第2章 类与对象的基本概念(精品).ppt
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1、Java语言程序设计(第2版)1第 2 章类与对象的基本概念清华大学 郑 莉Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学2目录2.1面向对象的程序设计方法概述2.2类与对象2.3对象初始化和回收2.4枚举类型2.5应用举例2.6UML简介2.7注解2.8本章小节Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学32.1 面向对象的程序设计方法概述(续)面向对象的程序设计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已成为程序设计的主流方向涉及的主要概念抽象封装继承多态Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学4对象现实世界中万物皆对象都具有各自的属性,对外界都呈现各自的行为程序中
2、一切都是对象都具有标识(identity),属性和行为(方法)通过一个或多个变量来保存其状态通过方法(method)实现他的行为2.1 面向对象的程序设计方法概述(续)Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学5类将属性及行为相同或相似的对象归为一类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,2.1 面向对象的程序设计方法概述(续)Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学6结构化程序设计通常由若干个程序模块组成,每个程序模块都可以是子程序或函数数据和功能分离,代码难于维护和复用面向对象程序设计基本组成单位是类程序在
3、运行时由类生成对象,对象是面向对象程序的核心对象之间通过发送消息进行通信,互相协作完成相应功能2.1 面向对象的程序设计方法概述(续)Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学72.1.1 抽象抽象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例:钟表数据(属性)intHour;intMinute;intSecond;方法(行为)SetTime();ShowTime();2.1 面向对象的程序设计方法概述Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学82.1.2 封装封装是一种信息隐蔽技术利用抽象数据类型将数据和基于数据的操作封装在一起用户只能看到对象的封装界面信息,
4、对象的内部细节对用户是隐蔽的封装的目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,只需使用设计者提供的消息来访问对象2.1 面向对象的程序设计方法概述Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学9封装的定义清楚的边界所有对象的内部信息被限定在这个边界内接口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受保护的内部实现功能的实现细节,不能从类外访问。2.1.2 封装(续)2.1 面向对象的程序设计方法概述Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学102.1.3 继承继承是指新的类可以获得已有类(称为超类、基类或父类)的属性和行为,称新类为已有类的派生类(也称为子
5、类)在继承过程中派生类继承了基类的特性,包括方法和实例变量派生类也可修改继承的方法或增加新的方法,使之更适合特殊的需要有助于解决软件的可重用性问题,使程序结构清晰,降低了编码和维护的工作量2.1 面向对象的程序设计方法概述Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学11单继承任何一个派生类都只有单一的直接父类类层次结构为树状结构多继承一个类可以有一个以上的直接父类类层次结构为网状结构,设计及实现比较复杂Java语言仅支持单继承2.1.3 继承(续)2.1 面向对象的程序设计方法概述Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学122.1.4 多态多态一个程序中同名的不同方法共存主要通过子类对
6、父类方法的覆盖来实现不同类的对象可以响应同名的消息(方法),具体的实现方法却不同使语言具有灵活、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2.1 面向对象的程序设计方法概述Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学13类与对象在程序中,对象是通过一种抽象数据类型来描述的,这种抽象数据类型称为类(Class)一个类是对一类对象的描述。类是构造对象的模板对象是类的具体实例2.2 类与对象Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学142.2.1 类的声明声明形式publicabstract|finalclass类名称 extends父类名称implements接口名称列
7、表变量成员声明及初始化;方法声明及方法体;2.2 类与对象Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学15关键字class表明其后声明的是一个类。extends如果所声明的类是从某一父类派生而来,那么,父类的名字应写在extends之后implements如果所声明的类要实现某些接口,那么,接口的名字应写在implements之后2.2.1 类的声明(续)2.2 类与对象Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学16修饰符可以有多个,用来限定类的使用方式public表明此类为公有类abstract指明此类为抽象类final指明此类为终结类类声明体变量成员声明及初始化可以有多个方法声明及方
8、法体可以有多个2.2.1 类的声明(续)2.2 类与对象Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学17钟表类public class Clock /成员变量成员变量 int hour;int minute;int second;/成员方法成员方法 public void setTime(int newH,int newM,int newS)hour=newH;minute=newM;second=news;public void showTime()System.out.println(hour+:+minute+:+second);2.2.1 类的声明(续)例2-12.2 类与对象Jav
9、a语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学18变量和对象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用变量类的对象也称为类的实例2.2.2 对象的声明与引用2.2 类与对象Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学19对象的声明格式类名变量名例如Clock是已经声明的类名,则下面语句声明的变量aclock将用于存储该类对象的引用:Clockaclock;声明一个引用变量时并没有对象生成2.2.2 对象的声明与引用(续)2.2 类与对象Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学20对象的创建生成实例的格式:new()例如:aclock=newClock(
