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第五章 Java 面向对象程序设计

第五章 Java 面向对象程序设计. §5.1 面向对象程序设计的基本概念 §5.2 对象 §5.3 类 §5.4 类的继承 §5.5 接口与包 §5.6 内部类 §5.7 java 类库. §5.1 面向对象程序设计的基本概念. 类与对象 状态：变量 现实世界的对象 OOP 的对象 行为 ：方法 对象是面向对象的程序设计模式，它由描述状态 的变量和用来实现对象行为的方法组成。 对象的典型的生存周期：创建，使用，释放. §5.1 面向对象程序设计的基本概念.

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第五章 Java 面向对象程序设计

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  1. 第五章 Java面向对象程序设计 §5.1 面向对象程序设计的基本概念 §5.2 对象 §5.3 类 §5.4 类的继承 §5.5 接口与包 §5.6 内部类 §5.7 java类库

  2. §5.1 面向对象程序设计的基本概念 • 类与对象 状态：变量 现实世界的对象 OOP的对象 行为 ：方法 对象是面向对象的程序设计模式，它由描述状态 的变量和用来实现对象行为的方法组成。 对象的典型的生存周期：创建，使用，释放

  3. §5.1 面向对象程序设计的基本概念 • 类与对象 类是一组具有相同基本成分的对象的集合，是用来 创建对象的模板。 类也是一种数据类型，用户先根据需要定义一种 类，然后才能用这种类来定义对象。而基本的数据类型 是由系统预先定义的，用户可以直接使用它们。 类的组成：类的声明{ 变量 构造器 类体 方法 }

  4. §5.1 面向对象程序设计的基本概念 2. 消息与方法 程序的执行是靠在对象间传递消息来完成的。 一个由发送消息的对象发送的消息包含三个方面的内容； • 接收消息的对象 • 接收对象应采用的方法 • 方法所需用的参数 方法是该类对象具有的各种操作。

  5. §5.1 面向对象程序设计的基本概念 3. 封装性，继承性，多态性 • 封装是一种信息隐藏技术，用户或其他对象只能看到对象封装界面上的信息，对象内部对用户是隐藏的。 • 继承是一个类直接使用另一个类的所有属性和方法（权限为私有的除外）。Java 采用单一继承的方式。 • 多态性可用“一个对外界面，多个内在实现形式”来表示。Java通过方法重载和方法重写以及接口来实现。

  6. §5.2 对象 • 创建对象(生成对象） Rectangle myrect = new Rectangle(0,0,100,200); • 定义对象变量： 类名 对象名； • 分配内存： new运算符 • 初始化对象：即初始化对象中的实例变量。实例变量的初始化采用方式： • 采用默认的初始值 • 在声明变量时初始化 • 使用初始化块 • 使用构造方法（构造器） • 定义一个初始化方法

  7. §5.2 对象 2.使用对象 例：移动Rectangle 对象到一个新位置。 • 访问对象的成员 • 引用对象变量：myrect.x = 15; • 调用对象的方法：Myrect.move(15,37); • 对象做类的成员 • 方法中使用对象：方法参数和返回值 • 数组元素 • 释放对象：自动垃圾回收（标记）；finalize()

  8. §5.3 类 • 类是java中一种复合的数据类型，创建一个新类，就是创建一种新的数据类型。 • 实例化一个类，就得到一个对象。 • 类有两种基本成分：变量和方法，成为成员变量和成员方法。 • 类的成员变量可以是基本数据类型的数据或数组或类的实例。 • 方法在类中定义，调用方法是完成消息传递。 • 类提供外界访问其成员的权限。

  9. §5.3 类—类的定义 classDeclaration{ classbody } • 类说明 • 关键字class • 类名 • 类的属性 • 类的超类 • 类中实现的接口 • 类是否为抽象的，最终的，以及访问权限

  10. §5.3 类—类的定义 • 类体 • 成员变量说明 • 成员方法的定义和实现

  11. §5.3 类—类的定义:类说明 类说明的完整格式： [类修饰符] class 新类名 [extends 超类名] [implement 接口名列表] 访问权限+抽象最终 最终类：不能再有子类的类 （final) 抽象类：不能直接创建对象的类 （abstract) public:可以被任何类使用 缺省：该类只能被同一包中的其它类使用

  12. §5.3 类—类的定义:类体 类体的完整格式： 类说明{ 类的成员变量说明； 类的成员方法的定义和实现； } [成员变量修饰符] 类型 变量[=初始值][，变量]； 变量的访问权限：public,protected,default, private 类变量还是实例变量：static 是否为常量：final 暂时性变量：transient

  13. §5.3 类—类的定义:类体 共享变量(多个线程共享）：volatile [访问权限][类变量][常量][transient][volatile] 类型 变量/常量 [=初始值][，变量]；

  14. §5.3 类—成员方法 [方法修饰符] 方法的返回值类型 方法名称（[参数1，参数2 …]){ …//方法体 } 一﹑方法说明 二﹑ 方法体 三﹑特殊方法

