第 对象和类PPT课件

1、6.2 OOP 概念 OOP (Object-oriented programming ) 就是使用对象进行程序设计. 对象代表现实世界一个可以明确标识的实体. 对象的状态是由数据域（ data fields，属性）的集合构成的。 对象的行为是方法的集合定义的。 第1页/共56页对象 data field 1 method n data field m method 1 (A) A generic object . . State (Properties) Behavior radius = 5 findArea() Data field, State Properties Method, B

2、ehavior (B) An example of circle object 对象包括状态和行为第2页/共56页 class Circle /* The radius of this 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() ret

3、urn radius * radius * 3.14159; 数据域 方法 构造方法 类构造方法可以创建类的对象。第3页/共56页6.3 Constructors构造方法Circle() Circle(double newRadius) radius = newRadius;第4页/共56页构造方法构造方法必须与定义它的类同名。构造方法没有返回类型，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。第5页/共56页用构造方法创建对象new ClassName();Example:new Circle();new Circle(5.0); 第6

4、页/共56页默认构造方法一个类可以不声明构造方法。在这种情况下，类中隐含声明了一个方法体为空的无参构造方法。只有当类中没有明确声明构造发发时它才会自动生成。第7页/共56页构建对象 circle1: Circle radius = 2 new Circle() circlen: Circle radius = 5 new Circle() . 类的UML 图形符号 对象的UML图形符号 Circle radius: double findArea(): double 数据域的UML图形符号 方法的UML图形符号 第8页/共56页6.4声明对象引用变量声明对象引用变量: 类名对象引用变量名;例如

5、:Circle myCircle;第9页/共56页一条语句声明、创建对象ClassName objectRefVar = new ClassName();Example:Circle myCircle = new Circle();Create an objectAssign object reference 第10页/共56页6.4.2 访问对象 引用对象的数据 objectRefVar.data e.g., myCircle.radius 引用对象的方法 objectRefVar.methodName(arguments) e.g., myCircle.findArea()第11页/共56

6、页Example 6.1 使用对象目标: 演示对象的创建、访问数据和方法. TestSimpleCircleRun第12页/共56页代码追踪Circle myCircle = new Circle(5.0);SCircle yourCircle = new Circle();yourCircle.radius = 100;Declare myCircleno valuemyCircle第13页/共56页代码追踪Circle myCircle = new Circle(5.0);Circle yourCircle = new Circle();yourCircle.radius = 100; :

7、 Circle radius: 5.0 no valuemyCircleCreate a circle第14页/共56页代码追踪Circle myCircle = new Circle(5.0);Circle yourCircle = new Circle();yourCircle.radius = 100; : Circle radius: 5.0 reference valuemyCircleAssign object reference to myCircle第15页/共56页代码追踪Circle myCircle = new Circle(5.0);Circle yourCircle

8、= new Circle();yourCircle.radius = 100; : Circle radius: 5.0 reference valuemyCircleno valueyourCircleDeclare yourCircle第16页/共56页代码追踪Circle myCircle = new Circle(5.0);Circle yourCircle = new Circle();yourCircle.radius = 100; : Circle radius: 5.0 reference valuemyCircleno valueyourCircle : Circle rad

9、ius: 0.0 Create a new Circle object第17页/共56页代码追踪Circle myCircle = new Circle(5.0);Circle yourCircle = new Circle();yourCircle.radius = 100; : Circle radius: 5.0 reference valuemyCirclereference valueyourCircle : Circle radius: 0.0 Assign object reference to yourCircle第18页/共56页代码追踪Circle myCircle = n

10、ew Circle(5.0);Circle yourCircle = new Circle();yourCircle.radius = 100; : Circle radius: 5.0 reference valuemyCirclereference valueyourCircle : Circle radius: 100.0 Change radius in yourCircle第19页/共56页警告回想一下： Math.methodName(arguments) (e.g., Math.pow(3, 2.5) 能否使用 SimpleCircle.findArea()? 答案是否定的.非静

11、态方法必须使用objectRefVar.methodName(arguments) (e.g., myCircle.findArea(). 第20页/共56页6.4.3 空值 null如果一个引用型变量没有引用任何对象，这个变量就有一个特别的值null。缺省： 数值型：0 布尔型：false Char型：u0000第21页/共56页举例public class Student String name; / name has default value null int age; / age has default value 0 boolean isScienceMajor; / isScie

12、nceMajor has default value false char gender; / c has default value u0000 public static void main(String args) Student student = new Student(); System.out.println(name? + ); System.out.println(age? + student.age); System.out.println(isScienceMajor? + student.isScienceMajor); System.out.p

13、rintln(gender? + student.gender); 第22页/共56页举例public class Test public static void main(String args) int x; / x has no default value String y; / y has no default value System.out.println(x is + x); System.out.println(y is + y); Compilation error: 变量没有初始化第23页/共56页6.4.4基本数据类型和引用类型变量的区别 1 基本数据类型 int i =

