Java 物件導向程式設計

1. Java物件導向程式設計 國立善化高級中學 蕭嘉民

2. Java的特性 • 自由軟體：學生可免費取得。 • 解譯執行位元組碼，可在不同的平台上執行。 • 電腦網路支援：系統物件可分散儲存於不同的電腦(像是運用RMI機制)，充份利用電腦分散式處理的效能。 • 具有C++語言的部分特性：Java捨棄了容易引起錯誤的指標、運算符過載、多重繼承等特性。

3. 大綱 • 程式編譯與執行環境設定 • 類別與物件 • 繼承性Inheritance • 封裝性Encapsulation • 多型性Polymorphism • 多載性overloading • 覆蓋性Overriding

4. 設定JAVA的工作目錄與環境變數 編輯[系統變數]Path，於[變數值]最後加入C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_18\bin ，按下[確定] (路徑依實際安裝jdk版本不同，略有差異)。

5. 類別與物件 屬性(Attribute)：例如飛機類別之屬性：載客量、掛載重量、長度、翼展、高度、翼面積、空重、載重、可用載重、最大起飛重量、最高速度、巡航速度、航程、實用升限、爬升率、翼負荷。 方法(Method)：例如：飛機類別之方法：起飛、爬升、降落、巡航、雷達導航，顯示油耗等。波音747是飛機物件，具有飛機類別所定義的屬性與方法。 飛機圖片來源：維基百科http://zh.wikipedia.org/wiki/Wiki，圖表設計：蕭嘉民

6. 類別與物件的說明

7. 程序導向與物件導向差異 • 炒泡麵是一種具有金門當地特色的小吃，製作方式分別以使用程序導向與物件導向兩種方式來描述作法。

8. 程序導向 • 1.倒入2杯250cc的水到鍋子中，並以火煮至沸騰。 • 2.水沸騰，在碗裏把蛋攪伴後，蛋汁倒入鍋子中。 • 3.蛋熟了後，將兩包味味麵放入鍋子中，並加以攪伴。 • 4.一碗香茹肉躁(先行炒過)，放入鍋子中與麵條一起炒。 • 5.將韭菜2支切成小薄片，放入鍋中。 • 6.將1把茼莪放入鍋中。 • 7.將2匙沙茶醬加入鍋中，並攪伴均勻，蓋上鍋蓋約1分鐘即可。

9. 物件導向 水處理好、雞蛋處理好、味味麵處理好、香茹肉躁處理好、韭菜處理好、茼莪處理好、沙茶醬處理好，蓋上鍋蓋約1分鐘即可。

10. 物件的抽象化說明與實例 圖片來源：維基百科http://zh.wikipedia.org/wiki/Wiki

11. 物件的抽象化說明與實例 地圖是抽象化的一種例子，地圖是真實地形的抽象化結果，上面只需提供使用者所需的資訊(方向、距離、街道名稱)，如右上圖之街道地圖。 右下圖之真實地形存在著巨細靡遺的資訊：如某個地方有幾棵樹（種類、高度…）、幾棟建築物（樓高、日式風格、巴洛克風格…）、幾條馬路（寬度、長度、路名…）、各式地形地物等等。 資料來源：取自Google地圖資料

12. 範例程式1:實作如何由類別建立物件

13. 物件導向設計－繼承

14. 物件導向設計－繼承

15. 物件導向程式實作方式 • 物件導向程式在實作上有兩種方式，分別是“is a”與“has a ”，繼承是一種is a 或　is a kind of的關係 • “is a”意義上為“是一種” • “has a ”：意義上為“有一個”　

16. 物件導向程式實作方式 class plane //飛機類別 { ….. } public fighter extends plane //is a：戰鬥機類別fighter繼承飛機類別 { radar a_radar ; //has a：戰鬥機類別fighter 包含的屬性 missilea_missile ; oil-box a_oilbox; ｝

17. 範例程式2：實作inheritance.java 類別繼承

18. 物件導向設計－封裝 • 減低了程式設計的複雜性 • 維護物件存取的一致性與安全性－在物件狀態隱藏的過程，程式只能使用一致的方法，來存取物件的內部資料或方法，以保障物件完整與安全。

19. 範例程式3：實作daughter.java 說明封裝性

20. 物件導向設計－多型 • 多型是在繼承關係下，單一物件實體可以被宣告成多種型別 • 多型是為了能開發出可擴充的程式，讓程式開發人員在程式撰寫上更有彈性。多型在不同的情形下，扮演不同的角色，函式在執行的時候，面對不同的型別或物件能有自動相對應的操作及功能。 • Bicycle a_Bicycle = new Bicycle() 使用腳踏車類別的方式，來看待物件a_Bicycle。 • Vehicle b_Bicycle = new Bicycle() 使用交通工具類別的方式，來看待物件b_Bicycle • Bicycle c_Bicycle = new Vehicle ("KHS","摺疊車","black") 建立物件，會造成程式編譯錯誤。從邏輯的觀點來看，如果把所有交通工具看成是腳踏車，這是不合理的。

21. 範例程式4：實作Polymorphism.java多型性說明

22. 多型範例練習

23. 物件導向設計－多載overloading • 多載，在原始碼中的同一段程式，可以對不同的資料型別或不同的class物件進行操作。如果沒有使用多載，程式必須為了處理不同的騎○○，必須寫出不同的類別方法。 • 騎腳踏車、摩托車、馬，因為處理的訊息相異，動作就不同。 class Person { ... void rideBicycle(Bicycle a_Bicycle) //騎腳踏車 {... } void rideMotorcycle(Motorcycle a_Motorcycle ) //騎摩托車 {... } void rideHorse(Horse a_Horse ) //騎馬 {... } ｝

24. 物件導向設計－多載overloading 使用多載概念後，Person類別有三個ride()類別方法，可使騎ride動作有一致對應方法，到底該執行一個，是依照傳入的參數型態（Bicycle、Motorcycle、Horse）來做判斷的。 class Person { ... void ride(Bicycle a_Bicycle) //騎腳踏車 {... } void ride(Motorcycle a_Motorcycle ) //騎摩托車 {... } void ride(Horse a_Horse ) //騎馬 {... } ｝

25. 範例程式5：實作範例程式Overloading.java多載

26. 物件導向設計－覆蓋Ｏverriding • 覆蓋Ｏverriding，子類別透過繼承方式來取代父類別原有的類別方法，程式在執行過程中會執行子類別的方法，而不會執行父類別的方法，透過覆蓋方法，可提高程式的可用性與維持一致性的界面。

27. 範例程式6：實作範例程式overriding_son.java覆蓋

28. 謝謝各位指教