人民郵電出版社5類和對象Java程序設計第章導讀Introduction面向對象技術有三個特征，分別是數(shù)據封裝（類）、繼承和多態(tài)。本章先講解面向對象的基本概念，然后主要講解與類和對象有關的內容。C目錄ONTENTS5.2類5.3對象5.6參數(shù)的傳遞5.1面向對象的基本概念5.4訪問權限5.5構造方法5.7對象組合5.8package和import5.9對象數(shù)組5.10static與static修飾成員5.11其它類型的類5.12小結5.1.1

對象的概念客觀世界中的任何事物都是對象，不管是有生命的還是無生命的、具體的還是抽象的都可以看作對象。01OPTION02OPTION03OPTION04OPTION面向對象就是從對象的角度觀察、了解、認識世界。每一個對象都有兩個特征，一個是屬性，一個是行為。有些對象的行為比較明顯，有些對象的行為則不太明顯。5.1.2

類的概念類是對同一類對象的屬性和行為的封裝。抽象就是忽略事物中與當前目標無關的非本質特征，把具有共性和行為的事物劃為一類，得到一個抽象的結果。抽象應該根據問題的需要而抽象，同一類對象在不同領域抽象的結果有所不同。如學籍管理系統(tǒng)和學生健康管理系統(tǒng)中，對學生的抽象結果不同。抽象之后應該進行封裝（Encapsulation），就是把對象的屬性和行為結合成相對一個獨立的單位，并盡可能隱蔽對象的內部細節(jié)。不能過分地強調封裝。如果過分地強調封裝，則對象和外界的信息交流將會變得非常困難。5.1.3繼承繼承是在已有類基礎上生成新類的過程。已有類是一般類，新類是特殊類。通過繼承，特殊類擁有一般類的屬性和行為，還可以有自己新定義的屬性和行為。繼承又可以稱為派生，即一般類派生出特殊類。一般類又可以稱為派生類或子類，特殊類又可以稱為基類或父類。繼承能反映出客觀世界中事物之間的層次關系。繼承具有傳遞性。繼承可分為多重繼承與單重繼承。交通工具汽車飛機輪船客車貨車客輪游輪貨輪Base1Base2Base3Derived5.1.3繼承5.1.4多態(tài)所謂多態(tài)，就是同一類對象表現(xiàn)出的不同行為。多態(tài)性強調的是同一類對象的不同行為。在面向對象技術中，可以用父類對象表示子類對象。具體實現(xiàn)時，用父類的對象表示子類對象，通過父類對象表示對象行為時，運行時系統(tǒng)能夠判定父類對象表示的是自身對象還是哪一個子類的對象，從而能準確地使對象所在類中的行為表現(xiàn)出來，實現(xiàn)多態(tài)性。C目錄ONTENTS5.2類5.3對象5.6參數(shù)的傳遞5.1面向對象的基本概念5.4訪問權限5.5構造方法5.7對象組合5.8package和import5.9對象數(shù)組5.10static與static修飾成員5.11其它類型的類5.12小結5.2.1

