类与对象.ppt

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1、第3章 类与对象,1,3.1 面向对象思想概述,程序面对的问题域客观世界 客观世界有很多事物 事物有自己的状态和行为 事物间有各种联系 通过事物间的联系，事物产生相互作用 在一个面向对象系统 对象是现实世界的事物的抽象 事物的状态抽象为对象的属性和方法 事物间的关系通过对象间的关系表示 事物间的相互作用通过对象间的消息通信支持。,2,3.1.1 对象,客观世界由具体事物构成，每个事物由自己的一组状态和行为。 把问题域中的事物抽象为对象，状态抽象为一组数据（属性），行为抽象为一组操作服务（方法） 对象： 对象标识：对象名 属性：一组数据（数据成员） 方法：操作，服务（成员方法）,一辆汽车 静态特

2、征： 颜色：蓝色 型号：XXXX 马力：100 动态特征： 行驶 转弯 停车,car1 属性：“blue”，”XXXX“，100 方法：move，turn，stop,3,3.1.2 类,把具有共同性质的事物归为一类，得出一个抽象的概念（抽象与分类原则） 对象是对事物的抽象 类是对对象的抽象 面向对象语言中 类是对同类的所有对象的抽象描述 属性描述 方法描述 类 类标识：类名 属性说明（属性名，属性类型） 方法说明与实现,对象：car1 属性：“blue”，”XXXX“，3 方法：move，turn，stop,对象：car2 属性：“red”，”YYYY“，2.5 方法：move，turn，st

3、op,类：Car 属性说明： color 字符串， type 字符串， horsePower 整数 方法说明与实现：move，turn，stop,4,类与对象的关系,抽象与具体的关系 类是同类对象的抽象描述 对象是符合类描述的具体事物 我们称：对象是类的实例 程序 先定义类 创建类的对象，完成系统功能,模具-零件 类型-变量,5,3.1.3 消息通信,把对象之间产生相互作用所传递的信息称做消息。 通过给对象发送消息请求对象提供服务，实现对象间的协作，完成相应的功能。 消息格式： 接收消息的对象，请求的功能，传递的数据 返回的结果,car2.move,其他对象或全局函数,对象：car2 属性：“

4、red”，”YYYY“，2.5 方法：move，turn，stop,消息,对象的方法就是对象能提供的功能（服务），给对象发消息就是调用对象的方法。,6,3.1.4 对象之间的关系,事物之间的关系体现为对象之间的关系 对象之间有关系，才能进行消息通信 对象间关系的表示,7,3.2 类,Java程序设计过程就是定义类的过程 定义类 定义类的对象及之间交互 Java的类 系统定义的类（通用的类：输入输出，界面等） 自定义的类（特定应用相关的类）,8,【例3-1】矩形形状类 class Rectangle int width; int height; void area() int a=width*h

5、eight; System.out.println(“面积为“+a); void perimeter() int a=2*(width+height); System.out.println(“周长为“+a); ,9,3.2.1 类定义,修饰符 class 类名 extends 父类名 implements 接口名列表 数据成员声明 成员方法声明与实现 ,类头 必须项：class 类名 可选项 extends 父类名 implements 接口名列表 类的修饰符:public abstract | final 类体,10,3.2.2 数据成员定义,数据成员要在类体中声明 修饰符 数据类型 变量

6、名； 必须项：数据类型 变量名； 可选项： 数据成员修饰符：public | protected | private static final transient volatile,11,3.2.3 成员方法的定义,修饰符 返回类型 方法名（形参列表） 抛出异常列表 语句序列 ,12,1、方法头,必须项：返回类型 方法名（） 方法名() 返回类型：方法返回结果的类型。若不需要返回值，则为void 可选项： 形参列表： 类型名 形参名1，类型名2 形成名2 . 抛出异常列表 方法的修饰符：public | protected | private static final|abstract nat

