《面向对象技术与方法》06、类与对象之一

符号常量 成员数据
依次为：static、非static。 再依次为：protected、friendly、private。 另一主张：将客户程序关心的（公有的）放在前面，而成员数据通常 不是公有的，故宜放后将其置于最后。 借鉴：Java API的源代码中两种写法都有，甚至有些类穿插出现。
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构造方法 成员方法
public class NameHiding { private double x = 0; public boolean set(double x) { if (x > 0) { this.x = x + get(); return true; } else return false; } public double get() { double y = x * x; double x = y + 1; return x; } } 因继承屏蔽名 因继承屏蔽名 字称为hiding 字称为hiding
抽象取决于观察者的角度
例子：城市地图是对城市的抽象；数字电路图是对线路板的抽象。 不同的抽象层次：军用地图比民用地图含有更丰富的信息。 不同的抽象角度：线路板有数字电路图与线路布局图。
6-5
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抽象是人类长期认识世界与改造世界的结果
英国哲学家与数学家罗素在其名著《数理哲学导论》中断言：
发现一对鸡、两昼夜都是数2的实例，一定需要很多年代，其中 所包含的抽象程度确实不易达到。 至于1是一个数的发现，也必定很困难。 说到0，这更是晚近加入的，希腊人和罗马人没有这个数字。
6-19
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缺省访问控制
自Java 1已开始支持。 较少用到的访问控制方式。 注意：位于其他程序包的派生类也不可访问这些成员。
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即使在Java API中也较少用到
例子：java.lang.String static int indexOf(...) static int lastIndexOf(...) 目的：由String和StingBuffer共享该查找代码。 结果：java.lang中的其他类均可调用该方法。
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类的接口与实现
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接口与实现的分离
同一接口、多种实现。 OMG IDL：独立于特定语言。
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C++和Java语言都支持接口与实现的分离
但两种语言选择的途径不相同。
6-11
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类：以保留字class声明。
提供了对象的实现。
接口：以保留字interface声明。
描述了对象的接口（对外的、公有的接口）。 由于缺乏实现，不能通过接口创建对象实例（但允许将接口作为对象 的类型）。
type IntegerSet = { sort 零元操作相当于常量 零元操作相当于常量 int, bool, set operations zero: → int true: → bool false: → bool empty: → set pred: int → int succ: int → int insert: set × int → set remove: set × int → set has: set × int → bool axioms insert(insert(s, i), i) = insert(s, i) insert(insert(s, i), j) = insert(insert(s, j), i) has(remove(insert(s, i), j), i) = true ⇒ remove(insert(s, i), j) = insert(remove(s, j), i) i = j ⇒ remove(insert(s, i), j) = remove(s, j) remove(empty, i) = empty has(insert(s, i), i) = true has(remove(insert(s, i), j), i) = true ⇒ has(insert(s, i), j) = has(s, j) has(empty, i) = false succ(pred(i)) = i pred(succ(i)) = i }
default
不加缀任何访问控制保留字，又称friendly access或package access。 这些成员只能由同一程序包（包括默认程序包）中的类访问。 对本程序包的类而言，效果相当于public。 对其他程序包的类而言，效果相当于private。
• private
4P 4P
这些成员是除自身外任何类都不允许访问。 只有类自己的那些方法体中才可访问这些成员。
静态的概念 静态的概念
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对象：描述实体的具体个体
动态的概念 动态的概念
6-3
观察：无处不在的实体！
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现实世界：
学生、教师、 飞机、发动机、雷达、传感器、 电视机、钟表、 库存商品、入库单、记帐凭证、...
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思维世界：
复数、矩阵、 随机数发生器、 线性链表、堆栈、队列、...