14、 1 i 引用类型 Circle c c reference Created using new Circle() c: Circle radius = 1 第24页/共56页6.4.4基本数据类型和引用类型变量的区别1c1: Circle radius = 5基本数据类型的赋值i = jBefore:i2j2After:i2j引用类型赋值c1 = c2Before:c1c2After:c1c2c2: Circle radius = 9第25页/共56页垃圾回收执行语句 c1 = c2后, c1 指向了 c2指向的对象. C引用的对象不能在使用，所以称之为垃圾. JVM自动回收垃圾. 第26页

15、/共56页6.5使用Java类库中的类目标: 使用 javax.swing 包中的 JFrame类创建2个窗体，并设置其属性。TestFrameRun第27页/共56页代码追踪JFrame frame1 = new JFrame(); frame1.setTitle(Window 1); frame1.setSize(200, 150); frame1.setVisible(true); JFrame frame2 = new JFrame(); frame2.setTitle(Window 2); frame2.setSize(200, 150); frame2.setVisible(tru

16、e); 声明、创建和赋值referenceframe1: JFrametitle: width:height:visible:第28页/共56页代码追踪JFrame frame1 = new JFrame(); frame1.setTitle(Window 1); frame1.setSize(200, 150); frame1.setVisible(true); JFrame frame2 = new JFrame(); frame2.setTitle(Window 2); frame2.setSize(200, 150); frame2.setVisible(true); referenc

17、eframe1: JFrametitle: Window 1width:height:visible:设置 title 属性第29页/共56页代码追踪JFrame frame1 = new JFrame(); frame1.setTitle(Window 1); frame1.setSize(200, 150); frame1.setVisible(true); JFrame frame2 = new JFrame(); frame2.setTitle(Window 2); frame2.setSize(200, 150); frame2.setVisible(true); reference

18、frame1: JFrametitle: Window 1width: 200height: 150visible:设置 size属性第30页/共56页代码追踪JFrame frame1 = new JFrame(); frame1.setTitle(Window 1); frame1.setSize(200, 150); frame1.setVisible(true); JFrame frame2 = new JFrame(); frame2.setTitle(Window 2); frame2.setSize(200, 150); frame2.setVisible(true); refe

19、renceframe1: JFrametitle: Window 1width: 200height: 150visible: true设置 visible属性第31页/共56页代码追踪JFrame frame1 = new JFrame(); frame1.setTitle(Window 1); frame1.setSize(200, 150); frame1.setVisible(true); JFrame frame2 = new JFrame(); frame2.setTitle(Window 2); frame2.setSize(200, 150); frame2.setVisibl

20、e(true); referenceframe1: JFrametitle: Window 1width: 200height: 150visible: true声明、创建和赋值referenceframe2: JFrametitle:width:height:visible:第32页/共56页代码追踪JFrame frame1 = new JFrame(); frame1.setTitle(Window 1); frame1.setSize(200, 150); frame1.setVisible(true); JFrame frame2 = new JFrame(); frame2.set

21、Title(Window 2); frame2.setSize(200, 150); frame2.setVisible(true); referenceframe1: JFrametitle: Window 1width: 200height: 150visible: truereferenceframe2: JFrametitle: Window 2width:height:visible:设置 title 属性第33页/共56页代码追踪JFrame frame1 = new JFrame(); frame1.setTitle(Window 1); frame1.setSize(200,

22、150); frame1.setVisible(true); JFrame frame2 = new JFrame(); frame2.setTitle(Window 2); frame2.setSize(200, 150); frame2.setVisible(true); referenceframe1: JFrametitle: Window 1width: 200height: 150visible: truereferenceframe2: JFrametitle: Window 2width: 200height: 150visible:设置 size 属性第34页/共56页代码追

23、踪JFrame frame1 = new JFrame(); frame1.setTitle(Window 1); frame1.setSize(200, 150); frame1.setVisible(true); JFrame frame2 = new JFrame(); frame2.setTitle(Window 2); frame2.setSize(200, 150); frame2.setVisible(true); referenceframe1: JFrametitle: Window 1width: 200height: 150visible: truereferencefr

24、ame2: JFrametitle: Window 2width: 200height: 150visible: true设置 visible 属性第35页/共56页Private修饰符允许在同一个类里访问缺省情况下，可以在同一个包里访问Public修饰符在任何地方都可以访问。 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(); can access o.x; can access o.y

25、; cannot access o.z; can invoke o.m1(); can invoke o.m2(); cannot invoke o.m3(); package p1; package p2; public class C3 C1 o = new C1(); can access o.x; cannot access o.y; cannot access o.z; can invoke o.m1(); cannot invoke o.m2(); cannot invoke o.m3(); 6.6可见性修饰符、访问器和修改器第36页/共56页数据域为什么要用 private?保护