7、ivesynchronized,13,2、方法体,语句 使用参数 返回值与return语句 return 表达式； 结束方法执行，将表达式的值作为方法的返回结果。（适于返回类型为非void） return； 结束方法执行。（适于返回类型为void）,void drawRect(char c) int side=5; for(int i=0;iside;i+) for(int j=0;jside;j+) System.out.print(c); System.out.println(); ,14,int f ( int x ) if(x0) return x; ,int f ( int x )

8、if(x0) return true; else return false; ,return语句会结束方法执行 所有控制路径都应有返回值 返回值的类型应与方法头声明的返回类型兼容（相同，或能自动转换),15,3、成员方法对数据成员的访问,类的成员方法可以自由使用类的数据成员,class Rectangle int width; int height; void area() int a=width*height; System.out.println(“面积为“+a); void perimeter() int a=2*(width+height); System.out.println(“周

9、长为“+a); ,16,4、类的成员方法对成员方法的调用,类的成员方法可以自由调用自己类的方法。 方法名(实参列表) 方法调用可以作为独立语句。若有返回值，可用返回值继续参与其他运算。,class Rectangle int width; int height; void area() int a=width*height; System.out.println(“面积为“+a); void perimeter() int a=2*(width+height); System.out.println(“周长为“+a); void computeAndDisplay() area(); peri

10、meter(); ,17,5、改善【例3-1】,class Rectangle int width; int height; int area() int a=width*height; return a; int perimeter() int a=2*(width+height); return a; void display() System.out.println(“矩形宽为“+width+“，高为“+height); void computeAndDisplay () int a = area(); int p = perimeter(); System.out.println(“面

11、积为“+a+“，周长为“+p); ,18,void set( int w, int h) width=w; /用形参w的值设置数据成员width的值 height=h; /用形成h的值设置数据成员height的值 void scale( int s ) width=width*s; height=height*s; ,19,3.3 对象,类不是运行时存在的事物。 通过类创建其对象。对象是运行时存在的具体事物。,类：数据类型 对象：变量,20,3.3.1 创建对象,对象的创建分两步,对象声明 类名 对象名; 对象创建 对象名= new 类名( 实参列表 ) ;,注：也可以合成一步 类名 对象名=

12、 new 类名(实参列表 );,Rectangle r； r = new Rectangle(); Rectangle r1 = new Rectangle(); Rectangle r1,r2; Rectangle r1=new Rectangle(), r2=new Rectangle();,21,对象创建的分析引用类型,对象的创建分两步： 1、对象的声明： 类型 变量名； 但对象声明并不会真正创建对象， （不会给对象分配内存） 只是创建一个引用（它的值用来指向对象） 2、对象创建： 运算符new创建对象（为对象分配内存空间） new运算符创建对象，并返回对象的引用，将这个引用赋值给同类型

13、的引用变量，那么通过该引用变量可以找到创建的对象,Rectangle r1； r1=new Rectangle();,22,3.3.2 使用对象,对象是拥有数据成员和成员方法的实体。故对象的使用： 访问对象的数据成员 调用对象的成员方法 1、访问数据成员 对象名.数据成员名,Rectangle r = new Rectangle(); r.width=5; r.height=10; Rectangle r1 = new Rectangle(); r1.width=2; r1.height=3;,23,2、调用成员方法 对象名. 成员方法名（实参列表） 参数传递 实参与形参一一对应，类型匹配 方

14、法的返回值 方法调用表达式：可以独立为语句，或基于返回值继续参与表达式等 方法调用的执行过程,class Rectangle void set(int w, int h) width=w; height=h; int area() return width*height; ,Rectangle r = new Rectangle(); r.set(5, 10);,int d; d= r.area();,24,3、让程序运行起来 创建对象，执行功能 消息通信 避免直接访问数据成员 定义主类 创建一个包含main方法的类 在main方法中创建对象，完成功能,class A public class

15、 Test public static void main(String args) A a=new A(); ,25,class Rectangle int width; int height; void set(int w, int h) width=w; height=h; int area() int a=width*height; return a; int perimeter() int a=2*width*height; return a; void display() System.out.println(“矩形宽为“+width+“，高为“+height); void com

