第3章 Java中的对象与

第3章Java中的对象与类Java语言是纯粹的面向对象的编程语言。因此，面向对象设计开发程序的思想，就是Java的核心内容。在这一章中，将首先简单介绍一些面向对象程序设计的基本理念。在此基础上，将介绍Java中如何开发自己的类，以及如何通过类创建对象，并且向大家深入介绍面向对象的主要特性。同时用最为简单的例子，来分别向大家介绍如何使用继承、接口、内部类等技术。3.1面向对象概述面向对象（ObjectOriented简称OO）是当今主流的程序设计方式，取代了70年代的“过程化”程序设计。Java是完全面向对象的语言，用其进行面向对象的软件开发是非常方便、高效的。本节将对面向对象的基础知识进行简单地介绍，主要包括面向对象程序设计思想的诞生、面向过程与面向对象程序设计思想的对比、面向对象技术的背景和特点等三方面的内容。随着软件复杂度的提高，以及Internet的迅猛发展，原先面向过程的软件开发方式已经很难满足软件开发的需要。针对日趋复杂的软件需求挑战，软件业界发展出了面向对象的软件开发模式。目前作为针对软件危机的最佳对策，OO技术已经引起人们的普遍关注。3.2类的定义与对象的创建如果一切都是对象，那么是什么决定了某一类对象的外观与行为呢？答案是“类”。类是构造对象的模板或蓝图。如建筑物与设计图纸的关系一样，通过一份设计图纸，可以建造出很多建筑物，而Java开发人员在编写代码时，实际上是在编写类代码，对象只有程序运行时才存在。当创建一个Java程序时，可以通过类声明来定义类，然后使用类来创建用户需要的对象。类声明是用来创建对象模板的抽象规格说明。在前面的一些章节中，已经编写过一些简单的类，只是那些类一般只有main方法。3.3包的使用在实际项目开发中，往往需要开发很多不同的类，能否方便高效地组织这些类对项目的开发与使用具有很重要的意义。Java中提供包将不同类组织起来进行管理，借助于包可以方便地组织自己的类代码，并将自己的代码与别人提供的代码库分开管理。使用包的重要目的之一就是可以在同一个项目中使用名称相同的类，假如两个开发人员不约而同地建立了两个相同名字的类，只要将其放置在不同的包中，就不会产生冲突。本节将从类的放置与导入两个方面对包及其使用进行介绍，主要包括如下内容：（1）声明创建包（2）引入包内的资源3.3.1声明创建包要想将类放入指定的包中，就必须使用package语句，具体语法如下。package<包名>;声明创建包必须注意以下几点：（1）package语句必须放在源文件的最前面，其之前不可以有其他任何语句。（2）每个源文件中最多有一句package语句，因为一个类不可能属于两个包，就如同不能把一件衣服同时放进两个箱子一样。（3）包名可以是用点“.”分隔的一个序列，如java.lang，这就表示此源文件中的类在java包下的lang子包中。3.3.2引入包内的资源当一个类要使用与自己处在同一个包中的类时，直接访问即可。若要使用其他包中的类就必须使用import语句，基本语法如下。import<包名>.*;import<包名>.类名;1．两个包中有同名类，但只用到其中一个及其他不同名的类2．两个包中有同名类，且都要使用3.4类的成员变量和方法类的成员变量和方法是组成类的基本元素。成员变量是用来描述类所抽象出的属性，而方法则是用来获取或改变这些属性的值。在这一节中，将主要介绍如何声明和使用类中的成员变量。3.4.1访问修饰符首先，在了解类的成员变量之前必须先对访问修饰符有一个大概的了解。在Java程序中，访问修饰符可以出现在类、成员变量、构造方法或方法前，是用来控制访问权限的修饰符。Java语言中提供了如下所示四种形式的访问修饰符。（1）public：（2）private：（3）protect：（4）（default）：3.4.2成员变量定义一个类后，就可以在类体中声明两种类的成员，成员变量与成员方法。本节介绍与成员变量开发相关的一些知识，主要包括成员变量的开发与使用、成员变量的初始值以及对象引用变量的比较等内容。成员变量就是类的属性，类定义中的属性指定了使一个对象区别于其他对象的值。比如，学生类的定义中包括年龄、姓名和班级这些属性，每个对象的这些属性都有自己的值。所有由类定义建立的对象都共享类的方法，但是，它们都拥有各自属性变量的副本。3.4.3成员变量的初始值每当创建一个对象后，如果对象有成员变量，则系统会自动为其分配一个初始值。下面将对基本数据类型与对象引用类型成员变量分别进行介绍。1．基本数据类型成员变量2．对象引用型成员变量3.4.4方法在Java中，对对象的操作由方法来完成。要使一个对象完成某些工作，就要调用其相应的方法。方法实际上描述的是一个行为，一种功能，决定了一个对象能够接收什么样的消息，做出什么反应。