《Java程序设计基础》第5章：类与对象.ppt

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1、第5章 类与对象,学习重点：类的定义方法是如何成为对象的对外接口的类的实例化Java Application的基本结构,本章逻辑结构,5.1 对象的实现 对象的结构 对象和类的关系 类的定义 对象的创建 程序结构及使用对象的成员 修饰符 再谈方法 对象间的赋值 构造函数 对象有效范围和废物回收 5.2 Java 应用程序的结构 应用程序结构 命令行参数 5.3 练习题,5.1 对象的实现,在面向对象的思想中，任何实体都看做对象。对象是通过对实体进行抽象得到的，它并不要求能面面俱到地反映一个实体，它只抽象出程序中用到的一些东西。但这个所谓的对象和程序中的什么样的结构相对应？程序是如何实现对象的呢

2、？这一节将解释这些内容。,5.1.1 对象的结构,程序中的对象是一个固定结构，它是由属性和方法组合在一起形成的。属性是实体的一些特征值或组件，方法用来表示实体的功能和动作，即它能进行什么操作，能产生什么动作。我们拿一台电力磨面机为例，说明程序中对象的结构。,磨面机有许多特征值，它也有许多组件，所有这些东西，如果程序需要的话，就用某个名称来代表它，形成属性，它们的值就是属性值，不同的属性可能属于不同的类型，例如：,float weight;/重量 float power;/功率 Electromotor electromotorA;/一个电机 其中，weight和power都是浮点型，而elec

3、tromotorA是Electromotor类型，它既是miller的一个属性，又是一个对象，且这个对象Electromotor类的一个实例，它也有自己的属性和 方法。,磨面机的功能就是磨面，我们就用一个方法来表示它，可取名为milling。我们把磨面看成是一个方法，其输入是wheat，输出是flour。属性和方法都放入一个整体的结构中，就形成了一个对象，可取名为millerA。millerA的属性和方法可以总结到下图中。,面向对象方法就是把任何事物都看做对象，都抽象成类似上面的一种结构。那么为什么要这样思考问题呢？,有了对象结构，外界就不能直接修改对象的属性，需要修改时必须通过对象的方法来间

4、接操作，对象通过自己的方法把自己的属性封装了起来，它与外界的联系都是通过方法来实现的,5.1.2 对象和类的关系,事实上，类与对象的关系如同图纸和实体一样。假设一个程序就是一台机器，它由许多零件组成，对象就相当于机器的一个个零件，类相当于不同零件的图纸。一台机器的制造是先画图纸，然后按照图纸制造零件，最后组装机器。Java程序也是这样，先定义一个个类，再按照类的模式建造对象(这一步称为类的实例化)，最后用对象来完成程序功能。,5.1.3 类的定义,类的定义格式如下：修饰符 class 类名 extends 父类名 implements 接口名1，接口名2，类属性声明；类方法声明；其中以 括起的

5、内容表示定义时可以没有。以大括号括起的内容称类体，之前部分称类头，修饰符 class 类名 extends 父类名 implements 接口名部分就是类头。,1.类头说明,类头中关键词class表示类定义的开始，后面紧跟的是类名。修饰符用来说明类的特殊性质，如前面程序中的public等。关键词extends表示该类是个子类，它的父类名紧跟在extends后。关键词iplements表示该类实现了哪些接口，后面就是接口名。,2.类体说明,类体的说明包括两部分：属性说明和方法说明属性说明的格式如下：修饰符 变量的数据类型 变量名=初始值;/类属性为简单变量时修饰符 类名 对象名=new 类名(参

6、数列表);/类属性为对象时,类属性是简单变量时，这个变量可以不赋初值(这点和方法中的变量不同)，这时它将被置为该数据类型的默认值。类属性为对象时，定义中的类名一定是另一个类，后面的对象就是该类名的实例。new 类名(参数列表)是指创建该对象，如果没用new，该句只说明了这个属性是某个类的对象，而并没有创建它。,5.1.4 对象的创建,要使用某一个类所定义的属性或方法时，必须先定义并创建这个类的一个对象，并用对象调用属性或方法，而不能直接用类去调用属性和方法。,定义对象的目的是声明某个对象属于某个类。创建对象是指在内存中按照类的模式开辟了一块区域，把属性和方法放到了这个区域中，系统这才可以从内存