16、puteAndDisplay () int a = area(); int p = perimeter(); System.out.println(“面积为“+a+“，周长为“+p); ,26,public class Test /主类 public static void main(String args) Rectangle r=new Rectangle(); r.set(25, 36); r.display(); puteAndDisplay(); System.out.println(“-“); Rectangle r1=new Rectangle(); r1.set(18, 47)

17、; r1.display(); puteAndDisplay(); System.out.println(“-“); System.out.println(“前面两个矩形中，面积较大的矩形为：“); if(r.area()r1.area() r.display(); else r1.display(); ,27,编译： 两个类在一个文件里：Test.java(以public类的类名命名) 一个文件最多一个public类（这里把主类设为public类） javac Test.java 两个类各在一个文件里：Test.java,Rectangle.java javac Rectangle.java

18、 javac Test.java 运行 java Test; （Test 是main函数所在类）,编译完成后，每个类生成一个字节码文件 Test.class Rectangle.class,28,3.4 方法重载,一个类中，多个方法使用同一个名字，称为方法的重载。 方法重载的区分 参数个数不同，或参数类型不同，这样的重载是有效的方法重载。 注意：方法名的不同，或返回值类型的不同是不能区分重载方法的。,class A void f(int a, int b) void f(int a，int b，int c) void f(double a, double b) ,A a=new A(); a.

19、f(1,1); a.f(1,2,3); a.f(1.234,0.67);,29,class Rectangle void scale(int s) width=width*s; height=height*s; void scale ( int s, char type) if ( type = = w) width = width*s; else if ( type = = h) heigh = height*s; ,30,3.5 对象的初始化与清除,初始化：变量（对象）在使用前应该具有确定的值。 清除：当变量或对象用完，其内存应回收 局部变量 初始化：方法体内定义的局部变量在使用前必须已经

20、赋值，否则编译错误。 清除：方法体内局部变量在方法结束时由系统清除。 对象 初始化： 清除：,31,3.5.1 构造方法,构造方法与类同名，且没有返回值。形如： 类名（形参列表） /语句 有关构造方法的几条规则： 对象创建时一定会调用构造方法。构造方法也只能在创建对象时，由Java系统自动调用，以后不能再主动调用。 对象创建时必须与构造方法格式一致，即构造方法若有形参列表，则创建对象时应传递匹配的实参列表。 若类没有定义构造方法也是可以的，Java系统会自动为类创建一个不带参数的构造方法，当然这个方法的方法体是空的，什么初始化操作也不做。,32,构造方法的重载,一个类可以有多个构造方法，创建对

21、象时，要与其中一种构造方法匹配。 一旦已经定义了构造方法，Java系统就不会再自动创建不带参数的构造方法了（即使类中定义的构造方法中并没有不带参数的构造方法）。 不带参数的构造方法（简称无参构造方法，也常称为默认构造方法，缺省构造方法）是很重要的构造方法，很多情况下会自动调用它。,33,class Rectangle int width; int height; Rectangle() /构造方法(1)，不带参数 width=1; height=1; Rectangle(int w,int h) /构造方法（2），带两个参数 width=w; height=h; void display()

22、System.out.println(“矩形宽为“+width+“，高为“+height); public class Test public static void main(String args) Rectangle r=new Rectangle(); Rectangle r1=new Rectangle(3,5) r.display(); r1.display(); ,34,3.5.2 对象的初始化,所有的数据在使用前都应有值 对象属性在使用前应有值（如：访问对象属性，调用对象成员方法） 对象初始化的三种方法 数据成员默认值 在说明数据成员时直接初始化 使用构造方法,35,1、默认值

23、初始化 在对象创建时，其数据成员会自动被初始化为默认值,class A int x; void display() System.out.println(x); public class Test public static void main(String args) A a=new A(); a.display(); int x; System.out.println(x); ,注：方法内创建的局部变量不会自动初始化,36,2、在说明类的数据成员时直接初始化,class A int a=10; Rectangle r = new Rectangle(3,5); void f() ,3、使用