類的定義類的定義形式如下：面向對象技術是從對象的角度觀察和認識世界，但是對象屬于類，所以必須先定義類，再由類生成對象。class類名{

域的定義；

方法的定義；}5.2.2域定義域是對象的屬性，也是對象中的數(shù)據。域的定義形式如下：域數(shù)據類型域1[=初值1],域2[=初值2],……;類中定義的每個域都有默認的初值。定義類時應該根據問題需要先抽象出對象的域。【問題1】平面上有若干個圓，現(xiàn)在想計算出每個圓的面積和周長，該如何處理？只需要抽象出一個半徑radius作為類的域即可：doubleradius;5.2.2域定義【問題2】平面上有若干個圓，現(xiàn)在想計算出每個圓的面積和周長，每個圓都有確定的位置，并可以對圓進行平行移動，該如何處理？應該抽象出三個域：intx,y;doubleradius;5.2.3方法方法是對象的行為，在程序中是對對象的域進行處理的工具。方法定義形式如下：方法類型方法名([形式參數(shù)]){//……}1.方法的定義方法返回值：return表達式;對于5.2.2中的問題1，因為要計算面積和周長，所以需要定義一個計算面積的方法和一個計算周長的方法：doublearea();doubleperimeter();對于5.2.2中的問題2，因為要進行平移，所以還需要定義一個方法對圓進行移動：voidmove(intoffX,intoffY);5.2.3方法1.方法的定義方法的使用習慣上稱為方法的調用。01OPTION02OPTION03OPTION調用其它方法的方法稱主調方法，被其它方法調用的方法稱為被調方法。定義方法時所寫的參數(shù)稱為形式參數(shù)，調用方法時所寫的參數(shù)稱為實際參數(shù)。5.2.3方法2.方法的使用5.2.3方法3.方法的遞歸調用一般地，一個方法調用了另外一個方法，而這個被調用的方法又調用了其它方法，其它方法還可以再調用其它方法，這種調用過程稱方法的嵌套調用。如果一個方法直接或間接地調用了自身，這種調用稱為遞歸調用。5.2.3方法3.方法的遞歸調用通過遞歸調用，可以將問題簡化為規(guī)模縮小了的同類問題的子問題。使用方法遞歸調用時，應滿足三個要求：（1）每一次的調用都會使問題得到簡化；（2）前后調用應該有一定的關系，通常是前一次調用要為后一次調

用準備好條件（數(shù)據）；（3）是在問題規(guī)模極小時應該終止遞歸調用5.2.3方法3.方法的遞歸調用【例5.1】計算n!。Example5_01.java5.2.3方法3.方法的遞歸調用【例5.2】用遞歸方法找出Fibonacci（斐波那契）數(shù)列的第20個元素。Example5_02.java方法重載是指在同一作用域內，可以有一組具有相同方法名、不同參數(shù)表的方法，這組方法被稱為重載方法。intadd(inta,intb){//……}doubleadd(doublea,doubleb){//…….}intadd(inta,intb,intc){//……}重載方法通常用來命名一組功能相似的方法。下面的方法定義在同一類中：5.2.3方法4.方法的重載5.2.3方法4.方法的重載【例5.3】編程序計算兩個同類型的數(shù)之和。Example5_03.java【例5.4】找出兩個整型數(shù)、三個整型數(shù)或四個整型數(shù)中的最大數(shù)。Example5_04.javaC目錄ONTENTS5.2類5.3對象5.6參數(shù)的傳遞5.1面向對象的基本概念5.4訪問權限5.5構造方法5.7對象組合5.8package和import5.9對象數(shù)組5.10static與static修飾成員5.11其它類型的類5.12小結定義了一個類相當于定義了一個新的數(shù)據類型，程序不能處理類，程序處理的是類的對象，因此必須定義對象。由類所定義的變量就是對象。對象雖然是變量，但是對象型的變量不同于簡單變量（如：inta;），對象中除了有數(shù)據外，對象本身還有行為。5.3.1Java中對象的概念5.3.2對象的創(chuàng)建與表示（1）聲明對象名類名對象名;例如：CirclemyCircle;（2）創(chuàng)建對象使用new運算符后跟構造方法就可以創(chuàng)建對象：new構造方法([實際參數(shù)])如：newCircle()（3）表示對象對象名=new構造方法();例如：myCricle=newCircle();或：CirclemyCircle=newCircle();一般地，對象的創(chuàng)建通過三個步驟。5.3.3對象的內存模型myCircle=newCircle()賦值表達式：5.3.4對象的使用對象名.域名創(chuàng)建對象后就可以通過對象使用對象了。使用對象中的域：使用對象中的方法：對象名.方法名([實際參數(shù)表列])【例5.5】對5.2.2中的問題1，計算半徑分別為10和15的兩個圓的面積和周長。

