第6章_抽象、封装与类

第六章抽象、封装与类主要内容☞一、抽象与封装二、J a v a的类三、对象的创建与使用四、参数传递五、匿名对象1、抽象抽象内涵去除掉对象中与主旨无关的次要部分，或是暂时不予考虑的部分抽取出与研究工作有关的实质性的内容加以考察软件开发方法中所使用的抽象类型 （1）过程抽象（2）数据抽象（1）过程抽象将整个系统功能划分为若干部分，强调功能完成的过程和步骤面向过程的软件开发方法采用的就是这种抽象方法使用过程抽象有利于控制、降低整个程序的复杂度缺点：这种方法本身自由度较大，难于规范化和标准化，操作起来有一定难度，在质量上不易保证（2）数据抽象2、封装利用抽象数据类型将数据和操作封装在一起数据被保护在抽象数据类型的内部系统其他部分只能通过被授权操作与抽象数据交互在面向对象程序设计中抽象数据类型通过“类”来代表每个类都封装相关的数据和操作在实际开发过程中类常用来构建系统内部的模块✓封装特性把类内的数据保护得很严密，模块与模块间仅通过严格控制的界面进行交互✓使它们之间耦合和交叉大大减少，从而降低了开发过程的复杂性，提高了效率和质量，减少了可能的错误保证程序中数据的完整性和安全性主要内容一、抽象与封装☞二、J a v a的类三、对象的创建与使用四、参数传递五、匿名对象二.J a v a的类❆1.J a v a类概念2.类的定义与修饰3.域4.方法1、J a v a类概念类(C l a s s)和对象（O b j e c t）是面向对象程序设计方法中最核心的概念。

类是对某一类事物的描述(共性)，是抽象的、概念上的定义；对象则是实际存在的属该类事物的具体的个体（个性），因而也称为实例(I n s t a n c e)。

1、J a v a类概念类是J a v a程序的基本组成要素 封装了一类对象的状态和方法，是该类对象的原型J a v a程序设计就是定义类的过程J a v a程序中定义的类的数目和功能都是有限的编程时还需要用到大量系统定义好的类，即J a v a类库中的类1、J a v a类概念类的构成：类头+类体类体由数据成员（属性、域）与函数成员封装而成。

J a v a语言把数据成员称为域变量、属性、成员变量等；把函数成员称为成员方法，简称为成员方法。

举例：圆柱体类。

二.J a v a的类1.J a v a类概念❆2.类的定义与修饰3.域4.方法（1）定义类定义类（声明类）实际是定义类的静态属性和动态属性（方法）。

用户定义一个类实际上就是定义一个新的抽象数据类型。

必须先定义类，然后才可利用所定义的类来声明相应的变量，并创建对象。

（1）定义类定义类的语法结构（1）定义类——实例实例：圆柱体类的定义（2）类的修饰符J a v a程序在定义类时，可在c l a s s之前增加若干类的修饰符，修饰限定所定义的类的特性类的修饰符分为访问控制符和非访问控制符两大类，有些类的修饰符也可以用来修饰类中的域或方法本节讨论类的非访问控制符（2）类的修饰符——a b s t r a c t 抽象类是没有具体对象的概念类抽象类不能直接被实例化，一般作为其它类的超类举例假设“鸟”是一个类，它可以派生出若干个子类如“鸽子”、“燕子”、“麻雀”、“天鹅”等问题：那么是否存在一只实实在在的鸟，它既不是鸽子，也不是燕子或麻雀，它不是任何一种具体种类的鸟，而仅仅是一只抽象的“鸟”呢？（2）类的修饰符——a b s t r a c t 抽象类是其所有子类的公共属性的集合使用该特性可提高程序开发和维护效率以“鸟”的概念为例假设需要向别人描述“天鹅”是什么，通常都会这样说：“天鹅是一种脖子长长，姿态优美的候鸟”✓可见定义是建立在已知道什么是“鸟”的前提之上◆只有在被进一步问及“鸟”是什么时，才会具体解释说：“鸟是一种长着翅膀和羽毛的卵生动物”◆而不会在一开始就把“天鹅”描述成“是一种脖子长长，姿态优美，长着翅膀和羽毛的卵生动物”（2）类的修饰符——a b s t r a c t 举例已有两个类C i r c l e和R e c t a n g l e，完成相关参数计算（2）类的修饰符——a b s t r a c t举例问题假设有若干个C i r c l e，以及若干个R e c t a n g l e，希望计算它们的总面积✓直截了当的做法是将它们分别放到两个数组中，用两个循环，加上一个加法，这种做法不是最理想的如果还有其它形状，t r i a n g l e,e l l i p s e s等✓上述方法显得“累赘”我们希望有一种统一的表示，例如用一个数组s h a p e[]，接受所有的形状，然后用f o r(i=0;i<s h a p e.l e ng t h;i++)a r e a_t o t a l+=s h a p e[i].a r e a();（2）类的修饰符——a b s t r a c t 举例解决方案（3）类的修饰符——f i n a lf i n a l所修饰的类不可以有子类如果把一个应用中有继承关系的类组织成一棵倒长的树，所有类的父类是树根，每一个子类是一个分支，那么声明为f i n a l的类就只能是这棵树上的叶结点，它不可能再有分支子类（3）类的修饰符——f i n a l被定义为f i n a l的类通常是一些有固定作用、用来完成某种标准功能的类 如J a v a系统定义好的用来实现网络功能的I n e t A d d r e s s、S o c k e t等 在J a v a程序中，当通过类名引用一个类或其对象时实际真正引用的既可能是这个类或其对象本身也可能是这个类的某个子类及子类的对象，即具有一定的不确定性将一个类定义为f i n a l，则可以将它的内容、属性和功能固定下来，与它的类名形成稳定的映射关系，从而保证引用这个类时所实现的功能的正确无误补充：a b s t r a c t与f i n a l的使用注意点a b s t r a c t和f i n a l修饰符不能同时修饰一个类因为a b s t r a c t类自身没有具体对象，需要派生出子类后再创建子类的对象f i n a l类不可能有子类，这样a b s t r a c t f i n a l类就无法使用，也就没有意义但是a b s t r a c t和f i n a l可以各自与其他修饰符合用例如一个类可以是p u b l i c a b s t r a c t的，也可以是p u b l i c f i n a l的✓这里的p u b l i c是访问控制符 当一个以上的修饰符修饰类或类中的域、方法时，这些修饰符之间以空格分开，写在c l a s s关键字之前，修饰符之间的先后排列次序对类的性质没有影响二.J a v a的类1.J a v a类概念2.类的修饰符❆3.域（成员变量）4.方法（1）成员变量（域）类的成员变量描述了该类的内部信息，一个成员变量可以是简单变量，也可以是对象、数组等其他结构型数据。