26、数据使类更容易维护Private修饰符只能修饰数据和方法，不能修饰整个类（除了内部类）。可见修饰符只能修饰类的成员，不能修饰方法中的局部变量。第37页/共56页6.7 数据域的封装CircleRunTestCircle为了避免通过对象引用直接修改属性，应该使用private修饰符声明私有域，这就称为数据域的封装。为了能够访问这些私有数据域，应该编写get方法返回数据值；为了能够修改，可以编写set方法进行设置。第38页/共56页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，那么该对象就称为永久对象，它的类称为永久类。 一个类成为永久类，必须将所有数据域说明为私有的，并且不含

27、返回引用非永久对象数据域的修改器和访问器。第39页/共56页举例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; public class

28、BirthDate private int year; private int month; private int day; public BirthDate(int newYear, int newMonth, int newDay) year = newYear; month = newMonth; day = newDay; public void setYear(int newYear) year = newYear; public class Test public static void main(String args) Student student = new Studen

29、t(111223333, 1970, 5, 3); BirthDate date = student.getBirthDate(); date.setYear(2010); / Now the student birth year is changed! 第40页/共56页6.9 给方法传递对象参数 基本数据类型传递的是值 传递引用类型的参数时，传递的是对象的引用。TestPassObjectRun第41页/共56页给方法传递对象参数 Space required for the main method int n: 5 myCircle: 栈 Space required for the p

30、rintAreas method int times: 5 Circle c: reference A circle object 堆 reference 传引用值 传值 第42页/共56页6.10 实例变量和方法实例变量属于类中的每个对象的实例，不能被同一个类的不同对象共享。实例方法属于属于实例，只能在实例创建后使用。调用方法：对象名.方法名（）；第43页/共56页6.10 静态变量和方法 静态变量将变量值存储与类的公用内存。 修改静态变量的值，同一类中的所有对象都会受到影响。 要声明一个常量，在静态变量声明中加上关键字final。第44页/共56页静态变量和方法 CircleWithSta

31、ticVariableAndMethod -radius: double -numberOfObjects: int +getRadius(): double +setRadius(radius: double): void +getNumberOfObjects(): int +findArea(): double 1 radius circle1 -radius = 1 -numberOfObjects = 2 instantiate instantiate Memory 2 5 radius numberOfObjects UML Notation: +: public variable

32、s or methods -: private variables or methods underline: static variables or methods circle2 -radius = 5 -numberOfObjects = 2 第45页/共56页静态变量使用示例 目标: 跟踪静态变量 numOfObjects 的变化。TestCircleWithStaticVariableAndMethodRunCircleWithStaticVariableAndMethod第46页/共56页6.11 变量的作用域 实例变量和静态变量的作用域是整个类，他们可以在类中的任何一个位置声明。

33、 局部变量的声明和使用都在一个方法的内部。从声明开始，到包含变量的语句块结束。第47页/共56页6.12关键字this 可以代表调用实例方法的对象. 可以用在构造方法中，以调用同一类中的其他构造方法. 第48页/共56页代表被调用的对象 class Foo int i = 5; static double k = 0; void setI(int i) this.i = i; static void setK(double k) Foo.k = k; Suppose that f1 and f2 are two objects of Foo. Invoking f1.setI(10) is t

34、o execute f1.i = 10, where this is replaced by f1 Invoking f2.setI(45) is to execute f2.i = 45, where this is replaced by f2 第49页/共56页用在构造方法中 public class Circle private double radius; public Circle(double radius) this.radius = radius; public Circle() this(1.0); public double findArea() return this.

35、radius * this.radius * Math.PI; 每个实例变量属于this表示的实例，正常情况下省略this 用于引用将要创建对象的数据域 这里的this用于调用另一个构造方法 第50页/共56页6.13 对象数组 reference Circle object 0 circleArray0 circleArray circleArray1 circleArray9 Circle object 9 Circle object 1 Circle circleArray = new Circle10; 对象的数组实际上引用变量的数组，包括数组引用和对象引用2个层次。第51页/共56页

36、对象数组 Example 6.2: 求圆的数组的面积之和 TotalAreaRun第52页/共56页6.14 类的抽象和封装类抽象就是将类的实现和使用分离。类的使用者不需要知道类是如何实现的，实现细节对用户隐藏，这就是类的封装。 Class Contract (Signatures of public methods and public constants) Class Class implementation is like a black box hidden from the clients Clients use the class through the contract of the class 第53页/共56页 Loan -annualInterestRate: double -numberOfYears: int -loanAmount: double -loanDate: Date +Loan() +Loan(annualInterestRate: double, numberOfYears: int, loanAmount: double) +getAnnualInteres