第06章 对象和类.ppt

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1、第6章 对象和类学习目标l理解对象和类,用类建立对象模型l学习如何定义类和创建类的对象l理解构造方法的作用,并使用构造方法创建类的对象l使用UML图形符号来描述类和对象l区分对象引用变量和基本数据类型变量l使用Java类库中的类l类的封装、永久类、永久对象、对象参数l类的静态成员、变量的作用域lthis、对象数组l类的抽象、内部类2面向对象技术面向对象技术6.1 引言面向过程程序设计中，数据与对数据的操作是分离分离的。数据结构 ACBf(1)f(2)f(3)f(4)DBMS3面向对象技术面向对象技术6.1 引言面向对象程序设计把数据和属于它们的操作放入称为“对象对象”的整体的整体中。F(1)F

2、(2)对象方法数据4面向对象技术面向对象技术6.2 对象和类l对象的状态(State)由具有当前值的数据域(data field)的集合组成.l对象的行为(Behavior)是方法(method)的集合定义的.对象对象(Object)代表现实世界中可以明确标识的一个整体.数据域1数据域m方法1方法n(a)一般对象状态(属性)行为radius=5findArea()(b)圆对象的例子状态(属性)行为5面向对象技术面向对象技术6.2 对象和类类类(class)是定义同一类型对象的结构.l类的数据描述属性.l类的方法定义行为.l构造方法,调用它创建类的对象.class Circle /*The ra

3、dius of the circle*/double radius=1.0;/*Construct a circle object*/Circle()/*Construct a circle object*/Circle(double newRadius)radius=newRadius;/*Return the area of this circle*/double findArea()return Math.PI*radius*radius;数据域构造方法方法注意:该类没有main方法,不能直接运行,仅用于声明和创建Circle对象.6面向对象技术面向对象技术6.3 使用构造方法创建对象l

4、构造方法是一种特殊方法,与一般方法有3点不同:构造方法必须与所在的类有相同的名字.构造方法必须没有返回类型,甚至连void也没有.构造方法的调用是在创建一个对象时使用new操作符进行的.构造方法的作用是初始化对象.l一个类可以有多个构造方法,通过方法重载实现.l当类中没有明确声明构造方法时,隐含声明一个方法体为空的无参构造方法,称为“默认构造方法”.l构造方法的调用语法:new 构造方法名构造方法名(参数参数);7面向对象技术面向对象技术6.3 使用构造方法创建对象创建Circle对象的例子:new Circle();/创建一个半径为创建一个半径为1.0的圆对象的圆对象new Circle(5

5、.0);/创建一个半径为创建一个半径为5.0的圆对象的圆对象Circleradius:doublefindArea():doubleCircle1:Circleradius=1.0Circlen:Circleradius=5.0new Circle()new Circle(5.0)类的UML符号对象的UML符号8面向对象技术面向对象技术6.4 通过引用变量来访问对象int xint yvoid setPoint()void showPoint()为Point类创建一个对象新创建的对象在内存中占用一定的空间.如何访问对象呢?9面向对象技术面向对象技术6.4.1 引用变量和引用类型引用变量用来访问

6、对象,该变量存储对象的引用地址.引用变量的初始值为NULL.声明引用变量引用变量(reference variable)的语法:类名 对象引用变量名;引用类型引用类型(reference type)是由类定义的类型.任何类型为类的变量都能引用该类的一个实例.例如:Circle myCircle;/声明一个Circle类型的引用变量 myCircle=new Circle();/该变量引用一个新建对象10面向对象技术面向对象技术6.4.1 引用变量和引用类型引用变量与其引用的对象的关系.Point aPoint=new Point(1.0,1.0);int xint yvoid setPoint

7、()void showPoint()0FF1DC080FF1DC08引用变量aPointPoint对象11面向对象技术面向对象技术6.4.2 访问对象的数据和方法lobjectRefVar.data -访问对象的数据lobjectRefVar.method-访问对象的方法使用成员运算符“.”访问对象的数据和方法:例如:Circle myCircle=new Circle(6.0);myCircle.radius -引用myCircle的半径 myCircle.findArea()-调用myCircle的方法注意:radius称为“实例变量”;findArea()称为“实例方法”.实例变量(方法

