第五章面向?qū)ο蠡A遼寧機電職業(yè)技術學院信息工程系軟件教研室遲勇本章學習任務使用面向?qū)ο蟮姆椒ㄍ瓿伞皥A”類的設計為類添加變量和方法方法中使用引用類型的參數(shù)和返回值方法重載和方法重寫的意義和設計方法使用構造方法為對象的成員屬性賦值Java中的訪問修飾符（public、protected、private）和存儲修飾符（static、final）本章技能目標掌握OOP基本概念和特征掌握Java中的OOP語法理解并掌握Java中的訪問修飾符和存儲修飾符的用法理解方法重載與方法重寫的區(qū)別預習檢查（1）--預習新單詞單詞釋義單詞釋義OOPEncapsulationAPIInheritancePolymophismOverLoadOverridepublicprotectedprivatestaticfinal預習檢查（2）方法重載與方法重寫的區(qū)別為什么要使用構造方法？Java中的訪問修飾符有哪些？OO基礎-內(nèi)容目錄OOP基本思想JavaOOP語法基礎Java的修飾符類的繼承5.1OOP基本思想數(shù)據(jù)的處理是程序設計的核心。傳統(tǒng)的面向過程的編程設計思路是這樣的：

先設計一組函數(shù)用來解決一個問題，然后再確定函數(shù)中相應需要處理的數(shù)據(jù)的存儲位置，即“算法＋數(shù)據(jù)結(jié)構＝程序”。而面向?qū)ο缶幊蹋∣OP：ObjectOrientedProgramming）的思路恰好相反，是先確定要處理的數(shù)據(jù)，然后再設計處理數(shù)據(jù)的算法，最后將數(shù)據(jù)和算法封裝在一起，構成類與對象。5.1OOP基本思想OO設計方式有很多優(yōu)點：(1)更接近人們對客觀世界事物的認識(2)對數(shù)據(jù)和算法的封裝更有利于數(shù)據(jù)安全(3)使程序設計更簡單，更易于維護使用面向?qū)ο蟮乃枷雭碓O計程序例5-1：用面向過程的C語言實現(xiàn)兩數(shù)相加

例5-2：用帶過程化的面向?qū)ο驝++語言實現(xiàn)

例5-3：用純面向?qū)ο驤ava語言實現(xiàn)

三個例程的結(jié)果相同，都是:711例5-1：用面向過程的C語言實現(xiàn)兩數(shù)相加#include<stdio.h>intsum(intx,inty){

returnx+y;};voidmain(){

inta=3,b=4,c=5,d=6;

printf("a+b=%d\n",sum(a,b));

printf("c+d=%d\n",sum(c,d));}例5-2：用帶過程化的面向?qū)ο驝++實現(xiàn)#include<iostream.h>classCalculate{

public: intsum(Intx,inty) { returnx+y; }};voidmain(){ inta=3,b=4,c=5,d=6; Calculateobj; cout<<obj.sum(a,b)<<endl; cout<<obj.sum(c,d)<<endl;}例5-3：用純面向?qū)ο驤ava語言實現(xiàn)

classCalculate{ intsum(intx,inty) { returnx+y; } publicstaticvoidmain(String[]args) { Calculateobj=newCalculate(); inta=3,b=4,c=5,d=6; System.out.println(obj.sum(a,b)); System.out.println(obj.sum(c,d)); }}5.1.2類與對象

類和對象是OOP中最基本的兩個概念，其實它們是比較好理解的，簡而言之，類是對象的模板，對象是類的具體實現(xiàn).實例化是將類的屬性設定為確定值的過程，是“一般”到“具體”的過程；抽象是從特定的實例中抽取共同的性質(zhì)以形成一般化概念的過程，是“具體”到“一般”的過程。

5.1.2類與對象

關于“類”：類是具有共同屬性和行為的對象的抽象類可以定義為數(shù)據(jù)和方法的集合類也稱為模板，因為它們提供了對象的基本框架類是對象的類型，在語句中相當于數(shù)據(jù)類型使用關于“對象”，具有兩方面的含義：