7、中调用它们。,定义对象的格式如下：类名 对象名，对象名，；例如：Car myCar1,myCar2,myCar3;,创建对象称为类的实例化，它的格式如下：对象名=new 类名();例如：myCar1=new Car();/创建对象myCar1,如果定义和创建对象放在同一个语句，格式如下：类名 对象名=new 类名();例如：Car myCar4=new Car();/定义并创建对象myCar4把几个同类对象的定义和初始化放到一个句子中，格式如下：类名 对象名1=new 类名()，对象名2=new 类名();例如：Car myCar1=new Car(),myCar2=new Car(),myC

8、ar3=new Car();这两个语句的意思是在内存中按类Car的格式开辟一个空间，其中既有属性空间又有方法空间，同类的不同对象占有不同的内存空间，它们互不干扰。,我们来比较一下简单数据类型、数组和对象创建后在内存中的不同,a是简单数据类型，只要定义后就在内存中开辟了一定的空间。b是数组的内存空间，数组是以对象的形式存在，所以以关键词new来创建，它在内存中开辟连续的大小相同的空间，每个内存空间的大小对应于所定义的简单数据类型。c是对象的内存空间，从图上可以看出对象也只是一种复杂的数据类型，它用不同数的bit存放不同的属性，再用不同数的bit来存放它的不同方法，由此组成一个内存段，内存段中的格

9、式依据类的定义。,5.1.5 程序结构及使用对象的成员,这里有一个类的定义，只有一个属性：a，还有两个方法分别用设置和获取属性a的值。例5.1A 对象的创建和使用一public class SimpleClass/类的定义private int a;/属性public int getAttribute()/获取属性的方法return a;public void setAttribute(int x)/设置属性值的方法 a=x;,现在我们就用另一个类来创建上面类的对象，并使用该对象。,例5.1B 对象的创建和使用二public class UseSimpleClasspublic static

10、void main()SimpleClass object1=new SimpleClass();/创建对象object1object1.setAttribute(9);/使用对象的方法prt(Object1.getAttribute(9);/把对象的方法作为参数 传递给方法prt()static void prt(String s)System.out.println(s);,对象的使用就是指使用对象的成员(属性和方法)，如果要使用对象的属性和方法采用这样的结构：对象名.成员，其中的“.”代表调用。例如：上面程序中的object1.setAttribute(9)就是调用对象object1的方

11、法setAttribute()，并把9作为形参。用“.”可以进行多层调用例如：如果一个对象a的属性还是一个对象，名为b，b有一个方法c()，当使用这个方法时，应为：();。如果层次更多，可能会有这样的现象：();。,5.1.6 修饰符,在定义类、属性和方法时，都要用到修饰符。修饰符位于语句的最前端，与后面的关键词以空格分隔，如果有多个修饰符，也同样以空格分隔。格式如下：修饰符1 修饰符2 修饰符n class 类名 修饰符1 修饰符2 修饰符n 数据类型 属性名;修饰符1 修饰符2 修饰符n 返回值类型 方法名(形参)修饰符有：访问控制符，static，abstract和final等,1.访问

12、控制符,包是一种类的集合，集合中的类并不需要有严格的某种关系，如继承等，只是为了更容易地管理已存在的类而放到同一个包中。,类访问控制符,类访问控制符：public（公共类）和默认（friendly）一个类被定义为公共类，表示它能被其他所有的类访问和引用 一个类定义为友好类(即没有加访问控制符)，表示该类只能被同一个包中的类访问和引用，而不可以被其他包中的类访问或使用,属性和方法的访问控制符,属性和方法的控制符：publicprivateprotectedprivate protected默认,public修饰的属性和方法就是公共属性和公共方法 private成为私有访问控制符，经它修饰的属性和