8、)依赖于类的一个具体实例,只能通过对象引用访问.12面向对象技术面向对象技术6.4.2 访问对象的数据和方法匿名对象匿名对象是指创建一个对象后,并不把它明确地赋给一个引用变量.例如例如:new Circle();System.out.println(“Area is“+new Circle().findArea();演示程序清单6-1:ExampleCH06TestSimpleCircle.java13面向对象技术面向对象技术6.4.3 空值nulll引用型 nulll数组型 0lboolean型 falselchar型 u0000如果一个引用型变量没有引用任何对象没有引用任何对象，其值为nu

9、ll.null是用于引用型变量的直接量.各数据类型变量的默认值：注意：Java没有给方法的局部变量赋予默认值。14面向对象技术面向对象技术6.4.3 空值nullclass Student String name;/默认值默认值null int age;/默认值默认值0;boolean isScienceMajor;/默认值默认值false char gender;/默认值默认值u0000 public static void main(String args)Student student=new Student();System.out.println(name?+student.name

10、);System.out.println(age?+student.age);System.out.println(isScienceMajor?“+student.isScienceMajor);System.out.println(gender?+student.gender);15面向对象技术面向对象技术6.4.3 空值nullclass Test public static void main(String args)int x;/无默认值 String y;/无默认值 System.out.println(x is +x);System.out.println(y is +y);编译

11、错误！错误信息：可能尚未初始化变量16面向对象技术面向对象技术6.4.4 基本数据类型变量与引用类型变量的区别l基本数据类型变量：直接存储值l引用类型变量：存储其引用的对象的存储地址基本数据类型 int i=1;引用类型 Circle c=new Circle();1i引用引用cc:Circleradius=1每个变量代表一个存储值的内存单元：17面向对象技术面向对象技术6.4.4 基本数据类型变量与引用类型变量的区别1222iijj基本数据类型赋值i=j赋值前赋值后引用类型赋值c1=c2c1c1c2c2赋值前赋值后c1:Circleradius=5c2:Circleradius=918面向对

12、象技术面向对象技术6.5 使用Java类库中的类import javax.swing.JFrame;public class TestFrame public static void main(String args)JFrame frame1=new JFrame();frame1.setTitle(Window 1);frame1.setSize(200,150);frame1.setLocation(200,100);frame1.setVisible(true);JFrame frame2=new JFrame();frame2.setTitle(Window 2);frame2.se

13、tSize(200,150);frame2.setLocation(410,100);frame2.setVisible(true);程序清单62导入要使用的类创建引用变量及对象直接使用系统类库的类：java.util.Date date=new java.util.Date();System.out.println(date.toString();19面向对象技术面向对象技术6.6 可见性修饰符lpublic,使类、方法和数据域可以在任何类中访问。lprivate,使方法和数据域只能从它所在的类中访问。l默认情况下(即无修饰符),类、方法和数据域可以从同一包的任何类中访问.Java提供可见性

14、修饰符用于控制对数据、方法和类数据、方法和类的访问.本节介绍其中的三个:20面向对象技术面向对象技术6.6 可见性修饰符public class C1 public int x;int y;private int z;public void m1()void m2()private void m3()public class C2 C1 o=new C1();可以访问 o.x 可以访问 o.y 不能访问 o.z 可以调用 o.m1()可以调用 o.m2()不能调用 o.m3()public class C3 C1 o=new C1();可以访问 o.x 可以访问 o.y 不能访问 o.z 可以

15、调用 o.m1()可以调用 o.m2()不能调用 o.m3()包p1;包p2;可见性修饰符对类成员类成员的作用21面向对象技术面向对象技术6.6 可见性修饰符class C1 public class C2 可以访问 C1 public class C3 不能访问C1 包p1;包p2;可见性修饰符对类类的作用22面向对象技术面向对象技术6.6 可见性修饰符说明:一个对象不能访问自己类中的私有成员,除非该对象是在自己类的内部声明的.public class Foo private boolean x;private int convert(boolean b)return x?1:-1;publ

16、ic static void main(String args)Foo foo=new Foo();System.out.println(foo.x);System.out.println(foo.convert(foo.x);public class Test public static void main(String args)Foo foo=new Foo();System.out.println(foo.x);System.out.println(foo.convert(foo.x);对象foo在类Foo内部声明因此这些访问是允许的对象foo在类Foo外部声明因此这些访问是错误的23

