test類。見教材。4.3.4對象的內(nèi)存分配棧內(nèi)存中用來保存對象名，即該對象在堆內(nèi)存中的首地址。堆內(nèi)存中用來保存對象的屬性，即存儲一個對象的內(nèi)存分配大小主要是由實(shí)例屬性決定。以【例4-5】為例，講解Person對象創(chuàng)建的過程中，內(nèi)存空間的分配過程。4.4變量的種類變量按照其作用范圍（生存周期的長短），可以分三種：局部變量，實(shí)例變量（也稱屬性）和類變量。實(shí)例變量和類變量因為都是在類中，方法外聲明，也被稱為類中的成員變量。4.4.1局部變量在方法內(nèi)定義的變量被稱為局部變量，包括方法的參數(shù)。局部變量只可以作用在定義的方法或者方法內(nèi)的代碼塊中使用，作用范圍在三種變量中最小。局部變量在使用時必須由編程人員初始化【例4-6】局部變量的使用01publicclassDemo4_6{02 publicstaticvoidmain(String[]args){03 inta;04 System.out.println(a);05 for(inti=0;i<3;i++){06 System.out.println(i);07 }08 System.out.println(i);09 }10}4.4.2實(shí)例變量實(shí)例變量也被稱為屬性，是在類中、方法外定義的非static修飾的變量。它是在創(chuàng)建對象時產(chǎn)生，并由系統(tǒng)自動按照變量的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行初始化，隨著對象的消亡而消亡。實(shí)例變量只可以在對象存活時使用，作用范圍在三種變量中居中。實(shí)例變量是每個對象獨(dú)有的變量。每個對象所占內(nèi)存空間的大小主要是由類中的實(shí)例變量決定。實(shí)例變量的使用方式為：對象名.實(shí)例變量(屬性)【例4-7】實(shí)例變量的使用Person類01publicclassPerson{02 Stringname;03 intage;04 doubleheight;05}Test類01publicclassTest{02 publicstaticvoidmain(String[]args){03 Personp1=newPerson();04 System.out.println(+""+p1.age+""+p1.height);05 ="zhangsan";06 p1.age=18;07 p1.height=1.73;08 System.out.println(+""+p1.age+""+p1.height);09 Personp2=newPerson();10 System.out.println(+""+p2.age+""+p2.height);11 }12}4.4.3類變量類變量也被稱為靜態(tài)變量，是在類中、方法外定義的由static修飾的變量。它是在類加載時由系統(tǒng)自動創(chuàng)建，并按照數(shù)據(jù)類型賦初值，而這個時候?qū)ο筮€沒有產(chǎn)生，類變量存放在內(nèi)存中的方法區(qū)，只要類還在內(nèi)存中，類變量就一直存在，所以在三種變量的作用范圍中最大。類變量是讓多個對象共用的變量。類變量的使用方式有三種：①在本類中可以直接通過類變量名直接訪問；②可以通過類名訪問：類名.類變量；③可以通過對象名訪問：對象名.類變量；【例4-8】類變量在本類中的使用01publicclassPerson{02 Stringname;03 intage;04 doubleheight;05 staticStringcountry="china";06 publicstaticvoidmain(String[]args){07 System.out.println(country);//china08 System.out.println(Person.country);//china09 Personp1=newPerson();10 System.out.println(p1.country);//china11 }12}【例4-9】類變量在其他類中的使用01publicclassTest{02 publicstaticvoidmain(String[]args){03 System.out.println(Person.country);//china04 Personp1=newPerson();05 System.out.println(p1.country);//china06 }07}【例4-10】多個對象共用類變量01publicclassTest{02 publicstaticvoidmain(String[]args){03 Personp1=newPerson();04 p1.country="中國";05 Personp2=newPerson();06 System.out.println(p2.country);//中國07 System.out.println(Person.country);//中國 08 }09}4.5方法方法按照是否有static類修飾符，可以分為兩種：實(shí)例方法（簡稱方法）和類方法。實(shí)例方法可以讓多個對象共用的方法，而類方法可以直接訪問，對象是否存在不影響類方法的使用。4.5.1實(shí)例方法和this實(shí)例方法是可以由多個對象共用的方法。重看【例4-2】中的實(shí)例方法的定義，如下：Person類中的say()方法publicvoidsay(){ System.out.println("Hello"+name);}...p1.say();p2.say();...思考：系統(tǒng)如何知道是哪個對象在調(diào)用實(shí)例方法say()呢？解釋：是通過this關(guān)鍵字來區(qū)分是哪個對象調(diào)用的實(shí)例方法，this表示當(dāng)前對象，即方法是哪個對象調(diào)用的，this就指代的是哪個對象。