在現(xiàn)實世界中：是客觀世界中的一個實體在計算機世界中：是一個可標識的存儲區(qū)域?qū)ο笙喈斢谧兞?/p>

5.1.3OOP基本特性

2繼承

Inheritance1封裝Encapsulation3多態(tài)Polymophism1.封裝（Encapsulation）

把類中的一些描述細節(jié)隱藏內(nèi)部，用戶只能通過接口來訪問類中的內(nèi)容，這種組織模塊的方式稱為“封裝”。封裝是一種信息隱藏的技術，用戶在訪問對象的時候，只能看到對象表面上的東西，它們是留給用戶訪問對象的接口（簡稱API：ApplicationProgramInterface），而內(nèi)部的信息，外界用戶是不能直接訪問的，這就保證了類中數(shù)據(jù)不會被意外篡改。用戶類屬性（私有區(qū)）API方法（公有區(qū)）2.繼承（Inheritance）

為了代碼復用，OOP語言允許一個類（子類）使用另一個類（父類）的屬性和方法，這種子類使用父類屬性和方法的特性稱為“繼承”。反之則稱為“派生”。例如：公司的雇員（Employee）派生為銷售員（Saler）和部門經(jīng)理（Manager）兩類，銷售經(jīng)理（Sale_Manager）又繼承了銷售員和經(jīng)理兩個類的共同特征。如圖1所示:

2.繼承（Inheritance）--2繼承方式可以分為單繼承和多繼承（又稱多重繼承）如果一個子類只繼承自一個直接父類，就稱為單繼承。單繼承又可以分為：單層繼承和多層繼承如果一個子類同時繼承自多個父類，就稱為多繼承。Animal類就是Mammal類的直接基類，是Tiger類的間接基類（Java中都可稱為“超類”）；

Tiger類是Mammal類的直接子類，是Animal類的間接子類。如圖2所示:

如圖1所示:

EmployeeSalerManagerSale_Manager（箭頭方向表示被繼承的父類）如圖2所示:

AnimalMammalTiger

（箭頭方向表示被派生自哪個父類）3.多態(tài)（Polymophism）

“多態(tài)”（Polymophism）在編程上，簡單講就是“類的不同對象可以對同一個消息作出不同的響應”。比如H2O在不同溫度下可能是固態(tài)、液態(tài)或者氣態(tài)。對象之間通過發(fā)送消息來傳遞信息，那么消息中應該包含三個方面的信息：1)要接收消息的對象2)接收對象應操作的方法3)方法中需要的參數(shù)屬性屬性

接收消息對象發(fā)送消息對象消息3.多態(tài)（Polymophism）

那么為什么編程語言要引入多態(tài)呢？多態(tài)有什么具體作用呢？

多態(tài)更多的是從程序整體設計的高度上體現(xiàn)的一種技術，簡單地說就是“會使程序設計和運行時更靈活”。多態(tài)分為兩種：靜態(tài)多態(tài)和動態(tài)多態(tài)。靜態(tài)多態(tài)是編譯時多態(tài)，比如方法重載；動態(tài)多態(tài)是運行時多態(tài)，典型的是方法重寫和接口的引用；OO基礎-內(nèi)容目錄OOP基本思想JavaOOP語法基礎Java的修飾符類的繼承5.2JavaOOP語法基礎類的定義Java中類定義的一般格式為：[類修飾符]class<類名稱>[extends<父類名>][implements<接口名>]{[static{}]//靜態(tài)塊[成員修飾符]數(shù)據(jù)類型成員變量1；[成員修飾符]數(shù)據(jù)類型成員變量2；……//其它成員變量[成員修飾符]返回值類型成員方法1（參數(shù)列表）{}[成員修飾符]返回值類型成員方法2（參數(shù)列表）{}……//其它成員方法}類聲明類體例5-4：定義一個描述圓的類面積。publicclassCircle//類開始{ privatefloatfRadius;//成員變量 finalfloatPI=3.14f;//定義常變量PI voidsetRadius(floatfR)//設置圓半徑 {fRadius=fR;} voidshowArea()//顯示圓面積 {System.out.println("Theareaofcircleis "+fRadius*fRadius*PI);} publicstaticvoidmain(String[]args)//主方法，即程序入口 {Circlecircle=newCircle();//創(chuàng)建圓類的對象 circle.setRadius(5);//引用對象方法，設置圓半徑 circle.showArea();//引用對象方法，顯示圓面積}}【運行結(jié)果】Theareaofcircleis78.55.2.2Java的純面向?qū)ο筇匦猿蓡T變量，成員方法和靜態(tài)塊（staticblock）之外，類模塊中不含有任何其它組成部分，除聲明或初始化語句之外的所有語句應寫入方法體中；在Java源程序代碼中，除類模塊之外，不包含任何游離于類模塊之外的成分，如文件級變量和函數(shù)等；因為Java具備純面向?qū)ο蟮奶匦?，因此需確定下面的術語：“方法”與“函數(shù)”的區(qū)別：“實例”與“對象”的區(qū)別：