成员变量的格式：[修饰符]变量类型变量名[=初值]；在定义类的成员变量时，可以同时赋初值，但对成员变量的操作只能放在方法中。

（1）成员变量（域）域是类和对象的静态属性，可以是基本数据类型变量，也可以是其他类(系统类或自定义类)的对象定义域的操作就是说明变量或创建对象的操作与类相似，域（成员变量）也可以拥有若干修饰符，包括访问控制符和非访问控制符本节讨论域的非访问控制符（2）成员变量修饰符——s t a t i c用s t a t i c修饰的域是仅属于类的静态域（s t a t i c f i e l d）静态域本质特点：它们是类的域，不属于任何一个类的具体对象不保存在某个对象的内存区间中，而是保存在类的内存区域的公共存储单元对于该类的任何一个具体对象而言，静态域是一个公共的存储单元，任何一个类的对象访问它时，取到的都是相同的数值任何一个类的对象去修改它时，也都是在对同一个内存单元进行操作（2）成员变量修饰符——s t a t i c 举例程序定义对应200电话卡的类P h o n e C a r d200所有200电话卡的接入号码都是“200”，所以定义静态域c o n n e c t N u m b e r标志所有P h o n e C a r d200对象的接入号码使用200电话卡通话的附加费对每张电话卡也是一致的，所以定义类的静态域a d d i t o r y F e e（2）成员变量修饰符——s t a t i c 举例T e s t S t a t i c F i e l d.j a v a（使用P h o n e C a r d200类）（3）成员变量修饰符——f i n a l f i n a l用来修饰常量一个类的域如果被声明为f i n a l，它的值一旦给定，那么它的取值在程序的整个执行过程中都不会改变，如s t a t i c f i n a l S t r i n gc o n n e c t N u m b e r=″200″；定义f i n a l域时，若不是s t a t i c的域，则必须且只能赋值一次，不能缺省，这种域的赋值的方式有两种在定义变量时赋初始值在每一个构造函数中进行赋值在定义f i n a l局部变量(方法中的变量)时，也必须且只能赋值一次它的值可能不是常量，但它的取值在变量存在期间不会改变（3）成员变量修饰符——f i n a l 用f i n a l修饰符说明常量时，需要注意以下几点需要说明常量的数据类型需要同时指出常量的具体取值由于所有类对象的常量成员，其数值都固定一致，为节省空间，常量通常声明为s t a t i c，如常量值：✓I n t e g e r.M A X_V A L U E(表示最大整数)✓M a t h.P I(表示圆周率)在定义s t a t i c f i n a l域时，若不给定初始值，则按默认值进行初始化数值为0b o o l e a n型为f a l s e引用型为n u l l（4）成员变量修饰符——v o l a t i l e被v o l a t i l e修饰符所修饰的域说明这个域可能同时被几个线程所控制和修改，即这个域不仅仅被当前程序所掌握在运行过程中可能存在其他未知的程序操作来影响和改变该域的取值在使用当中应该特别留意这些影响因素v o l a t i l e常用来修饰接受外部输入的域，如表示当前时间的变量✓将由系统的后台线程随时修改，以保证程序中取到的总是最新的当前的系统时间✓因此可以把它定义为易失域二.J a v a的类1.J a v a类概念2.类的修饰符3.域（成员变量）❆4.方法（1）方法概述类的动态属性，标志类所具有的功能和操作用于将类和对象的数据封装在一起 定义方法的目的定义具有相对独立和常用功能的模块使程序结构清晰，也利于模块在不同场合的重复利用环境的数据类的方法用来定义对类的成员变量进行的操作，是实现类内部功能的机制，同时也是类与外界进行交互的重要窗口。