Example5_05.java5.3.5this關鍵字【例5.6】對5.2.2中的問題2，定義圓類計算圓的面積和周長，并能表示圓的位置和移動圓。Example5_6.javathis是對象名，是對象的別名，又稱對象的引用。this的作用范圍在方法中。當通過一個對象調用一個方法時，運行時系統(tǒng)會將當前對象傳遞到方法中，在方法中就可以通過this訪問這個對象。C目錄ONTENTS5.2類5.3對象5.6參數(shù)的傳遞5.1面向對象的基本概念5.4訪問權限5.5構造方法5.7對象組合5.8package和import5.9對象數(shù)組5.10static與static修飾成員5.11其它類型的類5.12小結5.4.1訪問權限的概念封裝時要對域或方法起到適當?shù)谋Ｗo作用。對數(shù)據或方法的保護可以通過設定訪問權限來實現(xiàn)。訪問權限是指對對象中成員訪問的限制。Java中有三個訪問限定詞，分別是private（私有的）、protected（保護的）和public（公有的）。如果沒有訪問限定詞，則該域或方法的訪問權限是默認的或友好的。訪問權限只是在類體之外對域或方法訪問的限制，在類的內部，任何一個方法都可以直接訪問其它的域或方法，沒有限制。5.4.2私有域和私有方法在域或方法前加關鍵字private，表示域或方法的訪問權限是私有的。定義形式：private數(shù)據類型域;private方法類型方法名（[參數(shù)]）{//方法體}私有的域或方法只能被其所在類的方法訪問或調用，在類體之外不能通過對象名直接訪問。私有域或方法具有最高的保護權限。5.4.3公有域和公有方法在域或方法前加關鍵字public，表示域或方法的訪問權限是公有的。定義形式：public數(shù)據類型域;public方法類型方法名（[參數(shù)]）{//方法體}公有成員在程序的任何地方都可以被訪問。main()的訪問權限都是public，表示在任何地方都可以運行這個程序。通過公有的域或方法，可以使對象與其它對象進行信息交換，公有的方法可以看作是對象與外界的接口。5.4.4保護的域和保護的方法在域或方法前加關鍵字protected，表示域或方法的訪問權限是保護的。定義形式：protected數(shù)據類型域;protected方法類型方法名（[參數(shù)]）{//方法體}保護的成員可以被所在類的其它方法訪問；被子類繼承后，可以被子類中的其它方法直接訪問；在同一個包中，可以通過對象名直接訪問；不是同一包中的非子類，不能通過對象名直接訪問。5.4.5默認訪問權限的域和方法如果在定義域或方法時，在域或方法前不加任何訪問限定詞，則域或方法的訪問權限是默認的。默認的域或方法具有包的訪問權限，利用包的訪問權限，可以提高訪問的靈活性。5.4.5默認訪問權限的域和方法