24、构造方法初始化 4、初始化的执行 先默认值初始化 再根据声明时赋值情况，设置数据成员的值 最后调用构造方法,class A int x; int y=10; int z; Rectangle r; A() x=100; r=new Rectangle(); ,37,3.5.3 对象的清除,Java中的对象必须通过new关键字创建 而Java运行时系统提供了垃圾收集机制，能监测所有用new创建的对象的使用状态，当对象不再需要的时候会自动清除它们，收回内存。,38,3.6 this引用,在类的方法中（不包含静态方法）都隐含了一个this引用，这个引用的类型为当前类，其指向的是调用方法的当前对象。

25、this的使用方法与普通引用的使用是相同的。在类的方法中可以自由使用这个引用来访问当前对象的数据成员，或针对当前对象来调用方法。,. int area() int a=this.width* this.height; return a; .,Rectangle r=new Rectangle(2,3); int d = r.area(); /隐含效果Rectangle.area( r );,39,this的使用,返回当前对象自己 区分同名数据成员与形参 在构造方法中使用构造方法,class A int x; void f(int x) this.x=x; ,class Rectangle in

26、t width; int height; Rectangle(int w,int h) width=w; width=h; Rectangle() this(1,1); /调用第一个构造方法 ,40,3.7 引用类型理解与应用,基本类型：变量声明的同时创建了特定类型的数据（进行了内存分配） 引用类型：所有其他类型都为引用类型（类，数组，接口），其特点为：进行变量声明的时候只创建引用变量，而不创建具体对象。具体对象需要用new创建（分配内存） 引用与对象分离，其对应关系不固定，可以变化。这样就有可能产生一些前面讲基本类型时没有遇到过的问题： （1）一个引用先后指向不同的对象的情况。 （2）多个引

27、用指向同一个对象的情况。,41,3.7.1 理解引用类型,引用支持的运算 赋值 =，！= 1、赋值运算 （1）被new创建的对象赋值。（表示：引用指向了一个对象） （2）被同类型的引用变量赋值。（注意：这会引起两个引用指向同一个对象） （3）被赋值以null。（表示引用不再指向任何对象）,42,class Rectangle int width; int height; Rectangle(int width,int height) this.width=width; this.height=height; void set(int width,int height) this.width=w

28、idth; this.height=height; void display( ) System.out.println(“矩形宽为“+width+“，高为“+height); public class Test public static void main(String args) ,43,Rectangle a=new Rectangle(1,2); Rectangle b=new Rectangle(3,4); a = b; a.display(); b.display(); a.set(5,6); a.display(); b.display(); a=null; b=null; a

29、.display();/错误,一个对象如没有任何引用指向它，对象就是无用的，无用的内存由Java垃圾收集机制回收。,当对象使用完毕时，可以将引用变量赋值为null,44,2、比较运算中的=,!= 两个引用变量可以进行相等与不等的比较，其比较的是引用的值，而不是引用所指向的对象是否相等 引用变量可以与null进行相等与不等的比较，来判断引用变量是否指向了对象,Rectangle a = new Rectangle(3,4); Rectangle b = new Rectangle(3,4); if(a=b) System.out.println(“相等1”); a=b; if(a=b) Syst

30、em.out.println(“相等2”); a=null; a.display();/错误 if (a!=null) a.display();,45,3.7.2 方法参数传递,参数传递方式 按值传递：Java的基本类型数据采用这种传递方式。其特点是，实参将其值传递给形参，形参是实参的一个本地拷贝，对形参的操作对实参没有影响。 按引用传递：Java的引用类型的对象都采用这种传递方式。其特点是：参数传递时，实际传递的是对象的引用，而不是对象本身。形参是“实参引用”的一个本地拷贝，这样形参会指向实参对象，通过形参引用对对象的操作会作用到实际的实参对象上。,46,【例3-4】按值传递对实参的影响 c

31、lass A void parameterChangeTest ( int n) n = 10; public class Test public static void main(String args) A a = new A(); int b=13; a. parameterChangeTest ( b); System.out.println (b); ,形参n与实参b没有直接联系，对n的改变对b没影响,47,【例3-5】按引用传递对实参的影响 class A void parameterChangeTest ( B n) n.i = 10; class B int i; public

