Java核心技术——第4章

面向对象程序设计概述

面向对象的程序是由对象组成的，每个对象包含对用户公开的特定功能部分和隐藏的实现部分。

从根本上说，只要对象满足要求，不必关心其功能的具体实现过程。

与传统的结构化程序区别：

• 传统的结构化程序通过一系列过程（算法）来求解问题，算法是第一位，数据结构第二位
• OOP则是数据第一位，然后考虑操作数据的方法

类

相关概念

• 类：构造对象的模板或蓝图

• 封装：将数据和行为组合在一个包中，并对对象的使用者隐藏数据的实现方式

  封装的关键：绝不能让类中的方法直接访问其他类的实例域

• 继承：拓展一个类来建立另外一个类的过程

如何识别类

分析问题时找名词和动词，名词对应类，动词对应方法

对象

三个主要特性

• 对象的行为：由可调用的方法决定
• 对象的状态：状态的改变必须通过调用方法实现——封装的体现
• 对象的标识：同一个类创建的实例，标识永远是不同的

类与类之间的关系

• 依赖（uses-a）：一个类的方法操纵另一个类的对象，应尽可能避免这种关系
• 聚合（has-a）：类A的对象包含类B的对象
• 继承（is-a）：表示特殊与一般的关系

使用预定义类

对象与对象变量

• 构造器：特殊的方法，名字与类名相同，用于构造对象

  new Date()
  

• 对象变量：引用一个对象，并不是包含一个对象，类似于指针

  Date birthday = new Date();
  

  局部变量不会自动初始化为null，必须通过调用new或设置为null进行初始化

更改器方法和访问器方法

• 更改器方法：调用后对象的状态改变
• 访问器方法：调用后对象的状态不变，只访问不修改

用户自定义类

一个源文件中只能有一个公有类，但可以有任意数量的非公有类

如果将每个类单独放在一个源文件中时，可以用通配符一起编译，也可以只编译共有类所在的源文件

关键字public：任何类的任何方法都可以调用

关键字private：只有本类中的方法可以访问

构造器

• 构造器与类同名
• 构造器总是伴随着new操作符的执行被调用，而不能对一个已存在的对象调用
• 不要在构造器中定义与实例域重名的局部变量

隐式参数与显式参数

number007.raiseSalary(5);

• 隐式参数：方法的调用者，不出现在方法的声明中，即上面调用代码中的number007，在方法声明时可用关键字this表示隐式参数
• 显式参数：明显地列在方法声明中的参数

封装的优点

要获取或设置实例域的值，应提供：

1. 一个私有的数据域
2. 一个公有的访问器方法——可以改变方法的内部实现，而不会影响其他代码
3. 一个公有的更改器方法——可以执行错误检测

注：不要编写返回引用可变对象的访问器方法

例：

class Employee{
	private Date hireDay;
	public Date getHireDay()
	{
		return hireDay;
	}
}

其中Data类对象是可变的，如果返回的hireDay改变，则会同时改变类中的私有数据域，破坏了封闭性

如果要返回一个可变对象的引用，则首先对它进行克隆

final实例域

• 应用于基本类型域、不可变类的域：相当于是常量，其值不能改变

  不可变类：类中的每个方法都不会改变其对象

• 应用于可变域：相当于c中const int*指针，不可以指向其他的对象，但是修改它指向的对象

静态域与静态方法

静态域

关键字static，类的所有实例共享静态域，属于类，不属于任何一个独立对象，可以通过类名来访问

静态常量

public class Math
{
	public static final double PI = 3.14;
}

可采用Math.PI访问

如果没有static，则变成Math的实例域，需要Math类对象访问，并且每个对象都有一份拷贝

静态方法

静态方法是一种不能向对象实施操作的方法，不能访问实例域，因为只有对象才能访问实例域，但可以访问自身类中的静态域

以下两种情况下使用静态方法：

• 一个方法不需要访问对象状态，其所需参数都是通过显式参数提供，Math.pow(x,a)
• 一个方法只需要访问类的静态域

关键词static含义：属于类但不属于对象的变量和函数

工厂方法

也属于静态方法，直接使用类名调用，用于构造对象

为何不用构造器？

1. 无法命名构造器，该类不同种类的构造方法，要加以区分则使用工厂方法
2. 使用构造器时，无法改变所构造的对象类型

main方法

main方法也是静态方法

main方法不对任何对象进行操作

每个类都可以有一个main方法，常用于对类进行单元测试

方法参数

• 按值调用：方法接收的是调用者提供的值
• 按引用调用：方法接收的是调用者提供的变量地址

Java总是按值调用，即方法得到的时所有参数值的一个拷贝

注意Java的对象引用

public static void swap(Employee x,Employee y)
{
	Employee tmp=x;
	x=y;
	y=tmp;
}