同一個類同一個包不同包的子類不同包的非子類private√

默認的√√

protected√√√

public√√√√表5.1

訪問權限的作用范圍【例5.7】將例5.6中Circle類的域定義為private、方法定義為public。Example5_07.java5.4.6public類關鍵字public還可以修飾類，使類成為公共類。公共類可以被任何其它包中的類訪問，公共類中的公有成員也可以被任何其它包中的類訪問。一個Java源程序文件中可以定義多個類，但是最多只能有一個類是public類。一般地，main()方法應該定義在public類中。C目錄ONTENTS5.2類5.3對象5.6參數(shù)的傳遞5.1面向對象的基本概念5.4訪問權限5.5構造方法5.7對象組合5.8package和import5.9對象數(shù)組5.10static與static修飾成員5.11其它類型的類5.12小結5.5.1構造方法的作用構造方法用于創(chuàng)建對象。構造方法的作用就在于創(chuàng)建對象。當對象創(chuàng)建時，構造方法就會被調用，所以可以利用構造方法對對象中的域進行初始化。5.5.2實例初始化器可以在類中定義實例初始化器，利用實例初始化器對域進行初始化。實例初始化器也是一個方法，但它只有方法體，沒有方法頭部。實例初始化器的定義形式：{//實例初始化器方法體//……}每一次調用構造方法創(chuàng)建對象時，都要先調用實例初始化器，然后才能調用相應的構造方法。一個類中最多只能定義一個實例初始化器。5.5.3構造方法的定義與使用構造方法沒有類型，沒有返回值，方法名與所在類的類名相同，參數(shù)與方法體與一般的方法定義一樣，可以重載，多數(shù)情況下訪問權限定義為public，以便在類外可以創(chuàng)建該類的對象。構造方法定義形式：方法名([形式參數(shù)表列]){//構造方法的方法體}其中的“方法名”與所在類的類名相同。【例5.8】重寫例5.7中的Circle類，在類中定義必要的構造方法。Example5_08.javaC目錄ONTENTS5.2類5.3對象5.6參數(shù)的傳遞5.1面向對象的基本概念5.4訪問權限5.5構造方法5.7對象組合5.8package和import5.9對象數(shù)組5.10static與static修飾成員5.11其它類型的類5.12小結5.6.1基本類型數(shù)據作方法的參數(shù)方法中的參數(shù)是基本數(shù)據類型。當方法被調用時，將實際參數(shù)的值存入形式參數(shù)的內存空間。實際參數(shù)（變量）與方法參數(shù)分別占用不同的內存空間，所以，當方法參數(shù)的值發(fā)生改變，并不影響實際參數(shù)的值。定義方法時，如果方法有參數(shù)，則調用方法時必須向被調用方法傳遞數(shù)據。參數(shù)傳遞分為基本類型的參數(shù)和非基本類型的參數(shù)。數(shù)組和對象類型的參數(shù)屬于非基本類型。【例5.9】定義一個方法改變平面上一個點的位置。Example5_09.java5.6.2引用類型作方法的參數(shù)引用類型作方法的參數(shù)可分為數(shù)組類型的數(shù)據與對象類型的數(shù)據。【例5.10】定義一個方法改變平面上若干個點的位置。Example5_10.java1.數(shù)組類型的數(shù)據作方法的參數(shù)當用數(shù)組名作方法的參數(shù)時，是將數(shù)組的引用傳遞給被調用方法。當被調方法接收到數(shù)組的引用后，它所訪問的數(shù)組與主調方法中的數(shù)組是同一個數(shù)組。【例5.11】定義一個點類描述平面上的點，定義一個方法可以改變點的位置。Example5_11.java2.對象作方法的參數(shù)

當用對象名作方法的參數(shù)時，是將對象的引用傳遞給被調用方法。當被調方法接收到對象的引用后，它所訪問的對象與主調方法中的對象是同一個對象。C目錄ONTENTS5.2類5.3對象5.6參數(shù)的傳遞5.1面向對象的基本概念5.4訪問權限5.5構造方法5.7對象組合5.8package和import5.9對象數(shù)組5.10static與static修飾成員5.11其它類型的類5.12小結5.7.1對象組合的概念如果一個對象中的域是其它類的對象，則稱這個對象是組合對象，組合對象所在類稱為組合類。編寫程序時，盡可能將一個較復雜的對象分解成若干個容易表示的對象，每個對象所對應的類都是較為簡單的類，以便于問題的解決。5.7.2組合類的定義與使用在使用組合對象時，需要初始化組合類中的對象域。【例5.12】改寫例5.7，定義一個點類，將圓的圓心用點類的對象表示，仍然能計算圓的面積和周長，并能對圓進行移動。Example5_12.javaC目錄ONTENTS5.2類5.3對象5.6參數(shù)的傳遞5.1面向對象的基本概念5.4訪問權限5.5構造方法5.7對象組合5.8package和import5.9對象數(shù)組5.10static與static修飾成員5.11其它類型的類5.12小結5.8.1package語句在實際軟件開發(fā)過程中，可以將功能相近或相關的類放在一個包中，其它的功能相近或相關的類再放到其它包中。一個Java程序中可以定義若干個包，每個包中包含類，還可以再包含包（子包）。采用包管理類還可以避免重名問題。package語句和import語句都是與包和類操作有關的語句，使用package和import語句可以合理、有效地管理和使用類。

