《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》教案第11講教學(xué)對象計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)授課內(nèi)容4.10對象初始化4.11變量作用域4.12局部變量類型推斷4.13垃圾回收課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)（一）知識目標(biāo)1.了解對象初始化和變量作用域2.掌握局部變量類型推斷var的使用3.了解垃圾回收的概念（二）能力目標(biāo)1.能夠應(yīng)用類、對象、封裝、繼承、多態(tài)等知識編寫應(yīng)用程序2.能夠掌握面向?qū)ο罄碚撆c方法，進(jìn)行創(chuàng)新性的編程設(shè)計(jì)教學(xué)方法課前預(yù)習(xí)、課堂講授、課堂練習(xí)。學(xué)時及分配（第1學(xué)時50分鐘）課堂講授30分鐘課堂練習(xí)20分鐘4.10對象初始化4.11變量作用域4.12局部變量類型推斷4.13垃圾回收學(xué)時及分配（第2學(xué)時50分鐘）課堂講授20分鐘課堂練習(xí)30分鐘編程訓(xùn)練知識點(diǎn)分析重點(diǎn)：對象初始化變量作用域方法的遞歸調(diào)用難點(diǎn)：方法的遞歸調(diào)用

教學(xué)過程設(shè)計(jì)內(nèi)容方式問題導(dǎo)入上次課學(xué)習(xí)了實(shí)例變量和靜態(tài)變量，實(shí)例變量和靜態(tài)變量的初始化略有不同。在Java程序中需要創(chuàng)建許多對象。為對象確定初始狀態(tài)稱為對象初始化。下面我們來學(xué)習(xí)對象初始化相關(guān)內(nèi)容。內(nèi)容要點(diǎn)4.10對象初始化在Java程序中需要創(chuàng)建許多對象。為對象確定初始狀態(tài)稱為對象初始化。對象初始化主要是指初始化對象的成員變量。實(shí)例變量和靜態(tài)變量的初始化略有不同。當(dāng)一個對象不再使用，應(yīng)該清除以釋放它所占的空間，通過垃圾回收器清除對象。4.10.1實(shí)例變量的初始化Java語言能夠保證所有的對象都被初始化。實(shí)例變量的初始化有下面幾種方式：（1）聲明時初始化。（2）使用初始化塊。（3）使用構(gòu)造方法初始化。1.成員變量默認(rèn)值在類的定義中如果沒有為變量賦初值，則編譯器為每個成員變量指定一個默認(rèn)值。對引用類型的變量，默認(rèn)值為null。對基本數(shù)據(jù)類型的變量，默認(rèn)值如表4-1所示。【程序4-14】使用成員變量默認(rèn)值初始化對象狀態(tài)。Student.javapackagecom.boda.xy;publicclassStudent{intid;成員變量沒有賦初值，它們將使用默認(rèn)值。Stringname;成員變量沒有賦初值，它們將使用默認(rèn)值。doublemarks;booleanpass;//定義成員方法publicvoiddisplay(){System.out.println("id="+id);System.out.println("name="+name);System.out.println("marks="+marks);System.out.println("pass="+pass);}publicstaticvoidmain(String[]args){Students=newStudent();s.display();}}2.在變量聲明時初始化可以在成員變量聲明的同時為變量初始化，如下所示。3.使用初始化塊初始化在類體中使用一對大括號定義一個初始化塊，在該塊中可以對實(shí)例變量初始化。例如：intid;Stringname;doublemarks;booleanpass;{id=1001;這里是初始化塊，由一對大括號定界。name="李明";這里是初始化塊，由一對大括號定界。marks=90.5;pass=true;}4.