10、)其作用是:在内存中为此对象分配内存空间返回对象的引用(reference,相当于对象的存储地址)引用变量可以被赋以空值例如:aclock=null;2.2.2 对象的声明与引用(续)2.2 类与对象Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学21自动装箱拆箱Java5新增特性,基本数据类型的自动装箱拆箱自动装箱Java5之前:Integeri=newInteger(2);Java5:Integeri=3;自动拆箱Java5之前:intj=i.intValue();/i为Integer类型的对象Java5:intj=i;/i为Integer类型的对象2.2.2 对象的声明与引用(续)2.2
11、类与对象Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学222.2.3 数据成员数据成员表示Java类的状态声明数据成员必须给出变量名及其所属的类型,同时还可以指定其他特性在一个类中成员变量名是唯一的数据成员的类型可以是Java中任意的数据类型(简单类型,类,接口,数组)2.2 类与对象Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学23声明格式public|protected|privatestaticfinaltransientvolatile变量数据类型变量名1=变量初值,变量名2=变量初值,;格式说明public、protected、private为访问控制符static指明这是一个静态成
12、员变量final指明变量的值不能被修改transient指明变量是临时状态volatile指明变量是一个共享变量2.2.3 数据成员(续)2.2 类与对象Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学25声明一个表示圆的类,保存在文件Circle.java中。然后编写测试类,保存在文件ShapeTester.java中,并与Circle.java放在相同的目录下publicclassCircleintradius;publicclassShapeTesterpublicstaticvoidmain(Stringargs)Circlex;x=newCircle();System.out.prin
13、tln(x);System.out.println(radius=+x.radius);2.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)例2-2Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学26编译后运行结果如下:Circle26b249radius=0解释默认的toString()返回:getClass().getName()+“”+Integer.toHexString(hashCode()2.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)例2-2的运行结果Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学27声明一个表示矩形的类,保存在Rectangle.java中;编写测试类,保存在ShapeTeste
14、r.java中,二文件保存在相同的目录下publicclassRectangledoublewidth=10.128;doubleheight=5.734;publicclassShapeTesterpublicstaticvoidmain(Stringargs)Circlex;Rectangley;x=newCircle();y=newRectangle();System.out.println(x+y);2.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)例2-3Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学28编译后运行结果如下:Circle82f0dbRectangle92d342解释Circl
15、e及Rectangle类对象的状态如图2.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)例2-3的运行结果Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学29对ShapeTester类进行修改,使两个实例具有不同的实例变量值publicclassShapeTesterpublicstaticvoidmain(Stringargs)Circlex;Rectangley,z;x=newCircle();y=newRectangle();z=newRectangle();x.radius=50;z.width=68.94;z.height=47.54;System.out.println(x.radius+y
16、.width+z.width);2.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)例2-3修改Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学30编译后运行结果如下:5010.12868.94解释Circle及Rectangle类对象的状态如图2.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)修改后运行结果Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学31地址簿程序一个人的地址通常包括以下信息:姓名,省份,城市,街道,门牌号,邮政编码采用过程化的程序设计方法,使用简单变量存储,则存储两个人地址的代码如下2.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)例2-4Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学32publi
17、cstaticvoidmain(Stringargs)Stringname1,name2;intgateNumber1,gateNumber2;StringstreetName1,streetName2;Stringcity1,city2;Stringprovince1,province2;StringpostalCode1,postalCode2;name1=ZhangLi;gateNumber1=15;streetName1=TsinghuaEastRoad;city1=Beijing;province1=“Beijing;postalCode1=100084;name2=LiHong;g
18、ateNumber2=2;streetName2=BeiNong;city2=Beijing;province2=Beijing;postalCode2=102206;/.dosomethinginteresting2.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)例2-4Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学33采用面向对象的程序设计方法,则需要首先声明Address类如下publicclassAddressStringname;intgateNumber;StringstreetName;Stringcity;Stringprovince;StringpostalCode;/方法成员略2.