  15. §5.3 类—成员方法：方法说明 方法说明： [public|protected|private][static][final|abstract][native][synchronized] returnType methodName([type name[,type name…]])[throw exceptionlist] • 方法的修饰符 • 返回值类型 • 方法名 • 参数的类型和数目

  16. §5.3 类—类变量和类方法的定义使用 class Ahem{ int i; static int j: static int arr[]=new int[12]; static{ for (int i=0;i<arr.lenth;i++) arr[i]=i; } void seti(int i){ this.i=i; } static void setj(int j){ Ahem.j=j; }

  17. §5.3 类—类变量和类方法的定义使用 static void dearThroat(){ Ahem a=new Ahem(); Ahem.j=2; a.j=3; Ahem.setj(4); a.setj(5); a.i=3; a.seti(3); } }

  18. §5.3 类—方法说明:返回值类型 • 方法没有返回值，则其返回值类型为void • 返回值可以是任一种数据类型： 基本类型和复合类型 • 除了void外，方法中必须包含return语句

  19. §5.3 类—方法说明:方法名 • Java的合法标识符 • 方法名的几种特殊情况 • 方法重载: 即多个方法可以共用一个名字，同名的方法利用参数的数目和类型来区分 • 方法的置换（重写）: 子类中可以再实现超类中的方法 • 方法名与类名相同的方法是构造方法，与NEW一起初始化对象

  20. §5.3 类—方法说明:参数的类型和数目 • 参数名 • 方法的参数名可以和类的成员变量同名 • Class circle{int x,y,radius; public circle(int x,int y,int radius){ this.x=x; this.y=y; this.radius=radius;}} • 参数类型 • 任何合法的数据类型传递到方法中 • 不能将一个方法作为参数传给另一个方法

  21. §5.3 类—方法说明:参数的类型和数目 • 传值与传地址(引用） • 在方法中，简单数据类型的参数是传值的，而不是引用变量本身。好处是带来一定的安全性，使方法不能随意改变作用域外的变量。缺点是：有时需要改变一个或多个参数的值，用return也只能返回一个值。 • 所以必须引用对象。因为对象的引用是对象在内存中的地址，从而使方法中的局部变量与调用者中的变量指向了同一个内存位置。

  22. §5.3 类—方法说明:传值 方法段： class pen{ int redvalue=2,geenvalue=2,bluevalue=2; static void getRGBcolor(int red,int green, int blue){ red=redvalue; green=greenvalue; blue=bluevalue; } }

  23. §5.3 类—方法说明:传值 调用代码段： int r=-1,g=-1,b=-1; pen.getRGBcolor(r,g,b); System.out.println(“red=”+r+ “, green= ”+g+ “,blue= ”+b);

  24. class pen{ int redvalue=2,geenvalue=2,bluevalue=2; static void getRGBcolor(int red,int green, int blue){ red=redvalue; green=greenvalue; blue=bluevalue; } } int r=-1,g=-1,b=-1; pen.getRGBcolor(r,g,b); System.out.println(“red=”+r+ “, green= ”+g+ “,blue= ”+b);

  25. §5.3 类—方法说明:传地址 方法段： class pen{ int redvalue=2,geenvalue=2,bluevalue=2; static void getRGBcolor(RGBcolor acolor){ acolor.red=redvalue; acolor.green=greenvalue; acolor.blue=bluevalue;}} class RGBcolor{ public int red=-1,green=-1, blue=-1; }

  26. §5.3 类—方法说明:传地址 调用代码段： RGBcolor pencolor=new RGBcolor(); pen.getRGBcolor(pencolor); System.out.println(“red=”+pencolor.red+ “, green= ”+pencolor.green+ “,blue= ”+pencolor.blue);

  27. class pen{ int redvalue=2,geenvalue=2,bluevalue=2; static void getRGBcolor(RGBcolor acolor){ acolor.red=redvalue; acolor.green=greenvalue; acolor.blue=bluevalue; } } class RGBcolor{ public int red=-1,green=-1,blue=-1;} RGBcolor pencolor=new RGBcolor(); pen.getRGBcolor(pencolor); System.out.println(“red=”+pencolor.red+ “, green= ”+pencolor.green+“,blue= ”+pencolor.blue);

  28. §5.3 类—成员方法：方法体 方法体中包含所有JAVA代码 两个特殊变量(类方法中不能使用） this：指向当前的对象 类的成员变量名 方法的参数名 同名 清楚 方法的局部变量 super：超类中的变量和方法 子类成员变量和方法 同名，隐藏超类中 超类成员变量和方法 this super

  29. §5.3 类—特殊方法 结束方法 为了有效的进行垃圾收集而引入的一个特殊方法（必要时辅助工作）。 protected void finalize(){ } main方法 public static void main(String args[]){…} 构造方法

  30. §5.3 类—特殊方法 构造方法是用来初始化新创建对象的特殊方法。 构造方法没有自己独立的名字，与类名相同。 构造方法不能从超类中继承（若没定义构造方法，则隐含构造方法是超类中没有参数的构造方法，没有则出错） 必须和new一起使用 修饰符只能是访问控制指示符（public、protected、private)