抽象：建模的主要思维方式
依次为：public、protected、friendly、private 再依次为：static、非static。
6-24
利用访问控制实现信息隐藏的好处
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支持大型程序设计（programming in the large）
让每一程序员只看到自己应该看到的东西！
限制变动的影响范围：
当属性表示方法发生变化时只需修改类中方法， 只要所有公有方法保持不变，变化不会影响其他程序。
6-15
（续上页） // 领料出库，出库数量为qty，返回出库成本 public double checkOut(double qty) { // 如果数量余额不足则不作出库 if (quantity < qty) return 0; // 计算出库的成本金额， double amt = amount; if (qty < quantity) { // 保证存货数量余额为0时存货金额余额也为0 double price = ((long)(amount/quantity*100)) / 100.0; amt = qty * price; } // 减少库存数量与金额 quantity -= qty; amount -= amt; return amt; } // 查询当前的存货数量余额 public double getQuantity() { return quantity; } // 查询当前的存货金额余额 public double getAmount() { return amount; } }
6-16
类作用域
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类中声明的数据或方法成员的作用域涵盖整个类
声明在前的方法体中，可调用声明在后的方法或数据成员。
类中声明的形式参数或局部变量隐藏同名数据成员
区别： 禁止方法体中声明的局部变量隐藏同名的形式参数！ 禁止在内层块中声明的变量隐藏外层声明的同名变量。
6-17
Name Shadowing
6-1
第六讲 类与对象（I） • • • • • • •
类与对象概述 类的声明 ★ 类成员的访问控制 ★★ 使用对象实例 静态成员 ★★ 类也是一个对象 完整的类声明
6-2
6.1 类与对象概述
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类：描述实体的抽象概念
成员：数据成员＋方法成员 数据成员：实体的属性 方法成员：实体的行为 实体的约束只能隐式地表达在属性或行为中。
6-4
抽象与抽象层次
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IEEE-CS/ACM“91计算教学计划”
12个重复出现的核心概念：绑定、空间有序、时间有序、重用、折衷、... 抽象层次（levels of abstraction）： 是软件工程乃至整个计算机科学的最重要思维方式（之一）。
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抽象（abstraction）
将复杂事物的一个或多个特性去掉，而只留意其他剩余特性的行为或过程。 即将若干有区别的事物的共性抽取出来，并加以孤立地考察的行为或过程。
Lecture Notes on
Object-Oriented Programming & Design
( Master of Software Engineering ’2005 )
Dr. Li Wenjun
lnslwj@zsu.edu.cn Department of Computer Science Zhongshan University, GZ 510275
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类与接口的关系：类实现（implements）接口。
一个类可以实现多个接口：从不同角度看问题。 一个接口也可以由多个类实现：不同的实现途径。 但Java语言的接口与类必须使用不同的名字！
6-12
6.2 类的声明
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数据成员
描述实体的属性。 变量的声明与初始化
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方法成员
描述实现的行为。 方法的声明
6-13
set()中的x引用形式参数而不是 数据成员； get()第1行的x引用数据成员， 第3行的x引用局部变量。
6-18
开放性
6.3 类成员的访问控制
• public
这些成员能由所有的类访问。
• protected •
不同于C++： 不同于C++： C++没有程序包 C++没有程序包
这些成员只能由派生类或同一程序包中的类访问。 对其他程序包的派生类而言，效果相当于public。 对其他程序包的非派生类而言，效果相当于private。
真的需要对外暴露数据？
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应仔细研究后再作出决策！ 只读公开：
仍声明为私有的或受保护的；另提供一个公有的getter。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
可读写公开：
要么 将数据成员声明为公有的； 要么 将数据声明为私有的或受保护的， 然后提供一个公有的getter和一个公有的setter。
6-23
类成员的典型出现次序
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例子一：银行帐户
// 银行帐户 public class Account { // 银行帐户的属性 private double balance = 0; // 存款余额
// 向帐户中存款，存款金额为amount public void deposit(double amount) { balance = balance + amount; } // 从帐户中取款amount元，成功返回true，否则返回false public boolean withdraw(double amount) { if (amount <= balance) { balance = balance - amount; return true; } else return false; } // 查询帐户的当前余额 public double getBalance() { return balance; } }
6-8
ADT
Class
Object
6-9
类在程序中的作用
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作为模块化机制
封装：将相关的数据以及作用在这些数据上的操作组织在一起。 信息隐藏：对象的某些特征只在对象内部可见。 外部程序只能访问那些允许它访问的特征； 通常由访问控制（access control）实现。
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作为类型定义机制
类作为一种模板，用于创建对象实例。 提供相应的类型检查。
6-14
例子二：库存货品
// 库存货品 public class Inventory { // 存货的属性 private double quantity = 0; private double amount = 0;
// 存货的数量 // 存货的金额
// 验收入库，入库数量和金额分别为qty和amt public void checkIn(double qty, double amt) { quantity += qty; amount += amt; } （未完待续）
6-6
不同的抽象层次
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Bertrand Meyer：一个类是抽象数据类型的一个实现。 抽象数据类型（Abstract Data Type）
ADT＝名字＋基调＋公理等式 基调＝类别集＋运算基调集 代数语义学以ADT为主要研究对象。
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抽象之处
未定义数据的具体表达方式； 未定义操作的具体实现方法。
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类成员访问控制的编程模式
总体设计思想
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尽可能保持私有性
只要能满足需要，就应选择开放性最低的访问控制。 仅将你认为客户程序需要使用的方法对外公开。
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最简单、实用的编程模式
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将所有数据成员声明为私有的或受保护的
以实现信息隐藏。
将所有方法成员声明为公有的
以供其他程序片段使用。
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