第3章类和对象.ppt
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1、面向对象的程序设计第第3章章类类和对象和对象雷擎雷擎对外经济贸易大学信息学院对外经济贸易大学信息学院面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎content3.1面向对象程序设计的概念面向对象程序设计的概念3.2类和对象类和对象3.3内部类内部类3.4对象的初始化和清除对象的初始化和清除3.5包包实验:类的定义和使用实验:类的定义和使用面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎3.1面向对象程序设计的概念面向对象程序设计的概念o面向对象的程序设计面向对象的程序设计n与结构化程序设计方法相比,更符合人类认识与结构化程序设计方法相比,更符合人类认识现实世界的思维方式现实世界的思维方式n已成为程序设计的
2、主流方向已成为程序设计的主流方向n涉及的主要概念涉及的主要概念o抽象抽象o封装封装o继承继承o多态多态面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎1.抽象抽象o忽略问题中与当前目标无关的方面,以便更忽略问题中与当前目标无关的方面,以便更充分地注意与当前目标有关的方面充分地注意与当前目标有关的方面o计算机软件开发中所使用的抽象有计算机软件开发中所使用的抽象有n数据抽象数据抽象(数据和操作结合在一起数据和操作结合在一起)n过程抽象过程抽象(功能划分,隐藏具体实现细节功能划分,隐藏具体实现细节)面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎抽象例子抽象例子1:学生选课学生选课classStudentintst
3、id;Stringstname;classCourseintcoid;Stringconame;inttotal;intrest;Studentstudents;面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎抽象例子抽象例子1:学生选课学生选课o学生学生n数据数据(属性属性)ointstid;oString stname;n方法方法(行为行为)ovoidregisterCourse();ovoidunRegCourse();面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎抽象例子抽象例子2:钟表:钟表o数据数据(属性属性)ninthour;nintminute;nintsecond;o方法方法(行为行为)n
4、voidsetTime();nvoidshowTime();面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎抽象例子抽象例子3:灯:灯o数据数据(属性属性)nbooleanstatus;o方法方法(行为行为)nvoidon();nvoidoff();面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎2.封装封装o是一种信息隐蔽技术是一种信息隐蔽技术o利用抽象数据类型将数据和基于数据的操作利用抽象数据类型将数据和基于数据的操作封装在一起封装在一起o用户只能看到对象的封装界面信息,对象的用户只能看到对象的封装界面信息,对象的内部细节对用户是隐蔽的内部细节对用户是隐蔽的o封装的目的在于将对象的使用者和设计者分封装的目
5、的在于将对象的使用者和设计者分开,使用者不必知道行为实现的细节,只需开,使用者不必知道行为实现的细节,只需使用设计者提供的消息来访问对象使用设计者提供的消息来访问对象面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎封装的定义封装的定义o清楚的边界清楚的边界n所有对象的内部信息被限定在这个边界内所有对象的内部信息被限定在这个边界内o接口接口n对象向外界提供的方法,外界可以通过这些方对象向外界提供的方法,外界可以通过这些方法与对象进行交互法与对象进行交互o受保护的内部实现受保护的内部实现n功能的实现细节,不能从类外访问。功能的实现细节,不能从类外访问。面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎封装例子:钟表
6、封装例子:钟表privateinthour;privateminute;privatesecond;publicvoidsetTime();publicshowTime();面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎封装的意义封装的意义o在面向对象的程序设计中,在面向对象的程序设计中,类类封装了数据及封装了数据及对数据的操作,是程序中的对数据的操作,是程序中的最小模块最小模块o禁止了外界直接操作类中的数据禁止了外界直接操作类中的数据,模块与模,模块与模块之间只能通过严格控制的接口进行交互,块之间只能通过严格控制的接口进行交互,这使得模块之间的偶合度大大降低这使得模块之间的偶合度大大降低o保证了模
