java教材课件05java面向对象程序设计

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1、第5章 Java面向对象程序设计1教学目的要求n理解java语言的面向对象技术，包括面向 对象的基本概念、面向对象的程序设计方法 ；n理解java中的类、包、对象、抽象类、接 口和面向对象的特性；n掌握Java语言中类、方法和接口的基本定 义及使用方法；n了解包的概念及打包和引入方法；n通过技能实训,掌握一般Java程序的面向对 象编程方法,达到熟练开发Java一般程序的 目的。 2本章内容n5.1 类n5.2 访问控制符与封装n5.3 继承n5.4 非访问控制符接口n5.5 Java的名字空间和包n5.6 接口35.1 类n面向对象回顾n5.1.1 类的定义 n5.1.2 类的使用n5.1.

2、3 方法重载n5.1.4 内部类 4面向对象回顾（1）-基本思想n面向对象的基本思想面向对象是一种新兴的程序设计方法,或者是 一种新的程序设计规范(paradigm),其基本思想是 使用对象、类、继承、封装、消息等基本概念来进 行程序设计。从现实世界中客观存在的事物（即对 象）出发来构造软件系统，并且在系统构造中尽可 能运用人类的自然思维方式。开发一个软件是为了 解决某些问题，这些问题所涉及的业务范围称作该 软件的问题域。其应用领域不仅仅是软件，还有计 算机体系结构和人工智能等。 5面向对象回顾（1）-基本思想n1 对象的基本概念对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，它是构成系统 的一个基本

3、单位。一个对象由一组属性和对这组属性进行操作的 一组服务组成。 主动对象是一组属性和一组服务的封装体，其 中至少有一个服务不需要接收消息就能主动执行（称作主动服务 ）。n2 类的基本概念类是具有相同属性和服务的一组对象的集合，它为属于该类 的所有对象提供了统一的抽象描述，其内部包括属性和服务两个 主要部分。在面向对象的编程语言中，类是一个独立的程序单位 ，它应该有一个类名并包括属性说明和服务说明两个主要部分。 n3 消息 消息就是向对象发出的服务请求，它应该包含下述信息：提供服 务的对象标识、服务标识、输入信息和回答信息。服务通常被称 为方法或函数。6面向对象回顾（2）-基本特性n1封装性封装

4、性就是把对象的属性和服务结合成一个独立的相同 单位，并尽可能隐蔽对象的内部细节，包含两个含义： 把对象的全部属性和全部服务结合在一起，形成一个 不可分割的独立单位（即对象）。 信息隐蔽，即尽可能隐蔽对象的内部细节，对外形成 一个边界或者说形成一道屏障，只保留有限的对外接口 使之与外部发生联系。封装的原则在软件上的反映是：要求使对象以外的部分 不能随意存取对象的内部数据（属性），从而有效的避免了 外部错误对它的“交叉感染“，使软件错误能够局部化，大大 减少查错和排错的难度。7面向对象回顾（2）-基本特性n2继承性特殊类的对象拥有其一般类的全部属性与服务，称作特殊类 对一般类的继承。 一个类可以是

5、多个一般类的特殊类，它从多个一般类中继承了 属性与服务，这称为多继承。 在java语言中，通常我们称一般类为父类（superclass,超类 ），特殊类为子类(subclass)。n3多态性对象的多态性是指在一般类中定义的属性或服务被特殊类继 承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。这使得 同一个属性或服务在一般类及其各个特殊类中具有不同的语义。 例如：“几何图形“的“绘图“方法，“椭圆“和“多边形“都是“几何 图“的子类，其“绘图“方法功能不同。8面向对象回顾（3）-面向对象方法学nOOAObject Oriented Analysis 面向对象的分析nOODObject Orie

6、nted Design 面向对象的设计nOOIObject Oriented Implementation 面向对象的实现 95.1.1 类的定义n类是java中的一种重要的复合数据类型， 是组成java程序的基本要素。它封装了一 类对象的状态和方法，是这一类对象的原 形。一个类的实现包括两个部分：类声明 和类体 n1类声明：类声明中包括关键字Class,类名及类的 属性。类声明的格式如下：nclassextendsimplements 10n同时，在类声明中还可以包含类的父类（超类），类所实现的接口 以及修饰符public、abstract或final，这些内容将在后面的几节中 分别介绍。n

7、由类定义可知，类定义包括关键词class、类名和类的属性。类名是 Java语言合法的标识符，类名一般具有一定的含义。n(1)类定义修饰符n类的说明性修饰符说明类的性质和访问权限，包括public、缺省修 饰符、abstract、final。关于修饰符具体含义后面详细介绍。n(2)extendsnextends说明类的父类,一般形式为extends父类名Java语言 中，如果在类说明中无extends，则隐含地假设其父类为 Java.lang.object类。115.1.1 类的定义n2类主体类主体是是Java类的主体部分，完成变量的说明以及方法的定 义及实现。在类中，用变量来说明类的状态，而用

8、方法来实现类的 行为。包含类主体的类结构如下：nn n nn通常变量在方法前定义(并不一定要求)，Java语言中没有独立的函 数和过程，所有的子程序都是作为类方法定义的。如下所示:nclass className nmemberVariable Declarations nmethod Declarations 125.1.1 类的定义n3成员变量成员变量的声明方式如下：public | protected | private static final transient volatile typevariableName; /成员变 量其中，static: 静态变量（类变量）；相对于实例变量