5.2.3成員變量成員變量的聲明或定義完整格式：[成員訪問修飾符][成員存儲類型修飾符]數(shù)據(jù)類型成員變量[=初值];格式說明：（1）類的成員變量在使用前必須加以聲明，除了聲明變量的數(shù)據(jù)類型之外，還需要說明變量的訪問屬性和存儲方式。訪問修飾符包括：public、protected、private和缺?。床粠гL問修飾符）;存儲類型修飾符包括：static，final，volatile，transient;Java中允許為成員變量賦初值。（2）成員變量根據(jù)在內(nèi)存中的存儲方式和作用范圍可以分為：類變量和實例變量。（3）訪問成員變量格式:對象.成員變量,如果考慮static關鍵字,那么訪問格式可細化為:

對象.靜態(tài)成員變量（或?qū)嵗蓡T變量) 或:類名.靜態(tài)成員變量 因此點操作符（.）也稱為“對象成員操作符”。例5-6：成員的變量publicclassCircle//類開始{privatefloatfRadius;//成員變量

voidshowRadius()//顯示半徑

{// intfRadius;//局部變量必須初始化

System.out.println("TheRadiusofcircleis"+fRadius);//輸出半徑值

}publicstaticvoidmain(String[]args) //主方法，即程序入口

{Circlecircle=newCircle(); //創(chuàng)建圓類的對象

circle.showRadius(); //引用對象方法，顯示圓半徑

}}【運行結(jié)果】TheRadiusofcircleis0.0如果去掉代碼第6行注釋，運行結(jié)果為：variablefRadiusmightnothavebeeninitialized（提示變量fRadius尚未初始化）5.2.4成員方法(1-1)成員方法的聲明完整格式：[成員訪問修飾符][成員存儲類型修飾符]數(shù)據(jù)類型成員方法（[參數(shù)列表]）[throwsException];成員方法定義的完整格式：[成員訪問修飾符][成員存儲類型修飾符]數(shù)據(jù)類型成員方法（[參數(shù)列表]）[throwsException]{[<類型><局部變量>；]……方法體語句；}5.2.4成員方法(1-2)格式說明：（1）類的成員方法的聲明或定義前，除了聲明方法的返回值數(shù)據(jù)類型之外，還需要說明方法的訪問屬性和存儲方式。訪問修飾符包括：public、protected、private和缺??；存儲類型修飾符包括：static，final，abstract，native，synchronized。（2）注意，如果類體中一個方法只有聲明，沒有定義（即沒有方法體），則此方法是的abstract的，且類體和方法體前都須加abstract。（3）訪問成員方法格式:對象.成員方法,如果考慮static關鍵字，那么訪問格式可細化為：

對象.靜態(tài)成員方法（或?qū)嵗蓡T方法） 或： 類名.靜態(tài)成員方法遼寧機電職業(yè)技術學院DesignedByChiyong?20085.2.4成員方法(1-3)（4）方法的返回值:方法按返回值可分為兩類：無返回值的方法和有返回值的方法。例5-6：方法返回值的作用（5）方法的參數(shù)列表:在聲明方法中的參數(shù)時，需要說明參數(shù)的類型和個數(shù)。參數(shù)之間用逗號隔開，參數(shù)的數(shù)據(jù)類型可以是Java認可的任何數(shù)據(jù)類型。參數(shù)名稱在它的作用范圍內(nèi)是唯一的，即同一個方法中的參數(shù)名稱不能相同。例5-7：對象作為方法的參數(shù)例5-8：通過引用改變對象的值（6）方法塊括號{}的書寫形式:{}號的位置在Java源代碼中有兩種例5-7：方法返回值的作用publicclassCircle//類開始{privatefloatfRadius;//成員變量

finalfloatPI=3.14f;//定義常變量PIvoidsetRadius(floatfR) //設置圓半徑

{fRadius=fR;}floatgetArea()//這里增加了帶返回值的方法getArea(){returnfRadius*fRadius*PI;} voidshowArea()//顯示圓面積