7、块具有较好的保证了模块具有较好的独立性独立性,程序维护和,程序维护和修改较为容易修改较为容易面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎3.继承继承o是指新的类可以获得是指新的类可以获得已有类(称为超类、已有类(称为超类、基类或父类)的属性基类或父类)的属性和行为,称新类为已和行为,称新类为已有类的派生类(也称有类的派生类(也称为子类)为子类)o在继承过程中派生类在继承过程中派生类继承了基类的特性,继承了基类的特性,包括方法和实例变量包括方法和实例变量o派生类也可修改继承派生类也可修改继承的方法或增加新的方的方法或增加新的方法,使之更适合特殊法,使之更适合特殊的需要的需要o有助于解决软件的可有助于
8、解决软件的可重用性问题,使程序重用性问题,使程序结构清晰,降低了编结构清晰,降低了编码和维护的工作量码和维护的工作量面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎4.多态多态o一个程序中同名的不同方法共存一个程序中同名的不同方法共存o主要通过子类对父类方法的覆盖来实现主要通过子类对父类方法的覆盖来实现o不同类的对象可以响应同名的消息不同类的对象可以响应同名的消息(方法方法),具体,具体的实现方法却不同的实现方法却不同o使语言具有灵活、抽象、行为共享、代码共享的优使语言具有灵活、抽象、行为共享、代码共享的优势,很好地解决了应用程序方法同名问题势,很好地解决了应用程序方法同名问题面向对象的程序设计对外经
9、济贸易大学 雷擎面向对象程序设计面向对象程序设计o基本组成单位是类基本组成单位是类o程序在运行时由类生成对象,对象是面向对程序在运行时由类生成对象,对象是面向对象程序的核心象程序的核心o对象之间通过发送消息进行通信,互相协作对象之间通过发送消息进行通信,互相协作完成相应功能完成相应功能面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎对象对象o现实世界中现实世界中n万物皆对象万物皆对象n都具有都具有各自的属性,对外界都呈现各自的行为各自的属性,对外界都呈现各自的行为o程序中程序中n一切都是对象一切都是对象n都具有标识都具有标识(identity),属性和行为属性和行为(方法方法)o通过一个或多个变量来保
10、存其状态通过一个或多个变量来保存其状态o通过方法通过方法(method)实现他的行为实现他的行为面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎类类o将属性及行为相同或相似的对象归为一类将属性及行为相同或相似的对象归为一类o类可以看成是对象的抽象,代表了此类对象类可以看成是对象的抽象,代表了此类对象所具有的共有属性和行为所具有的共有属性和行为o在面向对象的程序设计中,每一个对象都属在面向对象的程序设计中,每一个对象都属于某个特定的类于某个特定的类面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎Java中类与对象的关系中类与对象的关系o类是一种复合数据类型,是类是一种复合数据类型,是Java程序的基程序的基本组
11、成要素,描述了一类对象的状态和行为,本组成要素,描述了一类对象的状态和行为,其基本成分包括:其基本成分包括:n成员变量成员变量n成员方法成员方法o类相当于程序中数据类型,对象是一个具体类相当于程序中数据类型,对象是一个具体的变量。的变量。BACK面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎3.2类和对象类和对象o3.2.1类的定义类的定义o3.2.2对象的创建与使用对象的创建与使用o3.2.3类成员变量类成员变量o3.2.4类成员方法类成员方法o3.2.5静态代码块静态代码块o3.2.6访问控制访问控制BACK面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎3.2.1类的定义类的定义o定义形式定义形式pu
12、blicabstract|finalclass类名称类名称 extends父类名称父类名称implements接口名称列表接口名称列表变量成员声明及初始化;变量成员声明及初始化;方法声明及方法体;方法声明及方法体;面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎最简单的类最简单的类classLightclassCircleBACK面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎3.2.2对象的对象的创建创建与与使使用用o变量和对象变量和对象n变量除了存储基本数据类型的数据,还能存储变量除了存储基本数据类型的数据,还能存储对象的引用,用来存储对象引用的变量称为引对象的引用,用来存储对象引用的变量称为引用变量用变