9、final: 常量transient: 暂时性变量，用于对象存档，用于对象的串行化， 见对象的串行化一节volatile: 贡献变量，用于并发线程的共享 135.1.1 类的定义n4成员方法说明成员方法定义的一般形式为：n方法修饰符 ()方法 体n方法说明是指出方法返回类型、方法名、访问权限和入口参数。n 方法修饰符n成员方法修饰符主要有public、private、protected、final、 static、abstract和synchronized共7种，前3种的访问权限、说明 形式和含义与成员变量一致。修饰符说明详见5.2、5.4节。n 方法的返回值类型nJava语言要求在成员方法说

10、明中必须指明方法返回值的类型，返回 值的类型为Java语言的任何数据类型。如果一个成员方法不需要返 回值，则其返回值的类型被说明为void。方法返回值用return语句 来实现，如果有返回值，那么return语句要带参数，并且return语 句中返回的数据类型必须与方法说明中的方法返回值的类型一致。 14n方法名n成员方法名是Java语言合法的标识符，为了提高程序的可 读性，成员方法名一般具有一定的含义。n参数列表n成员方法的参数列表是由逗号分隔的类型及参数名组成， 是可选项。类型可以是Java语言的任何数据类型。n方法体n方法体是一个方法定义的主要部分，包含了所有实现方法 功能的Java语言

11、程序代码。在方法体中可以定义局部变量 ，它的作用域仅在方法体内，当方法被执行结束之后，该 方法内部的所有局部变量也就失效了，局部变量不能与参 数列表中参数名同名。方法体用“”括起来。 15【例5-2】定义一个方法，方法功能为根据参数r的大小， 返回圆的面积。在类中赋参数r，并且输出面积值。 public class Li5_02 public static void main(String args) double k; Li5_02 mj=new Li5_02(); k=mj.area(5); System.out.println(k); public double area(int r)/

12、定义area方法，带有一 个参数 final double PI=3.14; /定义常量PI，并赋初值3.14 return PI*r*r; /根据r的值，计算面积后，返回面积值 运行结果为: 78.5165.1.1 类的定义n5.构造方法构造方法是一种特殊的方法，主要用于为类的方法中变 量赋初始值的功能。当用new创建一个类的新的对象时，构造 方法就立即执行。构造方法名字必须与类名相同。除了构造 方法，在类中不能出现与类名相同的方法。构造方法的语法 为：npublic 类名（参数列表）n语句序列；nnJava语言中每个类都有构造方法，如果一个类中没有说明该 类的构造方法，则系统将提供隐含的不

13、带任何参数的构造方 法，这个空的构造方法其实什么也不做。一旦我们定义了自 己的构造方法，Java编译器就不再添加这种缺省的构造方法 。 175.1.1 类的定义n 构造方法的特点:n构造方法没有返回值类型，甚至没有void。其修饰符只能是访问控 制修饰符，即public、private、protected中的任一个。n构造方法不能从父类中继承。n构造方法可以重载，一个类可以有任意多个构造方法。不同的构造 方法根据参数的不同状态来选择合适的构造方法。n构造方法不能直接通过方法名引用，必须通过new运算符。n在构造方法中可以调用当前类和其父类的另一个构造方法，但必须 是方法体的第一条语句。使用当前

14、类的构造方法用this来引用，使用 其父类的构造方法用super来引用。 185.1.2 对象的使用 n5.1.2.1 对象创建n在Java语言中，一个Java对象是类的一个实例，创建一个对象 就是创建类的一个实例，对象即类的实例化。new运算符用于创 建一个类的实例并返回对象的引用。对象创建包括对象声明， 实例化和初始化三方面的内容。一般格式为：ntype 对象名=new type(参数列表)；n其中type为引用组合类型（包括类和接口）。该格式声明了一 个类型为type的对象。对象的声明并不为对象分配内存空间。 用运算符new为对象分配内存空间，实例化一个对象。比如：nString Use

15、rName=new String(“zhangsan”);195.1.2 对象的使用5.1.2.2 对象使用 对象的使用包括引用对象的成员变量和方法，通过运算符“”可 以实现对实例变量的访问和实例方法的调用，变量和方法还可以设 定一定的访问权限来允许或禁止其他对象对它的访问。通常有两种 途径来使用对象： 1.引用对象中的变量 引用对象的变量的一般形式为:. 2.引用对象中的方法 引用对象中的方法的一般形式为：.() 其中，参数列表是可选项。在进行对象方法的引用时，方法中参数 的个数、参数的数据类型与原方法中定义的要一致，否则编译时会 出错。 205.1.2 对象的使用n5.1.2.3 对象数组

16、n前面已经讲过，数组的元素不仅可以是基本数据类型， 也可以是对象。在实际应用中，更普遍的可能是数组元 素是对象的对象数组了。下面用CCircle类作为例子介 绍对象数组的创建和使用。如果定义CCircle类（见例 5.4源程序），那么，如何来创建和操纵CCircle类的对 象的一个数组呢？实际上，对象数组的创建与基本数据 类型的数组是一样的，分两步进行：n1.声明类类型的数组变量，并用new分配内存空间给数 组；n2.用new产生新的对象，并分配内存空间给它。 215.1.2 对象的使用5.1.2.4 对象释放n如前所述，用new来创建新的对象，此时Java便会分配内存空间给它 。如果此对象不在使用了，Java一样可回收它所占的内存空间。其作 法是，把指向该对象的值设置为null。该对象便成了无用对象，Java 系统通过垃圾回收器GC（Garb