《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》教案第15講教學(xué)對象計算機科學(xué)技術(shù)專業(yè)授課內(nèi)容6.1面向?qū)ο蟮娜筇卣?.2包、類庫與模塊6.3案例學(xué)習(xí)——開發(fā)自定義類庫課程標準教學(xué)目標（一）知識目標1.了解面向?qū)ο筇卣?.掌握包、類庫、封裝性和訪問修飾符（二）能力目標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，進行創(chuàng)新性的編程設(shè)計教學(xué)方法采用講授法、演示法、討論法、案例教學(xué)。學(xué)時及分配（第1學(xué)時50分鐘）課堂講授30分鐘課堂講授20分鐘6.1面向?qū)ο蟮娜筇卣?.2包、類庫與模塊學(xué)時及分配（第2學(xué)時50分鐘）課堂講授20分鐘課堂講授30分鐘6.3案例學(xué)習(xí)——開發(fā)自定義類庫編程訓(xùn)練知識點分析重點：類的組織類的封裝導(dǎo)入類庫難點：如何理解類庫、導(dǎo)入類庫教學(xué)過程設(shè)計內(nèi)容方式問題導(dǎo)入Java語言的封裝性、繼承性和多態(tài)性等面向?qū)ο筇卣?，包括包與類庫、封裝性和訪問修飾符、定義類的子類、如何覆蓋超類的方法、final關(guān)鍵字、類的關(guān)系、抽象類、對象轉(zhuǎn)換與多態(tài)等。內(nèi)容要點6.1面向?qū)ο筇卣鳛橹С置嫦驅(qū)ο蟮脑O(shè)計原則，所有OOP語言，包括Java在內(nèi)，都有三個特性：封裝性、繼承性和多態(tài)性。封裝（encapsulation）就是把對象的狀態(tài)（屬性）和行為（方法）結(jié)合成一個獨立的系統(tǒng)單位，并盡可能地隱藏對象的內(nèi)部細節(jié)。例如，一輛汽車就是一個封裝體，它封裝了汽車的狀態(tài)和操作。繼承（inheritance）的概念普遍存在于現(xiàn)實世界中。例如，小汽車是一種車，公交車是一種車，自行車也是一種車，它們都具有車的特性，因此它們是車的子類。所謂多態(tài)（polymorphism），是指一個程序中相同的名字表示不同含義的情況。面向?qū)ο蟮某绦蛑械亩鄳B(tài)有多種情況。在簡單的情況下，在同一個類中定義了多個名稱相同的方法，即方法重載，另一種情況是子類中定義的與父類中的方法同名的方法，即方法覆蓋。這兩種情況都稱為多態(tài)，且前者稱為靜態(tài)多態(tài)，后者稱為動態(tài)多態(tài)。6.2包與類庫Java語言使用包來組織類庫。包（package）實際是一組相關(guān)類或接口的集合。Java類庫中的類都是通過包來組織的。6.2.1包與package語句用戶自定義的類通常也應(yīng)存放到某個包中，要將某個類放到包中，需在定義類時使用package語句指明屬于哪個包，如下所示：packagecom.boda.xy;publicclassAccount{…}為了保證自己創(chuàng)建的類不與其他人創(chuàng)建的類沖突，需要將類放入包中，這就需要給包取一個獨一無二的名稱。為了使你的包名與別人的包名不同，建議將域名反轉(zhuǎn)過來，然后中間用點（.）號分隔作為包的名稱。因為域名是全球唯一的，以這種方式定義的包名也是全球唯一的。例如，假設(shè)一個域名為，那么創(chuàng)建的包名可以為com.boda.xy。創(chuàng)建的類都存放在這個包下，這些類就不會與任何人的類沖突。許多IDE工具（如Eclipse或IntelliJIDEA等）創(chuàng)建帶包的類時自動創(chuàng)建包的路徑，并將編譯后的類放入指定的包中。如果在命令提示符下使用javac編譯程序，可以使用帶–d選項的編譯命令創(chuàng)建包。為了方便程序設(shè)計和運行，Java類庫中的類都是以包的形式組織的，這些類通常稱為JavaAPI。有關(guān)API的詳細信息請參閱JavaAPI文檔。如果一個類屬于某個包，可以用類的完全限定名（fullyqualifiedname）來表示。例如，Account類屬于com.boda.xy包，則Account類的完全限定名是com.boda.xy.Account。6.2.2類的導(dǎo)入在Java語言中可以使用兩種導(dǎo)入：一是使用import語句導(dǎo)入指定包中的類或接口。二是使用importstatic導(dǎo)入類或接口中的靜態(tài)成員。