13、方法只能被该类自身所访问或调用，而不能被其他类(包括该类的子类)访问或调用。要想访问该属性必须通过能得到该属性值的方法，如果该类中没有这样的方法，那这个属性将只能被这个类使用。例如：public class Car/定义一个公共类Carprivate int engineNumber;/定义私有属性发动机序列号：engineNumberpublic getEngineNumber()/定义公共方法来给出发动机序列号return engineNumber;/返回发动机序列号,protected称为保护访问控制符，它修饰的属性和方法比private修饰的有较大的可见域，它可以被同一个包中的其他类、

14、不同包中该类的子类以及该类自身访问和引用。private protected称为私有保护访问控制符，经它修饰的属性和方法可以被该类自身和该类的子类访问和引用，不管子类是否在那个包中。默认访问控制符表示没有访问控制符的属性和方法，具有包内访问性，只能被同一个包中的其他类访问或引用，不在同一个包中的类不能访问它。,2.关键词static,实际中有很多时候，需要用类直接调用类的方法或属性。Java中用关键词static(静态的)来实现这一功能，static只能修饰属性和方法。原因：static修饰的属性和方法在类加载内存时就开辟了内存空间。,例5.2 静态变量的使用,程序代码如果改变一个类的静态属性

15、值，那么所有这个类的对象的该属性也发生同样的变化，而改变一个对象的非静态属性值，不会对其他同类对象造成影响。,3.其他修饰符,abstract，final 抽象修饰符abstract可以修饰类和方法。final是最终修饰符，它可以修饰类、属性和方法以及自变量。volatile，synchronized volatile一般用于修饰属性，synchronized用于修饰方法或一个代码段。native native是用来修饰方法的，它表示该方法不是用Java语言写成的(通常是C，C+和汇编语言等)，它要通过JNI(Java Native Interface)来与Java程序连接。,native定义

16、方法的格式如下：native 返回值类型 方法名(形参)；,例：class HelloWorld public native void displayHelloWorld();/定以一个native方法 public static void main(String args)new HelloWorld().displayHelloWorld();其中方法displayHelloWorld()是由C语言写成,4.多个修饰符一起使用,多数情况下，多个修饰符可以同时修饰一个目标(方法、属性、类等)，例如：public abstract class Car 但有些时候修饰符间的意义是相斥时就不能放到

17、一起修饰，例如：abstract不能与final共同修饰同一个类。abstract不能与private，static，final和native共同修饰同一个方法。abstract类中不能有私有属性或方法。private protected是一个修饰符。,5.1.7 再谈方法,例5.3 非静态方法的使用程序代码由于main()方法是程序的入口，一般在main()方法内创建自身类的对象。在其他方法中创建自身类的对象时，如果方法不是静态的就会出错。,例5.4 方法中传递对象,程序代码传递对象时只是传递了对象的地址，因此在其他方法中对形参对象的修改表现为原对象成员的改变。,5.1.8 对象间的赋值,对

18、象间赋值只是把一个对象的地址给了另一个对象名，相当于给这个对象取了一个别名而已。例如：对象赋值：假设a、b都是类Class的两个对象。b=new Class();a=b;a和b都对应内存中同一个地址,例5.5 对象间赋值,程序代码程序的结果可以看到，不管改动哪一个对象的属性，另一个也会改变。,5.1.9 构造函数,我们先来讲一下为什么需要构造函数。假设在创建Car类的对象myCar1，myCar2和myCar3时，希望它们在创建时就有不同的颜色，那我们在创建对象的同时，对对象的颜色这个属性进行赋值，不然，它的值将是空。要对属性赋初始值就要用到构造函数。,构造函数有以下几个特点：,由于构建函数的

19、名字必须与类名完全相同，所以方法首字母小写的推荐规则并不适用于构建函数。构造函数是给对象赋初值，所以没有返回值，但不需要用void来指明这一点。构造函数不能被程序显式调用，即读者不应该企图像其他方法一样地使用构造函数。构造函数可以在类中由编程者定义，如果编程者没有定义，系统将自动生成一个构造函数，来完成对象创建时的初始化工作，但这个构造函数只是一个有着和类名相同名字的空方法，属性将被赋予该数据类型的默认值。这样我们也明白了简单数据类型在作为对象的属性时可得到默认值，而作为自变量时必须初始化。构造函数可以通过重载(关于重载将在下一章讲述)实现不同的初始化方法，在这里只需知道重载是指几个同名的方法