13、量n类的对象也称为类的实例类的对象也称为类的实例面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎创建对象创建对象o创建对象的两个步骤创建对象的两个步骤声明对象名声明对象名分配内存空间分配内存空间面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎对象的声明对象的声明o格式格式类名称类名称变量名称变量名称例如例如Circle是已经声明的类名,则下面语句声明是已经声明的类名,则下面语句声明的变量的变量acircle将用于存储该类对象的引用:将用于存储该类对象的引用:CircleaCircle;o声明一个引用变量时并没有对象生成声明一个引用变量时并没有对象生成面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎分配内存空间分配内存
14、空间o生成实例的格式:生成实例的格式:new()例如:例如:aCircle=newCircle()n其作用是:其作用是:o在内存中为此对象分配内存空间在内存中为此对象分配内存空间o返回对象的引用返回对象的引用(reference,相当于对象的存储,相当于对象的存储地址地址)o变量可以被赋以空值变量可以被赋以空值例如:例如:aCircle=null;面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎类的使用类的使用o格式:格式:对象名对象名.成员成员n成员包括成员方法和成员变量成员包括成员方法和成员变量n例:例:intx=Integer.MAX;System.out.println(Strings);BA
15、CK面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎3.2.3类成员变量类成员变量o声明格式声明格式public|protected|privatestaticfinaltransientvolatile变量数据类型变量数据类型变量名变量名1=变量初值变量初值,变量名变量名2=变量初值变量初值,;面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎类成员变量的分类类成员变量的分类o类成员变量分为两类:类成员变量分为两类:实例变量实例变量o声明时没有声明时没有static修饰修饰类变量(静态变量)类变量(静态变量)o声明时用声明时用static修饰修饰面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎实例变量实例变量o变量声
16、明中没有变量声明中没有static修饰。修饰。o变量所指向的对象必须有创建的步骤变量所指向的对象必须有创建的步骤,如果,如果所属的对象没有被创建,对象就不存在。所属的对象没有被创建,对象就不存在。o所有对象都是实例成员变量。所有对象都是实例成员变量。o引用格式:引用格式:n对象名对象名.实例变量实例变量面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎类的实例变量成员的定义类的实例变量成员的定义classLightbooleanstatus=false;/数据类型数据类型变量名初始化值变量名初始化值classCircleintradius=0;面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎类变量(静态变量)类
17、变量(静态变量)o声明时需加声明时需加static修饰符修饰符o不管类的对象有多少,类变量只存在一份,在整个不管类的对象有多少,类变量只存在一份,在整个类中只有一个值类中只有一个值o类初始化的同时就被赋值类初始化的同时就被赋值o适用情况适用情况n类中所有对象都相同的属性类中所有对象都相同的属性n经常需要共享的数据经常需要共享的数据n系统中用到的一些常量值系统中用到的一些常量值o引用格式引用格式.面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎类变量(静态变量)例子类变量(静态变量)例子classCirclestaticdoublePI=3.1415926535intradius=0;面向对象的程序设计
18、对外经济贸易大学 雷擎Java的类成员变量定义练习的类成员变量定义练习1o用一个类来描述三维空间中的球用一个类来描述三维空间中的球n类名:类名:Balln成员变量:成员变量:球心坐标球心坐标x球心坐标球心坐标y球心坐标球心坐标z半径半径radius颜色颜色colorn定义一个测试类定义一个测试类BallTester,说明两个,说明两个Ball类类型的变量型的变量b1、b2,分别给他们的成员变量赋值,分别给他们的成员变量赋值,并打印出他们的半径。并打印出他们的半径。面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎Java的类成员变量定义练习的类成员变量定义练习2o用一个类来定义银行帐号用一个类来定义银行
19、帐号n类名:类名:BankAccountn成员变量成员变量姓名姓名(ownerName)帐号帐号(accountNumber)余额余额(balance)利率利率(rate)/静态变量静态变量n定义一个测试类定义一个测试类BankAccountTester,说明,说明两个两个BankAccount类的变量类的变量b1、b2,分别,分别给他们的成员变量赋值,分别打印出两个变量给他们的成员变量赋值,分别打印出两个变量的各成员变量的各成员变量面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎比较实例变量和静态变量的访问比较实例变量和静态变量的访问o在例在例1和例和例2的测试类中:的测试类中:n分别在创建对象之前