方法的基本组成包括：方法的声明以及方法体，基本语法如下：返回值类型方法名（参数序列）{方法体}1．参数序列2．方法体3．返回值类型3.4.5构造方法构造方法是类中一个特殊的方法。与其他方法不同，构造方法主要是用来初始化类，创建类的实例（也就是类的对象，之后会详细介绍）。构造方法的名字和类的名字是相同的。并且没有返回值类型。在构造方法前，只可以使用访问修饰符public、private及protected。在Java程序中创建一个类，若要让这个类工作，就必须创建这个类的对象。3.4.6参数的传递同其他的编程语言一样，既然存在方法，就会有参数的传递。前面介绍过，方法参数就是方法圆括号内的常量值、变量、表达式或函数。当定义方法时，这时方法中的参数称为形式参数（形参），使用来反映参数的类型及个数的；而当我们调用该方法时，这时的参数称之为实际参数（实参）。通过参数的传递，可以将变量的值传递给方法内部进行处理，但需要注意的是，在Java中，传递的参数共有如下所示两种.（1）基本类型参数：（2）对象引用型参数：3.5抽象类与接口在之前，已经向大家介绍过类的定义与对象的创建。本节将要介绍Java语言中两种较为常用的技术：抽象类和接口。3.5.1抽象类与抽象方法abstract关键字是抽象修饰符，只能用于修饰类和方法。该关键字用来表明所定义的类或方法是未实现的。（1）抽象类：（2）抽象方法：3.5.2接口Java语言中的接口不同于一般的类，通常都称之为接口类，是用来描述类的功能的。在接口类中，定义了抽象的方法和常量，形成一个属性集合，该属性集合代表了一组功能的实现。之在Java语言中，一个类只能继承一个父类；但是一个类可以实现多个接口，因此使用接口主要是为了实现类似于类的多重继承功能。接口的声明需要使用interface关键字来实现。接口声明的语法格式，如下代码片断所示：[public]interface接口名[extends父类接口]{[public][static][final]常量类型 常量名=常量值；[public][abstract]返回类型方法名(参数列表)[throw异常列表]}3.6final关键字finnal关键字可以用于类、方法、变量前，用来表示该关键字所修饰的类、方法、变量具有不可变的特性。具体情况如下所述。（1）final关键字用于基本数据类型变量前：（2）final关键字用于方法声明前：（3）final关键字用于类名前：3.7类的继承继承是两个类之间的一种关系。当一个类A继承了一个已存在的类B后，类A就拥有了类B所有的非private的属性和方法，但同时，类A中还可以根据需要，添加新的方法和属性。简单的说，继承就是创建一个新的类，并使这个类复制了一个已经存在的类，并在其基础上进行了扩展。一般会将被继承的类称为父类或超类，继承父类或超类的类称之为子类。在Java语言中，一个类可以拥有多个子类，但是一个子类只能拥有一个父类。父类实际上是所有子类的公共属性的集合。而每一个子类则是父类的一个扩展或特殊化。在面向对象的程序设计中，采用继承的机制来组织、设计系统中的类，可以使得程序结构清晰、降低编码和维护的工作量，同时可以提高程序的抽象程度，使之更加接近于人类的思维方式，提高了程序开发的效率。3.7.1如何定义子类在Java程序中，若要定义子类，就需要使用“extends”关键字。其语法格式如下所示：class子类名extends父类名{//类体：包含属性和方法}3.7.2方法的覆盖父类中的方法使用继承的过程中，可以实现方法的覆盖。方法的覆盖只是存在于父类和子类之间。当父类中的一个方法在它的子类中重新获得定义时，若该方法的方法名、参数、返回值类型均不变，只有方法体发生了变化时，就称子类的方法覆盖了父类方法。3.7.3this与super关键字本小节将介绍super关键字与this关键字的相关知识与用法。1．this关键字2．super关键字3.7.4继承的层次结构Java语言的继承关系中，一个类最多只能有一个父类。但一个父类可以同时拥有多个不同的子类。换句话说，父类实际上是所有子类的公共属性的集合。而每一个子类则是父类的一个扩展或特殊化。在这里以交通工具这个抽象概念为例，来说明类之间继承的层次结构。交通工具类是所有交通工具的共同属性的集合，这些共同属性包括移动速度、承载人数、载货量、所处状态等静态属性；同时也包含了启动、停止、加速、减速、维修等一些动态的行为方法。在这个基础上，将交通工具类具体化、特殊化，就会派生出三个子类，包括：陆地交通工具、海上交通工具和空中交通工具三个子类。3.7.4继承的层次结构3.8static关键字被static修饰的成员与普通的成员有很大的不同，因此本书将其作为一个独立的概念来处理。static关键字只能修饰成员，只要身份是成员便