20、有不同个数或同个数不同类型的形式参数，调用时根据与之相对应的实际参数来决定调用哪一个方法。,例5.6 构造函数,这个例子中定义了一个类为Cat，它有两个构造函数，然后我们在另一个类中用不同的构造函数创建Cat类的两个对象，并且，这两个对象被创建时就有不同的属性值：颜色和重量。程序代码,静态初始化器,它只对类进行初始化而不是对象，因此它操作的一定是类的静态属性。它是在该类加载内存时系统自动调用的。它的格式也很特别，就是用static引导一对大括号，大括号内就是对属性初始化的语句组。例如：static myCarMaxSpeed=150;,例5.7 静态构造器的使用,这个程序中用一个静态初始化器给

21、一个变量赋初值，然后每创建一个对象，它的值就加一，这样所有这个类的对象就可以有一个序列号。程序代码,5.1.10 对象有效范围和废物回收,Java本身提供了对象无用时自动清除的功能，同时它也提供了一个自动拉圾箱的方法，在清除对象时被调用 例如：Protected void finalize()close();,在Java里，收集和释放内存是一个叫自动废品回收站的线程的责任。例如：Strings;/没有分配内存 s=new String(“abcdefg”)/分配内存 s=“hijklmn”/重新分配内存(创建新对象),5.2 Java 应用程序的结构,5.2.1 应用程序结构例5.8 对程序J

22、udgementAndOutput.java的修改一 程序代码这段程序将输入与判断输出分成两个方法，分别进行定义,例5.9 对程序JudgementAndOutput.java的修改二,程序代码上例由两个文件组成,例5.10 对程序JudgementAndOutput.java的修改三,程序代码上例中用类的嵌套，即在一个类中定义一个或多个类中类,由于类的实例化都是在方法的定义中，而且只需一个语句，因此我们看到的Java 应用程序是由类的定义构成的，其中有一个类含有main()方法，每个public类占有一个.java文件，一个程序可能含有多个文件，所以源程序的结构应如下：,文件1：import

23、；public class 类名11 public static void main(String args)class 类名12文件2：import；public class 类名21 class 类名22文件n：import；public class 类名n1 class 类名n2 Java程序的多个类中一个类是含有main()方法的，我们称它为主类，程序就是从main()方法开始执行。,例5.11 直接引用其他.java文件定义的类,我们已经有了Input这个类(指的是public修饰的那个Input类)，它能完成特定的功能，我们只要知道它的运行条件(如是否需要输入参数)和它的输出结果就

24、能在其他程序中使用它。程序代码这个例子用来判断输入的字母代表哪个方向，用到Input类中的方法获取输入的字母。,5.2.2 命令行参数,所谓的命令行参数是指在命令行中执行某个Java程序时直接将一些参数发送给程序，通过一些特殊的处理，我们可以在程序中获取这些参数的值，并运用到程序的执行过程中。,例5.12 命令行参数的使用,这个程序用来把命令行的参数相加并输出。程序代码所谓命令行参数是指命令(如java CmdLineParam)以后的参数，它不包含命令本身。,5.3 练 习 题,1.选择题(1)关于对象成员占用内存的说法哪个正确？A.同一个类的对象共用同一段内存B.同一个类的对象使用不同的内

25、存段，但静态成员共享相同的内存空间C.对象的方法不占用内存D.以上都不对,(2)下列说法哪个正确？A.不需要定义类，就能创建对象 B.对象中必须有属性和方法 C.属性必须是简单变量 D.属性可以是简单变量，也可以是一个对象,3.编程实现以下要求：(1)写一个类，它的实例表示从一副牌中打出牌。(2)写一个类，它的实例代表一副牌。(3)利用上面的两个类写一个程序，演示一副牌中所有的牌，结果如下：,Ace of DiamondsTwo of DiamondsTen of DiamondsJack of DiamondsQueen of DiamondsKing of DiamondsAce of ClubsKing of ClubsAce of HeartsKing of HeartsAce of SpadesKing of Spades,