5.8.1package語句package語句的使用形式：1.定義包package包名[.子包名1[.子包名2[…]]];如果想使用某一個包中的類，需要在類的前面加上包名，表示是這個包中的類。使用方法：包名[.子包名1[.子包名2[…]]].類名對象名;2.使用包中的類5.8.1package語句【例5.13】定義日期類和學生，并將其放到包myClasses中。寫一個應用程序使用myClasses包中的類。Example5_13.java5.8.2import語句import語句用于導入已定義的類。import語句用法：import[包名[.子包名1[.子包名2[….子包n]]].*;import[包名[.子包名1[.子包名2[….子包n]]].類名;【例5.14】改寫例5.13，使用系統(tǒng)的日期類Date的對象表示日期，在主程序中用import語句將學生類引入進來，并生成學生類的對象。Example5_14.javaC目錄ONTENTS5.2類5.3對象5.6參數(shù)的傳遞5.1面向對象的基本概念5.4訪問權限5.5構造方法5.7對象組合5.8package和import5.9對象數(shù)組5.10static與static修飾成員5.11其它類型的類5.12小結5.9.1

對象數(shù)組的概念如果一個數(shù)組中的元素是對象類型，則稱該數(shù)組為對象數(shù)組。5.9.2

對象數(shù)組的定義與使用對象數(shù)組的定義與一般的數(shù)組定義類似，對象數(shù)組的聲明形式：類名對象數(shù)組名[];為對象數(shù)組分配內存空間：對象數(shù)組名=new類名[數(shù)組長度];5.9.2對象數(shù)組的定義與使用還必須為每一個元素實例化。比如如下的過程：Studentstu[]=newStudent[30];for(inti=0;i<stu.length;i++)stu[i]=newStudent();5.9.2對象數(shù)組實例【例5.15】設計一個雇員類，并創(chuàng)建雇員類的對象數(shù)組，輸出每個雇員的信息。

Example5_15.java對象數(shù)組還可以采用初始化的方法創(chuàng)建。創(chuàng)建形式：【例5.16】設計一個雇員類，創(chuàng)建雇員類的對象數(shù)組并初始化，輸出每個雇員的信息。

Example5_16.java類名對象數(shù)組名[]={對象表列};C目錄ONTENTS5.2類5.3對象5.6參數(shù)的傳遞5.1面向對象的基本概念5.4訪問權限5.5構造方法5.7對象組合5.8package和import5.9對象數(shù)組5.10static與static修飾成員5.11其它類型的類5.12小結

5.10.1static修飾域一個類的所有對象有相同的屬性或行為，就可以用關鍵字static修飾類的域或方法。使用static還可以定義靜態(tài)初始化器。關鍵字static修飾類的域，修飾域的形式如下：[訪問限定詞]static數(shù)據類型域名[=初值];用static修飾的域稱類域或靜態(tài)域。靜態(tài)域可以通過對象名或方法訪問，訪問形式：類名.靜態(tài)域名【例5.17】設計一個雇員類，創(chuàng)建雇員類的對象，統(tǒng)計雇員的出勤情況。Example5_17.java5.10.2static修飾方法關鍵字static還可以修飾方法，它所修飾的方法稱為類方法或靜態(tài)方法。定義類方法形式：static方法類型方法([形式參數(shù)表列]){//方法體}靜態(tài)方法一般用于訪問靜態(tài)域。通過對象名和類名調用靜態(tài)方法。通過類名調用靜態(tài)方法的形式：類名.方法名([實際參數(shù)表列])【例5.18】改寫例5.17，在類中定義靜態(tài)方法用于訪問靜態(tài)域。Example5_18.java5.10.3靜態(tài)初始化器靜態(tài)初始化器也是一個方法，但是它無方法名。靜態(tài)初始化器定義形式：static{//靜態(tài)域初始化語句}當靜態(tài)初始化器所在的類第1次被使用時，靜態(tài)初始化器首先被調用。【例5.19】改寫例5.18，在類中定義靜態(tài)初始化器用于對靜態(tài)進行初始化。

Example5_19.javaC目錄ONTENTS5.2類5.3對象5.6參數(shù)的傳遞5.1面向對象的基本概念5.4訪問權限5.5構造方法5.7對象組合5.8package和import5.9對象數(shù)組5.10static與static修飾成員5.11其它類型的類5.12小結5.11.1內部類在有些情況下，需要將類定義在一個比較小的范圍內，這個類的使用只限于這個小范圍，就可以將類定義成內部類或匿名類。如果一個類定義在另外一個類的內部，這個類就稱為內部類。包含內部類的類稱