20、,使用类名来访问实例变分别在创建对象之前,使用类名来访问实例变量和静态变量,如量和静态变量,如BallTester.color等等n分别在创建对象之后,使用类名来访问实例变分别在创建对象之后,使用类名来访问实例变量和静态变量,如量和静态变量,如BallTester.color等等n比较结果,观察现象比较结果,观察现象BACK面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎3.2.4类类成员成员方法方法o成员方法成员方法n定义类的行为定义类的行为o一个对象能够做的事情一个对象能够做的事情o我们能够从一个对象取得的信息我们能够从一个对象取得的信息n类里可以不定义成员方法,也可以定义多个;类里可以不定义成员
21、方法,也可以定义多个;一旦在类中声明了方法,它就成为了类声明的一旦在类中声明了方法,它就成为了类声明的一部分一部分o成员方法分为实例方法和类方法成员方法分为实例方法和类方法面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎方法成员方法成员声明声明o声明格式声明格式public|protected|privatestaticfinalabstractnativesynchronized返回类型返回类型方法名方法名(参数列表参数列表)throwsexceptionList方法体方法体面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎类成员方法的分类类成员方法的分类o类成员方法分为两类:类成员方法分为两类:实例方法实例
22、方法o声明时没有声明时没有static修饰修饰类方法(静态方法)类方法(静态方法)o声明时用声明时用static修饰修饰面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎实例方法实例方法o方法声明中没有方法声明中没有static修饰。修饰。o实例方法表示特定对象的行为实例方法表示特定对象的行为。在使用实例。在使用实例方法之前,必须实例化类,即必须创建引用方法之前,必须实例化类,即必须创建引用变量指向的对象,通过对象来引用。如果对变量指向的对象,通过对象来引用。如果对象没有被创建,则方法就不能调用。象没有被创建,则方法就不能调用。o引用格式:引用格式:n对象名对象名.实例方法实例方法面向对象的程序设计对外
23、经济贸易大学 雷擎常用的实例方法常用的实例方法oset方法和方法和get方法方法nset()是给属性赋值的方法,是给属性赋值的方法,get()是取得属性是取得属性值的方法。值的方法。n在在java程序中成员属性一般用程序中成员属性一般用private限制访限制访问,不允许直接属性直接操作,只能通过问,不允许直接属性直接操作,只能通过set()和和get()访问,使得访问,使得java程序具有很好的封装程序具有很好的封装性和安全性。性和安全性。面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎例:例:set方法的定义方法的定义publicclassCircledoubler=0;/成员变量成员变量Stri
24、ngcolor=“white”;/成员变量成员变量publicvoidsetR(doublenum)r=num;/给给r赋值为参数赋值为参数num的值的值publicvoidsetColor(Stringstr)color=str;/给给color赋值为参数赋值为参数str的的值值面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎例:例:set方法的引用方法的引用publicclassCircleTesterpublicstaticvoidmain(Stringstr)Circlec1,c2;c1=newCircle();/创建对象创建对象c1.setR(3);c1.setColor(“red”);c2
25、=newCircle();/创建对象创建对象c2.setR(5);c1.setColor(“blue”);面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎例:例:get方法的定义方法的定义publicclassCircleprivatedoubler=0;/成员变量成员变量privateStringcolor=“white”;/成员变量成员变量publicdoublegetR()returnr;/返回属性返回属性r的值的值publicStringgetColor()returncolor;/返回返回color的值的值面向对象的程序设计对外经济贸易大学 雷擎例:例:get方法的引用方法的引用public
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