17、面向对象技术面向对象技术6.6 可见性修饰符l修饰符private只修饰类的成员,即数据和方法;不修饰整个类.也可以修饰“内部类”.l可见性修饰符不能修饰方法中的局部变量.l一般情况下,构造方法应该是public修饰的.如果构造方法是private的,那么会出现什么效果呢?24面向对象技术面向对象技术6.7 数据域的封装允许通过对象直接修改数据域直接修改数据域不是好的方法,会使类难于维护且不易修改.public class Student id:int;public class Test public static void main(String args)Student student=n

18、ew Student();student.id=20040101;使用类Test使用类Student,称为类Student的客户(Client)问题问题:如果Student的学号的长度变大,使用int不能存储,需要改为String,则哪些程序需要修改呢?25面向对象技术面向对象技术6.7 数据域的封装为了避免通过对象引用直接修改属性,应该使用private声明私有域,称为数据域封装数据域封装(data field encapsulation).封装数据域后,使用访问器和修改器访问器和修改器方法存/取数据域.访问器方法形式:public 返回类型返回类型 get属性名属性名()boolean类型

19、:public boolean is属性名属性名()修改器方法形式:public void set属性名属性名(数据类型数据类型 参数参数)演示:CH06Circle.java;CH06TestCircle.java26面向对象技术面向对象技术6.8 永久对象和类如果一个对象一旦被创建,它的内容就不能再改变,那么该对象称为永久对象永久对象,它的类称为永久类永久类.public class Circle private double radius;public Circle()radius=1.0;public Circle(double newRadius)radius=newRadius;p

20、ublic double getRadius()return radius;public double findArea()return radius*radius*3.14159;27面向对象技术面向对象技术6.8 永久对象和类一个类的所有数据都是私有的并且没有修改器,但它不一定是永久类.public class BirthDate private int year;private int month;private int day;public BirthDate(int y,int m,int d)year=y;month=m;day=d;public void setYear(int

21、newYear)year=newYear;public class Student private int id;private BirthDate birthDate;public Student(int ssn,int year,int month,int day)id=ssn;birthDate=new BirthDate(year,month,day);public int getId()return id;public BirthDate getBirthDate()return birthDate;28面向对象技术面向对象技术6.8 永久对象和类public class TestS

22、tudent public static void main(String args)Student student=new Student(20050101,1987,1,1);/这时student.BirthDate的值是什么?BirthDate date=student.getBirthDate();date.setYear(2000);/这时student.BirthDate的值是什么?1987-1-12000-1-1要使一个类成为永久类,必须将所有数据域说明为私有,并且不含返回引用非永久对象数据域的修改器和访问器.29面向对象技术面向对象技术6.9 给方法传递对象参数可以通过传递对象

23、引用将对象传递给方法.public class TestPassObject public static void main(String args)Circle myCircle=new Circle(5.0);printCircle(myCircle);public static void printCircle(Circle c)System.out.println(“面积”+c.getRadius()+“是”+c.findArea();30面向对象技术面向对象技术6.9 给方法传递对象参数演示:CH06TestPassObject.javaprintArea方法的内存空间int tim

24、es:Circle c:5Refmain方法的内存空间int n:myCircle:5Ref一个一个Circle对象对象值传递(值为5)值传递(值为Circle对象的引用Java只有一种参数传递方式:值传递值传递(pass by value)31面向对象技术面向对象技术6.10 静态变量、常量和静态方法l实例成员:类的每一个对象独自拥有的成员.l静态成员:可以被类的所有对象共享的成员,用static声明.125演示:CH06CircleWithStaticVariableAndMethod.java32面向对象技术面向对象技术6.10 静态变量、常量和静态方法类的静态成员的访问方法:类名.成员

25、 -通过类名访问对象引用.成员-通过对象引用访问静态成员的访问建议使用类名方式,提高可读性.演示:CH06TestCircleWithStaticVariableAndMethod.java33面向对象技术面向对象技术6.10 静态变量、常量和静态方法静态变量和静态方法既可以在类的实例方法中使用,也可以在静态方法中使用.但实例变量和实例方法不能在静态方法中使用.public class Foo int i;static int k=2;public static void main(String args)int j=i;/错误,i是实例变量 m1();/错误,m1是实例方法 public v