32、 class Test public static void main(String args) A a = new A(); B b = new B(); b.i=100; a. parameterChangeTest ( b); System.out.println (b.i); ,形参n即代表实参对象b，通过n改变数据成员，就是改变实参对象,48,【例3-6】按引用传递对实参的影响 class A void parameterChangeTest ( B n) n = new B(); n.i = 10; class B int i; public class Test public s

33、tatic void main(String args) A a = new A(); B b = new B(); b.i=100; a. parameterChangeTest ( b); System.out.println (b.i); ,对形参引用的重新赋值对实参并没有影响。,49,引用类型做参数应用,class Rectangle int width; int height; Rectangle()width=0;height=0; Rectangle(int w,int h)width=w; height=h; Rectangle(Rectangle r) width=r.wid

34、th; height=r.height; void set(int width,int height) this.width=width; this.height=height; void set(Rectangle r) width=r.width; height=r.height; ,50,boolean equals(Rectangle r) return (width=r.width) ,51,3.7.3 返回值为引用类型,方法的返回值也可以为引用类型。 当需要返回对象时，返回的实际是对象的引用，而不是对象本身。当将这个返回的引用赋值给某个声明的引用变量时，这个引用变量会指向这个返回值

35、（引用）指向的对象。,52,【例3-8】引用类型做返回值（返回当前对象） class Rectangle int width; int height; Rectangle(int w,int h)width=w; height=h; void set(int width,int height) this.width=width; this.height=height; void display() System.out.println(“矩形宽为“+width+“，高为“+height); Rectangle scale(int s) width=width*s; height=height*

36、s; return this; ,53,Rectangle scale(int s,char type) if(type=w) width=width*s; else if(type=h) height=height*s; return this; public class Test public static void main(String args) Rectangle a=new Rectangle(3,5); a.display(); Rectangle b=a.scale(3); b.display(); b.set(1,1); /语句（a） a.display(); /语句（b）

37、 b.display(); /语句（c） ,54,【例3-9】引用类型做返回值（返回新对象） class Rectangle int width; int height; Rectangle(int w,int h)width=w; height=h; void display() System.out.println(“矩形宽为“+width+“，高为“+height); Rectangle scale(int s) Rectangle r=new Rectangle(width*s,height*s); return r; Rectangle scale(int s,char type)

38、Rectangle r; if(type=w) r=new Rectangle(width*s,height); else if(type=h) r=new Rectangle(width,height*s); else r=new Rectangle(width,height); return r; ,55,public class Test public static void main(String args) Rectangle a=new Rectangle(3,5); a.display(); Rectangle b=a.scale(3); b.display(); a.displ

39、ay(); ,56,3.7.4 类的数据成员为引用类型,一个类的数据成员可以为基本类型，也可以为引用类型（如类的数据成员类型可以为已定义的其它类）。 这使我们不必从头定义一个类，而是可以使用已定义的其他类来描述类的数据成员，使类的定义更加方便。,57,class Rectangle /此类与前面定义相同，这里省略 class WallPaint Rectangle wall; double unitPrice; WallPaint() wall=new Rectangle(0,0); unitPrice=0; WallPaint(int w, int h, double p) wall = n

40、ew Rectangle(w,h); unitPrice=p; void setUnitPrice(double p) unitPrice=p; void changeWall(int w, int h) wall.set(w,h); /修改矩形对象 ,58,double computePay() return unitPrice* wall.area(); void display() System.out.print(“墙体彩绘业务：n墙体“); wall.display(); System.out.println(“此笔业务单价“+unitPrice); public class Tes

41、t public static void main(String args) WallPaint w=new WallPaint(2,3,125); w.display(); System.out.println(“总价格为：“+putePay() ); ,59,3.8 作用域与生存期,作用域：标识符的使用范围 生存期：运行时，标识符的存在区间,60,3.8.1 作用域,局部域：方法体内定义的标识符（补充2.6） （1）方法的形参作用域为整个方法，其在方法调用时通过参数传递初始化。 （2）异常处理参数作用域为其后跟的表示的语句块，其在异常参数传递时初始化。 类域：在类体中（方法外）定义的标识符