Person類中的say()方法經(jīng)過編譯后補(bǔ)全的代碼如下：publicvoidsay(){ System.out.println("Hello"+);}this.通常情況下會省略。以【例4-2】中say()方法的調(diào)用為例，內(nèi)存圖如下。this的用法有兩種：this.和this()。this.表示當(dāng)前對象，通常可以省略。只有一種情況不可以省略，即實(shí)例變量和局部變量重名時。this()可以完成同一個類中不同構(gòu)造方法之間的調(diào)用，this()必須是構(gòu)造方法中的第一行語句,注釋語句除外?！纠?-11】this.和this()的使用。見教材。說明：雖然調(diào)用了兩次構(gòu)造方法，但是只創(chuàng)建了一個對象。創(chuàng)建對象的數(shù)量由new內(nèi)存分配符調(diào)用的次數(shù)決定。在本例中只調(diào)用了一次new運(yùn)算符，所以只創(chuàng)建了一個對象。4.5.2類方法用static修飾的方法是類方法(又稱靜態(tài)方法)。類方法在內(nèi)存中加載的時間比實(shí)例方法要早，當(dāng)類的字節(jié)碼文件被加載到內(nèi)存時，類方法就被分配了相應(yīng)的入口訪問地址；而實(shí)例方法，只有當(dāng)類創(chuàng)建了對象后，才分配入口地址。無論是類變量還是類方法，其加載的優(yōu)先級都比實(shí)例變量和實(shí)例方法的要高，加載順序如下：類變量>類方法>實(shí)例變量>實(shí)例方法綜上所述，實(shí)例方法可以直接訪問類變量、類方法和實(shí)例變量，但是類方法可以直接訪問類變量，不可以直接訪問實(shí)例變量和實(shí)例方法，但是卻可以通過創(chuàng)建對象后間接訪問實(shí)例變量和實(shí)例方法。類方法的訪問方式與類變量類似，也有三種：①在本類中可以直接通過類方法名訪問；②可以通過類名訪問：類名.類方法名()；③可以通過對象名訪問：對象名.類方法名()；【例4-12】類方法在本類中的使用。見教材。說明：類方法中不可以直接訪問實(shí)例變量，也不能出現(xiàn)this(當(dāng)前對象)或者super(父類對象）?！纠?-13】類方法在其他類中的使用。見教材。4.5.3傳遞參數(shù)在Java語言中，方法傳遞參數(shù)主要有兩種形式：基本數(shù)據(jù)類型的參數(shù)傳值和引用數(shù)據(jù)類型的參數(shù)傳地址。1.傳值方法內(nèi)對參數(shù)的修改，通常不會帶到方法外。除非滿足兩個條件才可以把結(jié)果帶到方法外：①該方法有返回類型②方法外有變量接收該方法的返回結(jié)果?！纠?-14】基本類型參數(shù)的傳值01publicclassTest{02 publicstaticvoidmodify(inta){03 a++;04 System.out.println("modify()中的a:"+a);05 }06 publicstaticvoidmain(String[]args){07 inta=10;08 modify(a);09 System.out.println("main()中的a:"+a);10 }11}【例4-15】基本類型參數(shù)的傳值并返回結(jié)果01publicclassTest{02 publicstaticintmodify(inta){03 a++;04 System.out.println("modify()中的a:"+a);05 returna;06 }07 publicstaticvoidmain(String[]args){08 inta=10;09 a=modify(a);10 System.out.println("main()中的a:"+a);11 }12}2.轉(zhuǎn)地址除了8種基本數(shù)據(jù)類型以外，其他的都是引用數(shù)據(jù)類型。引用數(shù)據(jù)類型包括類、對象、數(shù)組等。方法的參數(shù)如果是引用數(shù)據(jù)類型，在方法調(diào)用時，實(shí)參會把引用（內(nèi)存地址）傳遞給形參。這時，實(shí)參與形參指向同一塊內(nèi)存。即使該方法沒有返回類型，也可以把方法內(nèi)的修改傳遞到該方法外。分別以數(shù)組和Person對象為例，講解引用類型參數(shù)傳遞地址的過程?！纠?-16】引用類型數(shù)組為參數(shù)的傳地址01publicclassTest{02 publicstaticvoidmodify(int[]a){03 a[0]++;04 System.out.println("modify()中的a[0]:"+a[0]);05 }06 publicstaticvoidmain(String[]args){07 int[]a={1,2,3};08 modify(a);09 System.out.println("main()中的a[0]:"+a[0]);10 }11}【例4-17】引用類型Person對象為參數(shù)的傳地址Person類略Test類01publicclassTest{02 publicstaticvoidmodify(Personp){03 ="wangwu";04 }05 publicstaticvoidmain(String[]args){06 Personp=newPerson("zhangsan",18,1.73);07 modify(p);08 System.out.println();09 }10}4.5.4方法重載方法重載的定義規(guī)則如下：①在一個類中（或者具有繼承關(guān)系的父子類中）多個方法名相同；②方法的參數(shù)列表不同。參數(shù)列表主要看參數(shù)的類型是否完全一致，還包括參數(shù)