{System.out.println("Theareaofcircleis"+getArea());//輸出getArea()值

}publicstaticvoidmain(String[]args)//主方法，即程序入口

{Circlecircle=newCircle();//創(chuàng)建圓類的對象

circle.setRadius(5); //引用對象方法，設置圓半徑

circle.showArea(); //引用對象方法，顯示圓面積

}}

例5-8：對象作為方法的參數(shù)classComplex{intreal,virtual;publicComplex(intr,intv){real=r;virtual=v;}voidshowValue(){System.out.println("復數(shù)值為："+real+"."+virtual);}staticComplexaddComplex(Complexc1,Complexc2){ Complexc=newComplex(0,0); c.real=c1.real+c2.real; c.virtual=c1.virtual+c2.virtual; returnc;}}publicclassObjectParaDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){ Complexc,c1,c2; c1=newComplex(2,3); c2=newComplex(4,5); c=Complex.addComplex(c1,c2); c.showValue();}}例5-9：通過引用改變對象的值classTimer{intminute,second;publicTimer(intm,ints){minute=m;second=s;}voidshowTime(){System.out.println("現(xiàn)在時間是："+minute+"分"+second+"秒");}staticvoidswapTime(Timert1,Timert2){Timert=t1;//定義了局部變量t，利用t交換t1和t2的值t1=t2；t2=t;}}publicclassReferenceDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){ Timert1=newTimer(9,10);Timert2=newTimer(11,12);t1.showTime();t2.showTime();System.out.println("使用swapTime方法交換Timer實例后：");Timer.swapTime(t1,t2);t1.showTime();t2.showTime();}}5.2.5方法重載（OverLoad）

在同一個類體中有多個名稱相同的方法，但這些方法具有不同的參數(shù)列表（即：或參數(shù)的個數(shù)不同，或參數(shù)的類型不同），這種現(xiàn)象稱為方法的重載。例5-10：方法的重載publicclassSum{staticintadd(intx,inty){returnx+y;}staticintadd(intx,inty,intz){returnx+y+z;}staticfloatadd(floatx,floaty){returnx+y;}publicstaticvoidmain(String[]args){System.out.println(add(2,3)); System.out.println(add(2,3,4)); System.out.println(add(2.1f,3.2f)); }}5.2.6構造方法構造方法是一種特殊的方法，用來創(chuàng)建類的實例。聲明構造方法時，可以附加訪問修飾符，但沒有返回值，不能指定返回類型。構造方法名必須和類同名。調(diào)用構造方法創(chuàng)建實例時，用new運算符加構造方法名。例5-11：使用普通成員方法來為對象的成員屬性賦值例5-12：使用構造方法例5-13：默認構造方法例5-14：默認構造方法與自定義構造方法

例5-11：普通成員方法為對象的成員屬性賦值publicclassTimer{inthour,minute,second;voidsetTime(inth,intm,ints)//用來賦值的成員方法{ hour=h; minute=m; second=s;}voidshowTime(){ System.out.println("現(xiàn)在時間是："+hour+":"+minute+":"+second);}publicstaticvoidmain(String[]args){ Timert1=newTimer(); t1.setTime(10,11,12); t1.showTime();}}例5-12：使用構造方法publicclassTimer{ inthour,minute,second; publicTimer(inth,intm,ints)//自定義的構造方法