使用構(gòu)造方法初始化可以在構(gòu)造方法中對變量初始化，例如，對于Student類可以定義下面的構(gòu)造方法。publicStudent(intid,Stringname,doublemarks,booleanpass){用構(gòu)造方法參數(shù)初始化成員變量。this.id=id;用構(gòu)造方法參數(shù)初始化成員變量。=name;this.marks=marks;this.pass=pass;}5.初始化次序從上面程序輸出結(jié)果可以看到，構(gòu)造方法被最后執(zhí)行，這與初始化塊和構(gòu)造方法在源代碼中的位置無關(guān)。實(shí)際上，程序是按下面順序?yàn)閷?shí)例變量初始化的。（1）首先使用默認(rèn)值或指定的初值初始化。（2）接下來執(zhí)行初始化塊。（3）最后再執(zhí)行構(gòu)造方法。4.10.2靜態(tài)變量的初始化靜態(tài)變量的初始化與實(shí)例變量的初始化類似，靜態(tài)變量如果在聲明時沒有指定初值，編譯器也將使用默認(rèn)值為其賦初值。主要方法有：（1）聲明時初始化。（2）使用靜態(tài)初始化塊。（3）使用構(gòu)造方法初始化。1.靜態(tài)初始化塊對于static變量除了可以使用前兩種方法初始化外，還可以使用靜態(tài)初始化塊。靜態(tài)初始化塊是在初始化塊前面加上static關(guān)鍵字。例如，下面的類定義就使用了靜態(tài)初始化塊。publicclassStaticDemo{staticintx=100;static{靜態(tài)初始化塊。x=48;靜態(tài)初始化塊。}publicStsticDemo{x=88;}//其他代碼}2.初始化順序當(dāng)一個類有多種初始化方法時，執(zhí)行順序是：（1）用默認(rèn)值給static變量賦值，然后執(zhí)行靜態(tài)初始化塊為static變量賦值。（2）用默認(rèn)值給實(shí)例變量賦值，然后執(zhí)行初始化塊為實(shí)例變量賦值。（3）最后使用構(gòu)造方法初始化實(shí)例變量和靜態(tài)變量。4.11變量的作用域在Java中有多個地方可以使用變量，如類的成員變量、方法的局部變量、代碼塊中聲明的變量（如for語句以及異常處理塊等）。變量的作用域（scope）是指一個變量可以在程序的什么范圍內(nèi)被使用。Java程序的作用域是通過塊實(shí)現(xiàn)的，塊（block）是使用一對大括號封裝的語句序列，塊可對語句進(jìn)行分組并定義變量的作用域。一般來說，變量只在其聲明的塊中可見，在塊外不可見。若一個變量屬于某個作用域，它在該作用域可見，即可被訪問，否則不能被訪問。變量的生存期（lifetime）是指變量被分配內(nèi)存的時間期限。當(dāng)聲明一個方法局部變量時，系統(tǒng)將為該變量分配內(nèi)存，只要方法沒有返回，該變量將一直保存在內(nèi)存中。一旦方法返回，該變量將從內(nèi)存棧中清除，它將不能再被訪問。對于對象，當(dāng)使用new創(chuàng)建對象時，系統(tǒng)將在堆中分配內(nèi)存。當(dāng)一個對象不再被引用時，對象和內(nèi)存將被回收。但不是對象離開作用域就立即被回收。實(shí)際上是在之后某個時刻當(dāng)垃圾回收器運(yùn)行時才被回收。4.12局部變量類型推斷在方法中聲明一個引用類型變量并使用構(gòu)造方法創(chuàng)建對象時，需要兩次輸入變量類型，第一次用于聲明變量類型，第二次用于構(gòu)造方法，比如：AccountmyAccount=newAccount();在聲明變量時使用一次類型名Account，在創(chuàng)建實(shí)例時又使用一次類型名，顯然存在代碼冗余問題。從Java10開始，開發(fā)人員可以使用var聲明一個局部變量，然后通過構(gòu)造方法或工廠方法創(chuàng)建對象，在創(chuàng)建對象時讓編譯器自己去推斷類型，從而確定變量的類型：varmyAccount=newAccount();在處理var時，編譯器先是查看表達(dá)式右邊部分，也就是所謂的構(gòu)造器，并將它作為變量的類型。