42、为类的数据成员和成员方法，其作用域为类域。 （1）类的数据成员和成员方法标识符的作用域以类为单位，在整个类内有效（允许类的所有成员方法直接访问）。 （2）类的数据成员互相不能同名，类的成员方法也互相不能同名（因为在同一作用域）。 （3）成员方法的局部变量可以与类的数据成员同名，但该类的数据成员在方法体内被暂时屏蔽。但可以通过this引用来访问该类的被屏蔽的数据成员。,61,【例3-12】局部引用变量与对象 class A int i; A(int i1)i=i1; void display()System.out.println(i); public class Test public sta

43、tic void main(String args) A a; A b=new A(10); b.display(); a=b; a.display(); ,62,3.8.2 生命期,1、局部变量生命期 局部变量的生命期与其作用域有关。 其在程序执行流程中，当到达作用域时变量开始使用，生命期开始，超出作用域则不再使用，生命期结束。 内存栈区 2、数据成员生命期与对象生命期 数据成员生命期：数据成员随对象创建而分配内存，随对象销毁而销毁，其生命期与对象生命期一致。 对象生命期：new创建时生命期开始，没有引用指向时生命期结束。 内存堆区：垃圾收集机制,63,class Rectangle /内容

44、略 class A Rectangle r; void set(Rectangle re)r = re; public class Test public static void main(String args) Rectangle r1 = new Rectangle(1,1); A b = new A(); b.set(r1); A c = new A(); c.set(r1); ,64,3.9 静态数据成员与静态方法,实例数据成员，实例方法 类数据成员，类方法（静态数据成员，静态方法）,65,3.9.1 静态数据成员,类的静态数据成员概念 数据成员属于类，而不属于任何特定的对象，由类的

45、所有对象共享。,类：Student 属性： 学号，姓名，成绩 学生数 方法：显示学生信息,对象：aaa “001”，“aaa”，89,对象：bbb “002”，“bbb”，78,66,1、类的静态数据成员声明 用static修饰符修饰类的数据成员 2、类的静态数据成员访问 类静态数据成员可通过类名直接访问，也可以通过对象访问，在类的方法中直接访问。 注意：类的静态数据成员值被所有对象共享，任何对象都可以访问类的静态数据成员，但要注意，它们使用的是同一个数据，操作的是同一块内存。无论哪个对象修改了它，对其它对象来说，它也已经变了。,67,【例3-14】类的静态数据成员访问 class A sta

46、tic int i ; void change(int i1) i=i1; public class Test public static void main(String args) A.i=10; A a=new A(); A b=new A(); System.out.println(A.i+“,“+a.i+“,“+b.i); a.change(40); System.out.println(A.i+“,“+a.i+“,“+b.i); b.i+=10; System.out.println(A.i+“,“+a.i+“,“+b.i); ,68,3、静态数据成员的初始化 默认初始值，声明时直

47、接初始化，静态初始化器。 静态初始化器：Java允许通过静态初始化器初始化静态数据成员。静态初始化器语法：,class A static int i; static int j=10; static int k; static int m; static k=20; m=30; ,static ./静态数据成员初始化语句 ,69,4、实例数据成员与静态数据成员的对比 类静态数据成员与实例数据成员二者区别： （1）不管有多少类的实例，类的静态数据成员只有一份拷贝，即所有对象共享相同的静态数据成员；而每个实例对象都有自己的实例数据成员。 （2）类的静态数据成员仅在类初次使用时创建、初始化以后不会再初始化了。而每当创建类的对象时都为实例数据成员分配存储空间，并初始化。 （3）实例数据成员只能通过对象来访，而类静态数据成员既可以通过类名来访问，也可以通过对象来访问。,70,【例3-15】实例数据成员与静态数据成员的对比 class A static int i; int j; A()i=10; j=10; void add()i+; j+; void display() System.out.println(“i=“+i+“,j=“+j);