19、2 类与对象2.2.3 数据成员(续)例2-4Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学34主方法改写如下publicstaticvoidmain(Stringargs)Addressaddress1=newAddress(),address2=newAddress();address1.name=“ZhangLi;address1.streetNumber=15;address1.streetName=“TsinghuaEastRoad;address1.city=“Beijing;address1.province=“Beijing;address1.postalCode=“10008
20、4;address2.name=“LiHong;address2.streetNumber=2;address2.streetName=“BeiNong;address2.city=“Beijing;address2.province=“Beijing;address2.postalCode=“102206;/.dosomethinginteresting2.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)例2-4Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学35类变量也称为静态变量,声明时需加static修饰符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初始化的同时就被赋值适用情况类中
21、所有对象都相同的属性经常需要共享的数据系统中用到的一些常量值引用格式.2.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)类变量Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学36对于一个圆类的所有对象,计算圆的面积时,都需用到的值,可在Circle类的声明中增加一个类属性PIpublicclassCirclestaticdoublePI=3.14159265;intradius;当我们生成Circle类的实例时,在每一个实例中并没有存储PI的值,PI的值存储在类中2.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)例2-5Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学37对类变量进行测试publicclassCl
22、assVariableTesterpublicstaticvoidmain(Stringargs)Circlex=newCircle();System.out.println(x.PI);System.out.println(Circle.PI);Circle.PI=3.14;System.out.println(x.PI);System.out.println(Circle.PI);测试结果3.141592653.141592653.143.142.2.3 数据成员(续)例2-5运行结果2.2 类与对象Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学38声明一个Point类,有两个私有变量保存
23、点坐标,一个类变量保存已有点的个数publicclassPointprivateintx;privateinty;publicstaticintpointCount=0;publicPoint(intx,inty)this.x=x;this.y=y;pointCount+;2.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)Point.javaJava语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学39测试类ex2_4classex2_4publicstaticvoidmain(Stringargs)Pointp=newPoint(1,1);System.out.println(p.pointCount);Poi
24、ntq=newPoint(2,2);System.out.println(q.pointCount);System.out.println(q.pointCount=Point.pointCount);System.out.println(Point.pointCount);2.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)Point类测试Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学40测试结果12true22.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)Point类测试结果Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学41实例变量和类变量都可被声明为finalfinal实例变量必须在每个构造方法结束之前
25、赋初值,以保证使用之前会被初始化final类变量必须在声明的同时初始化2.2 类与对象2.2.3 数据成员(续)final修饰符Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学422.2.4 方法成员方法成员定义类的行为一个对象能够做的事情我们能够从一个对象取得的信息可以没有,也可以有多个;一旦在类中声明了方法,它就成为了类声明的一部分分为实例方法和类方法2.2 类与对象Java语言程序设计(第2版),郑莉,清华大学43声明格式public|protected|privatestaticfinalabstractnativesynchronized返回类型方法名(参数列表)throwsexcep
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