這樣可以少輸入一些字符，更重要的是，它避免了信息冗余，而且對齊了變量名，更容易閱讀。不是在任何時候都可使用var聲明變量，它只能用在局部變量聲明并創(chuàng)建時，更準(zhǔn)確地說，是那些帶有構(gòu)造器的局部變量聲明。下面用法不正確。不可以,現(xiàn)在不能推斷myAccount的類型varmyAccount;不可以,現(xiàn)在不能推斷myAccount的類型myAccount=newAccount();字符串是引用類型，下面用法是正確的：varname="張大海";4.13垃圾回收在Java程序中允許創(chuàng)建盡可能多的對象，而不用擔(dān)心銷毀它們。當(dāng)程序使用完一個對象，該對象不再被引用時，Java運(yùn)行系統(tǒng)就在后臺自動運(yùn)行一個線程，它將銷毀該對象并釋放其所占的內(nèi)存空間，這個過程稱為垃圾回收（GarbageCollection，GC）。后臺運(yùn)行的線程稱為垃圾回收器（garbagecollector）。垃圾回收器自動完成垃圾回收操作，因此，這個功能也稱為自動垃圾回收。所以，在一般情況下，程序員不必關(guān)心對象不被清除而產(chǎn)生內(nèi)存泄露問題。1.對象何時有可能被回收當(dāng)一個對象不再被引用時，該對象才有可能被回收。請看下面代碼。Accountaccount=newAccount(),account2=newAccount();account2=account;上面代碼段創(chuàng)建了兩個Account對象account、account2，然后讓account2指向account，這時account2原來指向的對象沒有任何引用指向它了，也沒有任何辦法得到或操作該對象了，該對象就有可能被回收了。另外，也可明確刪除一個對象的引用，這通過為對象引用賦null值即可，如下所示：account2=null;//原來的account2對象可被回收，注意與上面代碼的區(qū)別一個對象可能有多個引用，只有在所有的引用都被刪除，對象才有可能被回收。2.強(qiáng)制執(zhí)行垃圾回收盡管Java提供了垃圾回收器，但不能保證不被使用的對象及時被回收。如果希望系統(tǒng)運(yùn)行垃圾回收器，可以直接調(diào)用System類的gc()方法，如下所示：System.gc();另一種調(diào)用垃圾回收器的方法是通過Runtime類的gc()實(shí)例方法，如下所示：Runtimert=Runtime.getRuntime();rt.gc();要注意，啟動垃圾回收器并不意味著馬上能回收無用的對象。因?yàn)椋瑘?zhí)行垃圾回收器需要一定的時間，且受各種因素如內(nèi)存堆的大小、處理器的速度等的影響，因此垃圾回收器的真正執(zhí)行是在啟動垃圾回收器后的某個時刻才能執(zhí)行。【知識點(diǎn)總結(jié)】（1）靜態(tài)成員使用static修飾符修飾。類的每個實(shí)例都能訪問這個類的靜態(tài)變量和靜態(tài)方法。然而，為清晰起見，最好使用“類名.變量”和“類名.方法”來訪問靜態(tài)變量和靜態(tài)方法。（2）實(shí)例變量的初始化順序是在聲明時初始化、使用初始化塊初始化、使用構(gòu)造方法初始化。靜態(tài)變量的初始化順序是聲明時初始化、使用靜態(tài)初始化塊初始化、使用構(gòu)造方法初始化。（3）當(dāng)一個對象不再被使用，自動調(diào)用后臺垃圾回收器銷毀對象，也可以調(diào)用System.gc()方法或者Runtime實(shí)例的gc()方法強(qiáng)制執(zhí)行垃圾回收器。但這些方法都不保證系統(tǒng)立即回收無用對象。編程訓(xùn)練教材習(xí)題4.7，4.8采用機(jī)房集中授課，邊講邊練，同時用啟發(fā)式、討論式等教學(xué)方法。布置課外學(xué)習(xí)任務(wù)課后思考題：1.在一個類中可以定義兩個同名但參數(shù)類型不同的方法嗎？在一個類中可以定義兩個名稱和參數(shù)列表相同，