这是不能交换x，y所引用的对象，只是交换了x，y的拷贝

总结：

• 一个方法不能修改一个基本数据类型的参数（数值型或布尔型）
• 一个方法可以改变一个对象参数的状态
• 一个方法不能让一个对象参数引用一个新的对象

对象的构造

重载

如果多个方法有相同的名字、不同的参数，则产生重载，返回类型不同不可以，即不能有两个名字相同、参数类型相同，但返回类型不同的方法

默认域初始化

如果没有在构造器中显式给域赋予初值，则会自动被赋为默认值（数值0，布尔值false，对象引用null）

区别于局部变量，局部变量必须被明确的初始化

无参数的构造器

类中没有构造器时，系统会提供一个默认的无参数构造器

类中一旦有构造器，则系统提供的构造器无效

显式域初始化

可以给任何域显式的赋予初值，这样的赋值会在构造器之前执行，而且赋值不一定是常数，可以调用方法进行初始化

class Employee
{
	private static int nextId;
	private int id = assignId();
	
	private static int assignId()
	{
		int r = nextId;
		nextId++;
		return r;
	}
}

参数名

参数变量如果和实例域的名称相同，则会覆盖实例域，此时要想访问实例域需要通过this关键词

好的习惯：

在参数前加前缀”a“

public Employee(String aName,double aSalary)
{
	name = aName;
	salary = aSalary;
}

或者通过this

调用另一个构造器

如果构造器的第一个语句形如this(...)，这个构造器将调用同一个类的另一个构造器

public Employee(double s)
{
	this("Employee #"+nextId,s);
	nextId++;
}

初始化块

设置一个代码块，在其中放入域初始化语句，则可在构造器执行之前对域进行初始化

调用构造器的具体步骤：

1. 所有数据域被初始化为默认值
2. 按照在类中出现的次序，依次执行所有域初始化语句和初始化块
3. 如果构造器第一行调用了第二个构造器，则执行第二个构造器
4. 执行这个构造器主体

一般通过提供一个初始化值初始化静态域，如果初始化语句比较复杂，则可以使用静态初始化块

包

• Java允许用包（package）将类组织起来，方便组织自己的代码
• 使用包主要原因是确保类名的唯一性
• 从编译器的角度看，嵌套包之间没有任何联系
• 包的命名习惯：以域名的倒序作为包名——保证包名的唯一性

类的导入

一个类可以使用所属包中的所有类，以及其他包中的公有类

如何访问公有类：

1. 在类名前加上完整的包名

2. 使用import导入相关的类，然后就可以直接使用类中的方法

   注：import 可以用*导入多个类，但是不能导入多个包

如果导入的包中含有同名的类怎么办：

1. 如果只需使用其中一个类，则再次import这个特定的类
2. 如果两个类都要使用，则在使用前加上完整的包名

静态导入

import 不仅可以导入类，还能导入静态方法和静态域

注意：不能静态导入类！！

import static java.lang.Math.*;

这样就不用加类名前缀了，如sqrt(pow(x,2)+pow(y,2))

将类放入包中

要想将一个类放入包中，就必须将包的名字放在源文件的开头

package com.horstmann.coreJava;

对应的源文件会被放在com/horstmann/coreJava目录下

包作用域

类、方法、变量：

• public：可以被任意类使用
• private：只能被定义它们的类使用
• 没有指定：可以被同一个包中的所有方法访问

类设计技巧

1. 一定要保证数据私有

2. 一定要对数据初始化

3. 不要在类中使用过多的基本类型

   用其他类代替多个相关的基本类型

4. 不是所有的域都需要独立的域访问器和域更改器

5. 将职责过多的类进行分解

6. 类型和方法名要能体现它们的职责

7. 优先使用不可变的类

   更改对象的问题在于：如果多个线程试图同时更新一个对象，就会发生并发更改，其结果不可预料