1.import語句import語句的一般格式為：importpackage1[.package2[.package3[…]]].類名|*;如果指定具體的類名將導(dǎo)入指定的類，若選用“*”號，表示導(dǎo)入包中所有類。如果一個源程序中要使用某個包中的多個類，用第二種方式比較方便，否則要寫多個import語句。導(dǎo)入某個包中所有類并不是將所有的類都加到源文件中，而是使用到哪個類才導(dǎo)入哪個類。也可以不用import語句而在使用某個類時指明該類所屬的包。java.util.Scannersc=newjava.util.Scanner(System.in);2.importstatic語句從前面的例子看到，使用類的靜態(tài)常量或靜態(tài)方法，需要在常量名前或方法名前加上類名，如Math.PI、Math.random()等。這樣如果使用的常量或方法較多，代碼就顯得冗長。因此從Java5開始，允許使用importstatic語句導(dǎo)入類中的常量和靜態(tài)方法，然后再使用這些類中的常量或方法就不用加類名前綴了。例如，要使用Math類的random()等方法，可以先使用下列靜態(tài)導(dǎo)入語句。之后，在程序中就可以直接使用random()了。importstaticjava.lang.Math.*;6.2.3Java類庫程序員除了使用自己定義的類外，還可以使用Java標準類庫（JavaClassLibrary，JCL）中定義的類或者第三方定義的類。JCL是Java語言實現(xiàn)的包的集合。簡單地說，它是JDK中的可用.class文件集合。一旦安裝了Java，它們就將作為安裝的一部分，并可以使用JCL類作為構(gòu)建塊來構(gòu)建應(yīng)用程序代碼，這些構(gòu)建塊負責完成許多底層開發(fā)。JCL的豐富性和易用性極大地促進了Java的流行。表6-1Java常用類庫包名說明java.langJava語言基礎(chǔ)包，該包中的類不需要導(dǎo)入就可以使用。常用類有Object、Class、String和StringBuilder、System、Math、基本類型包裝類等java.util該包主要包含工具類，其中集合類和接口定義在該包中。常用的有Collection、List、Set、Queue、Map等接口以及這些接口的實現(xiàn)類java.time包含有用于管理日期、時間、期間和持續(xù)時間的類。常用的有LocalDate、LocalTime和LocalDateTime類以及Month、DayOfWeek枚舉java.io包含支持使用流、序列化和文件系統(tǒng)讀寫數(shù)據(jù)的類和接口java.sql和javax.sql這兩個包組成Java數(shù)據(jù)庫連接（JDBC）API，該API允許訪問和處理存儲在數(shù)據(jù)源（通常是關(guān)系數(shù)據(jù)庫）中的數(shù)據(jù)。javax.sql包是java.sql包的補充該包存放網(wǎng)絡(luò)編程類，例如：Socket和ServerSocket類等java.awt和javax.swing這兩個包存放圖形界面程序開發(fā)所需要的類6.3案例學(xué)習(xí)——開發(fā)自定義類庫1.問題描述在Java應(yīng)用開發(fā)中通常需要開發(fā)自己的類庫，然后在應(yīng)用程序中使用。本案例學(xué)習(xí)如何開發(fā)一個簡單的類庫，然后將它打包成.jar文件，并且在程序中使用它。要求定義一個名為com.boda.xy.MathUtils類，在該類中定義如下兩個靜態(tài)方法：publicstaticbooleanisPrime(intn)publicstaticbooleanisPalindrome(intn)isPrime(intn)方法返回n是否是素數(shù)，isPalindrome(intn)方法返回n是否是回文數(shù)，如363是一個回文數(shù)。最后編寫程序?qū)腩悗?，并編寫main()方法，求出2-1000之間的所有回文素數(shù)。2.運行結(jié)果運行程序，輸出2-1000之間所有回文素數(shù)如圖6-4所示。圖6-4程序運行結(jié)果3.設(shè)計思路對于自定義類庫，按下面思路設(shè)計。（1）按要求編寫com.boda.xy.MathUtils類，其中定義兩個靜態(tài)方法isPrime(intn)和isPalindrome(intn)。（2）將編譯好的類文件打包到.jar文