26、oid m1()i=i+k+m2(i,k);/正确 public static int m2(int i,int j)return(int)(Math.pow(i,j);34面向对象技术面向对象技术6.11 变量的作用域类的实例变量和静态变量称为类属变量或数据域类属变量或数据域.定义在方法内部的变量称为局部变量局部变量.规则1:类属变量在类中可以按任何顺序声明,其作用域为整个类.例外是被其他数据域引用的数据域必须先声明.public class Circle public double findArea()return Math.PI*r*r;private double r=1;public

27、 class Foo private int i;private int j=i+1;r与findArea()可以按任何顺序声明i必须声明在j之前35面向对象技术面向对象技术6.11 变量的作用域规则2:类属变量只能声明一次;方法的不同的非嵌套块内可多次声明相同变量.局部变量与类属变量同名时,在局部变量优先.class Foo int x=0;/实例变量 int y=0;Foo()void p()int x=1;/局部变量 System.out.println(“x=”+x);System.out.println(“y=”+y);设:f=new Foo();则:f.p()的输出是什么?结果为:

28、x=1 y=036面向对象技术面向对象技术6.12 关键字thisl静态变量:类名.静态变量l实例变量:this.实例变量如何访问被局部变量隐藏的类属变量呢?class Foo int i=5;static double k=0;void setI(int i)this.i=i;static void setK(double k)Foo.k=k;设:f1=new Foo();f2=new Foo();调用:f1.setI(10),则执行 f1.i=10,此时this替换为f1.调用:f2.setI(45),则执行 f2.i=45,此时this替换为f1.37面向对象技术面向对象技术6.12 关

29、键字this关键字this也可以用于构造方法,调用同一个类同一个类中的其他构造方法,这个调用必须出现在构造方法的第一句.public class Circle private double radius;public Circle(double radius)this.radius=radius;public Circle()this(1.0);public double findArea()return this.radius*this.radius*Math.PI;必须使用this,访问数据域radius使用this访问带参数的构造方法可以省略this38面向对象技术面向对象技术6.13

30、对象数组对象数据实际上是引用变量的数组,并不直接存储对象.Circle circleArray=new Circle10;引用circleArraynull0null1null9引用circleArray引用0引用1引用9Cricle对象 0Cricle对象 1Cricle对象 9for(int i=0;i circleArray.length;i+)circleArrayi=new Circle();例:求圆面积之和.CH06TotalArea.java39面向对象技术面向对象技术6.14 类的抽象与封装类抽象类抽象(class abstraction)是指将类的实现与使用分离.类的创建者提

31、供类的描述类的创建者提供类的描述,让使用者明白如何使用类让使用者明白如何使用类.从类的外部可以访问的方法和数据域的全体从类的外部可以访问的方法和数据域的全体,以及这些以及这些成员如何使用的描述成员如何使用的描述,称为称为类的合约类的合约.类使用者不需要了解类如何实现,实现的细节经过包装,对用户隐藏起来,称为类的封装类的封装(class encapsulation).类类类的合约类的合约(public的方法的方法和常量的标志和常量的标志)用户通过用户通过类的合约类的合约使用类使用类类封装为黑盒子40面向对象技术面向对象技术6.16 实例学习:整数栈类存储栈中整数的数组栈中整数的个数构造一个默认容

32、量为16的空栈构造一个指定容量的空栈如果栈是空的,返回true返回栈顶的整数,但不删除它进栈操作出栈操作返回栈中元素的个数演示:CH06StackOfIntegers.java;CH06TestStackOfIntegers.java41面向对象技术面向对象技术6.17 内部类内部类或嵌入类内部类或嵌入类是一种在其他类内部定义的类.public class ShowInnerClass private int data;/外部类的数据域 public void m()/外部类的方法 /Do something InnerClass instance=new InnerClass();class

33、 InnerClass /内部类 public void mi()data+;/直接访问外部类的数据 m();/直接访问外部类的方法 42面向对象技术面向对象技术6.17 内部类l内部类可以引用包含它的外部类的数据和方法.l内部类只是用来支持其外部类的工作,编译后名称为:“外部类名$内部类名.class”.l内部类可以声明为public、protected或private,意义与其它成员相同.l内部类可以声明为static.l通常在外部类中创建内部类对象,也可以在其他类创建.如果内部类是非static的,则需先创建外部类对象,然后用如下语法:外部类.内部类 内部类对象名=外部类对象.new 内部类();如果内部类是static的,则用如下语法:外部类.内部类 内部类对象名=new 外部类.内部类();内部类的特征:43面向对象技术面向对象技术