{hour=h; minute=m; second=s; } voidshowTime() { System.out.println("現(xiàn)在時間是："+hour+":"+minute+":"+second); }publicstaticvoidmain(String[]args){ Timert1=newTimer(10,11,12); t1.showTime();}}例5-12：默認構造方法publicclassTimer{ inthour,minute,second; //publicTimer(){}//默認構造方法此方法可以省略

publicstaticvoidmain(String[]args){ Timert1=newTimer();}}例5-13：默認構造方法與自定義構造publicclassTimer{inthour,minute,second;publicTimer()//默認構造方法，此例中不能省略{//下面賦值語句不寫也可，創(chuàng)建實例時會按照成員變量的默認值規(guī)則賦值hour=0;minute=0;second=0;}publicTimer(inth,intm,ints)//自定義的構造方法{hour=h;minute=m;second=s;} voidshowTime(){System.out.println("現(xiàn)在時間是："+hour+":"+minute+":"+second); }

publicstaticvoidmain(String[]args){Timert1=newTimer(10,11,12);t1.showTime();Timert2=newTimer();//調(diào)用了默認構造方法創(chuàng)建實例

t2.showTime();}}5.2.7main方法主方法main（）是整個程序進程的入口，也稱主線程。main()方法格式如下： publicstaticvoidmain(Stringargs[]){}例5-14：帶控制臺參數(shù)的類publicclassSum_Args{publicstaticvoidmain(String[]args){ inta=Integer.parseInt(args[0]); intb=Integer.parseInt(args[1]); System.out.println(“a+b=”+(a+b))；}}先編譯DOS提示符>javacSum_Args.java運行DOS提示符>javaSum_Args23結(jié)果為a+b=5OO基礎-內(nèi)容目錄OOP基本思想JavaOOP語法基礎Java的修飾符類的繼承5.3.1Java的修飾符(1-1)“封裝”的基本思路是：將成員屬性設為private，使用戶不能直接訪問，將成員方法設為public，然后通過public成員方法訪問private成員屬性。封裝雖然最大限度上保證了數(shù)據(jù)訪問的安全，但private成員僅可供本類內(nèi)的方法訪問，限制太嚴格。為了能夠靈活的控制這些訪問需求，OOP提供了其它的一些訪問控制修飾符用來控制在類、包內(nèi)外部的訪問權限Java中訪問控制共有四個等級，三個關鍵字（訪問修飾符）分別是：public、protected、private，按照訪問控制權限的高低排序為：public→protected→默認→private5.3.1Java的修飾符(1-2)

功能如下：當成員被聲明為public時，該成員可以被程序任何代碼模塊所訪問；當成員被聲明為protected時，該成員只可以被該類子類的程序代碼模塊所訪問；當缺省，無訪問修飾符時，該成員只可以被該類所在包的類的程序代碼模塊所訪問；當成員被聲明為private時，該成員只可以被本類程序代碼模塊所訪問。例5-15：private訪問控制修飾符的作用例5-16：理解main()方法在類中的地位例5-15：private訪問控制修飾符的作用classAccess{privateintdata;//private屬性成員只能被本類訪問voidshow(){System.out.println("data'svalueis:"+data);}}publicclassAccessDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){Accessobj=newAccess(); obj.show(); System.out.println("object'sdatais:"+obj.data);}}程序無法編譯，會提示下例錯誤信息：AccessDemo.java:15:datahasprivateaccessinAccess【代碼說明】錯誤提示代碼第15行訪問了一個Access類的私有屬性data，原因是：private屬性成員只能被本類訪問，將第3行代碼data成員變量的private修飾符去掉即可正常運行。例5-16：理解main()方法在類中的地位publicclassAccessDemo{privateintdata;voidshow(){System.out.println("data'svalueis:"+data);}publicstaticvoidmain(String[]args){AccessDemoobj=newAccessDemo(); obj.show(); System.out.println("object'sdatais:"+obj.data);//調(diào)用私有成員

}}【運行結(jié)果】data'svalueis:0object'sdatais:0【代碼說明】雖然data成員變量仍然是private，但因為main()方法與data在同一類體內(nèi)，可以訪問。這說明了一個事實：main()方法也是類的成員方法。只不過main()方法和類的構造方法不參與繼承。5.3.2Java的存儲修飾符static修飾符1、static成員的意義類成員的訪問格式可以有兩種：

1>類名.類成員

2>實例名.類成員例5-17：類變量的應用2、初始化static成員變量3、static方法final修飾符final關鍵字可以修飾類，方法和變量。例5-17：類變量的應用publicclassRacingCar{staticintnum;RacingCar(){num++;}staticvoidshowNum(){System.out.println("現(xiàn)在賽道上賽車總數(shù)為："+num);}publicstaticvoidmain(String[]args){RacingCarcar1,car2,car3; car1=newRacingCar(); car1.showNum(); //static方法可以被實例名調(diào)用

car2=newRacingCar(); car3=newRacingCar(); RacingCar.showNum(); //static方法也可以被類名調(diào)用