  31. §5.3 类—特殊方法 方法说明（如java.awt.Rectangle类） public Rectangle() public Rectangle(int,int) public Rectangle(int,int,int,int) public Rectangle(PointObject) public Rectangle(DimensionObject) public Rectangle(PointObject, DimensionObject)

  32. §5.3 类—特殊方法 方法体 {[this([Argumentlist]);] [super([Argumentlist]);] Blockbody }

  33. 程序示例 • 自定义方法 • 方法重载 • 类的定义

  34. 例1：自定义方法(平方) // SquareInt.java import java.applet.Applet; public class SquareInt extends Applet { public void init(){ int result; for ( int x = 1; x <= 10; x++ ) { result = square( x ); System.out.println("The square of " + x + " is " + result); } } public int square( int y ) { return y * y } }

  35. 例2：方法重载(平方) // MethodOverload.java import java.applet.Applet; public class SquareInt extends Applet { public void init(){ int result; for ( int x = 1; x <= 10; x++ ) { result = square( x ); System.out.println("The square of " + x + " is " + result); } }

  36. 例2：方法重载 public int square( int y ) { return y * y } public double square( double y ) { return y * y; } }

  37. 例3：类的定义（圆） // Circle.java public class Circle{ protected int x, y; protected double radius; public Circle() { setRadius( 0.0 ); } public Circle( double r, int a, int b ) { setA( a ) ; setB( b ) ; setRadius( r ); } public void setA( int a ) { x = a; }

  38. 例3：类的定义（圆） public void setB( int b ) { y = b ; } public void setRadius( double r ) { radius = r; } public int getA() { return x; } public int getB() { return y; } public double getRadius() { return radius; } public double area() { return Math.PI * radius * radius; } }

  39. §5.4 类的继承 派生 超类 子类 继承 • 子类 可直接使用超类中定义的变量和方法，具体的继承情况依赖于访问权限 • 子类可重新定义超类的变量和方法 • 变量的隐藏 • 方法的置换 • 子类可增加超类中没有的 • 变量和方法；

  40. §5.4 类的继承 • 最终类、最终方法、抽象类、抽象方法 • 编译时多态（方法重载），运行时多态（方法重 写， instanceof） • 简单数据类型转换（自动和强制） • 类引用类型 • 自动：将一个子类对象赋给一个父类对象 • 强制（造型）：将一个父类对象赋给一个子类对象

  41. §5.4 类的继承示例：点，圆 // Point.java public class Point { protected int x, y; public Point() { setPoint( 0, 0 ); } public Point( int a, int b ) { setPoint( a, b ); } public void setPoint( int a, int b ) { x = a; y = b; }

  42. §5.4 类的继承示例：点，圆 public int getX() { return x; } public int getY() { return y; } public String toString() { return "[" + x + ", " + y + "]"; } }

  43. §5.4 类的继承示例：点，圆 // Circle.java public class Circle extends Point { protected double radius; public Circle() { setRadius( 0 ); } public Circle( double r, int a, int b ) { super( a, b ); setRadius( r ); } public void setRadius( double r ) { radius = ( r >= 0.0 ? r : 0.0 ); }

  44. §5.4 类的继承示例：点，圆 public double getRadius() { return radius; } public double area() { return Math.PI * radius * radius; } public String toString() {return "Center = " + "[" + x + ", " + y + "]" +"; Radius = " + radius; } }

  45. §5.4 类的继承示例：点，圆 // InheritanceTest.java import java.text.DecimalFormat; public class InheritanceTest { public static void main( String args[] ) { Point pointRef, p; Circle circleRef, c; p = new Point( 30, 50 ); c = new Circle( 2.7, 120, 89 ); System.out.println("Point p: " + p.toString() + "\nCircle c: " + c.toString());

  46. §5.4 类的继承示例：点，圆 pointRef = c; System.out.println("\n\nCircle c (via pointRef): " + pointRef.toString()); circleRef = (Circle) pointRef; System.out.println("\n\nCircle c (via circleRef): " + circleRef.toString()); DecimalFormat precision2 = new DecimalFormat( "0.00" ); System.out.println("\nArea of c (via circleRef): " + precision2.format( circleRef.area() ) );

  47. §5.4 类的继承示例：点，圆 if ( p instanceof Circle ) { circleRef = (Circle) p; System.out.println(\n\ncast successful); } else System.out.println(\n\np does not refer to a Circle) ; } }

  48. §5.5 接口与包 • 接口的概念 是一组方法定义和常量的集合。若想为几个类创建一些类似功能，而这些功能在每一个类中都还有特定的实现时，就可以使用接口。（Runnable接口）

  49. §5.5 接口与包 • 声明接口 [public] interface InterfaceName [extends 接口列表] 大写字母开头，以able,ible结尾 • 接口体 interface Countable{ 常量说明；//public\final\static 方法定义；//public\abstract } • 实现接口(implements)

  50. 基本的继承实例 // Shape.java // Definition of abstract base class Shape public abstract class Shape { public double area() { return 0.0; } public double volume() { return 0.0; } public abstract String getName(); }

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