}}OO基礎-內(nèi)容目錄OOP基本思想JavaOOP語法基礎Java的修飾符類的繼承5.4.1類的繼承Java中使用extends關鍵字來繼承父類，格式為：[類訪問控制修飾符][類存儲修飾符]class子類名extends父類名{……}Java中所有類的終極父類是java.lang.Object，它是所有類的根，如果一個類沒有聲明extends父類，則默認父類為Object類。例5-19：類繼承的作用例5-19：類繼承的作用classParent{Stringname; //姓名

Parent(){} //此處默認構造方法為必需

Parent(StringpName) //構造方法

{name=pName;}voidshowInfo() //顯示個人信息

{System.out.println("姓名："+name);}}classChildrenextendsParent{intage; //子類自定義的成員變量

Children(StringcName,intcAge)//構造方法

{//super(); //默認省略了此語句

name=cName;//name屬性繼承自父類Parentage=cAge;}publicstaticvoidmain(String[]args){Childrenchildren=newChildren("王強",10);System.out.println("子類信息如下：");children.showInfo();//showInfo()方法繼承自父類Parent}}【運行結(jié)果】姓名：王強5.4.2成員變量的覆蓋和方法重寫（Override）

通過類的繼承，子類可以使用父類的成員變量和成員方法。但當子類重新定義了和父類同名的方法時，子類方法的功能將會覆蓋父類同名方法的功能，這叫做“方法重寫”同樣，當子類的成員變量與父類的成員變量同名時，在子類中將隱藏父類同名變量的值，這叫做變量覆蓋。方法重寫發(fā)生在有父子類繼承關系，且父子類中的兩個同名方法的參數(shù)列表和返回值完全相同的情況下。另外，還需注意下面的兩條限制：1）重寫的方法不能比被重寫的方法擁有更嚴格的訪問權限；2）重寫的方法不能比被重寫的方法產(chǎn)生更多的異常。例5-19：成員方法重寫/*------定義父類------*/classParent{Stringname; //姓名

charsex; //性別

Parent(){} //此處默認構造方法為必需

Parent(Stringn,chars) //構造方法

{name=n;sex=s;}voidshowInfo()//顯示個人信息

{System.out.println("姓名："+name);System.out.println("性別："+sex);}}例5-19：成員方法重寫classChildrenextendsParent{Stringname;//子女姓名intage;Children(StringcName,charcSex,intcAge)//構造方法

{//super(); //默認省略了此語句

name=cName;sex=cSex;age=cAge;}voidshowInfo()//顯示子類實例信息，重寫了父類的showInfo()方法

{System.out.println("孩子的姓名："+name);System.out.println("孩子的性別："+sex);System.out.println("孩子的年齡："+age);}publicstaticvoidmain(String[]args){Childrenchildren=newChildren("王強",'M',10);System.out.println("子類信息如下：");children.showInfo();}}【運行結(jié)果】孩子的姓名：王強孩子的性別：M孩子的年齡：105.4.3this和super關鍵字this是對象的別名，是當前類的當前實例的引用而super是當前類父類實例的引用。1、this關鍵字this用于類的成員方法的內(nèi)部，用于代替調(diào)用這個方法的實例。this本質(zhì)上是一個指針，指向操作當前方法的那個實例，這與C++的this指針完全相同，但因為Java中沒有顯式指針，我們可以把它理解成引用（即隱式指針）。如果方法中的成員調(diào)用前沒有操作實例名，實際上默認省略了this。例5-20：this關鍵字的使用2、super關鍵字super有兩種調(diào)用形式：1）super 代表父類的實例2）super() 代表父類的構造方法例5-21：super關鍵字的使用例5-20：this關鍵字的使用classChildren{intage;//age是成員變量，屬于全局變量voidsetAge(intage) //age是局部變量{this.age=age;//此處的this.age代表成員變量，//this代表代碼12行的實例children}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ Childrenchi