Java-Java面向对象程序设计

2017-10-09 17:23:52

在面向对象技术中，将客观世界中的一个事物作为一个对象来考虑，比如有个张先生，他就是一个对象。每个对象都有自己的属性和行为。张先生的属性根据需要有姓名、性别、身高等，他的行为有开车，阅读，跑步等。从程序设计的角度来看，事物的属性可以用变量来描述，行为则用方法来反映。

一、面向对象设计的核心技术

面向对象程序设计的核心技术主要是封装、继承和多态性。

• 封装

类是封装的基本单元。通过封装可以隐藏类的实现细节，也可以避免对类中属性的直接操作。可以通过类的公共接口访问类中的变量，而不必知道这个接口的具体实现方式。只要这个方法的名字和参数不变，即使类中的变量被重新定义，或方法的代码被修改，对类中的变量的访问也不会受到影响。比如，你在计算机上安装了一个声卡，你不必知道声卡的内部结构，也不必知道功能如何实现的，因为实现声卡功能的继承电路被封装了。你只要知道声卡应该装在电脑主板的什么位置，其他的设备如音箱，光驱怎样和声卡连接就可以了。

• 继承

继承是对类的功能的重用和扩充。通过对某一个类的继承产生一个新的子类，子类既有从某个类中继承下来的功能，又可以自行定义自己的变量和方法，产生新的功能。

• 多态性

多态性指的是方法的名字相同，但实现不同。即“同一接口，多个方法”。如有三个方法，分别用来计算圆、矩形、三角形面积，他们的名字可以都叫做area。

二、类的结构

Java是一种完全面向对象对程序设计语言。他所有的属性类型和方法都封装在类中，Java继承了C++的有点，但放弃了那些含糊，复杂和容易出错的特性。Java所实现的面向对象的特性，降低了程序的复杂性，实现了代码的可重用性，提高了运行效率。

• 类的声明格式

［修饰符］class 类名 [extends 超类名][implements 接口名]

｛

类主体

｝

修饰符包含访问权限有两种，要么默认，要么public。如果在一个源文件中有多个类的话，只能有一个类的权限可以是public，其余的类的权限必须是默认。public类的名字应该和文件同名，同时main函数也要放在该类中。 Java中public权限指所有的类都可以访问，而默认的访问权限则是指只允许同一个包的类进行访问。

final：final修饰的类为最终类，这种类不能被继承。

abstract：抽象类，不能实例化

• 成员变量

[修饰符][static][final][transient] 变量类型 变量名；

修饰符：默认的，public，protected，private

static：静态变量

final：常量

transient：临时变量

• 成员方法

[修饰符]返回类型 方法名（参数表）[throws <异常类>]

{

方法体；

}

这里的修饰符包含访问权限，共有四种，即：默认的，public，protected，private。

static：静态方法

abstract：抽象方法（无方法体的方法）

final：最终方法（不能被子类继承的方法）

throws：抛出异常

• 访问权限的说明

public：所有的类都能访问

protected：不同包的子类可以访问

默认：同一包能访问

private：同一类可以访问

三、对象的构造和初始化以及对象的销毁

• 构造方法

构造方法没有返回值，且构造方法的名字应该和这个类一致。

例如：Date(int m,int n){...}

在创建对象的时候会自动调用相应的构造方法。

• 对象的销毁

对象的生命周期是指对象的创建、使用和销毁这一过程。对象的销毁是指当对象使用完成后，释放对象占用的资源。

Java能自动判断对象是否在使用，并自动销毁不在使用的对象，收回对象所占用的资源。在这种模式下我们并不知道对象销毁的具体时间。

此外，我们可以在程序中定义finalize（）方法，使得对象在销毁之前执行该方法。该方法的基本格式如下：

[修饰符]void finalize（）{}

java提供 finalize ()方法，垃圾回收器准备释放内存的时候，会先调用finalize()。

(1).对象不一定会被回收。

(2).垃圾回收不是析构函数。

(3).垃圾回收只与内存有关。

(4).垃圾回收和finalize()都是靠不住的，只要JVM还没有快到耗尽内存的地步，它是不会浪费时间进行垃圾回收的。

四、静态成员

类中有一种特殊的成员，他不属于某一个单独的对象，而是属于整个类所有。另外， Java中static不可以用来修饰局部变量 。静态成员函数只能访问静态成员变量。

五、类的继承

如果要扩展原有的程序的功能，可以对原来的类进行修改或增加一个新类，但是这样就不符合开闭原则了。同时，也会影响原来的类的相关代码，或者造成代码的重复。

一种好的方法是通过继承来重用已有的代码，同时增加新的代码来进行功能的扩展。

继承是面向对象设计的重要方法，被继承的类称为超类，从超类派生的新类称为子类。子类中包含两个部分，一个是从超类中继承下来的变量和方法，一个是自己新增加的方法和变量。

Java中只支持单重继承，不支持多重继承，所以一个类只能有一个超类。

• 声明子类
  

[修饰符]class 子类名 extends 超类名

{...}

子类的对象也是超类的对象，超类的对象不一定是子类的对象。

成员变量的继承规则：子类只继承超类中非private的部分；

隐藏原则（hiding）：子类的成员变量和超类的成员变量同名的时候，超类的成员变量被隐藏。

成员方法的继承规则：子类只继承超类中非private的部分；

覆盖原则（Override）：子类的成员方法和超类的成员方法同名的时候，超类的成员方法被子类的成员方法覆盖。

• 子类的构造方法

在调用子类的构造方法的时候，需要先调用超类的构造方法，子类的构造方法的参数的前面几个，是给超类的构造方法使用的。在子类的构造方法体中，使用super进行显示的调用超类的构造方法，并将此语句放在构造方法体的最前面。如果超类中有默认的构造方法，那么在子类的构造方法中，可以不显示的调用超类的构造方法。

• null，this，super

null：表示空对象，即没有创建类的任何实例。

this：代指当前的对象，是对象的引用。访问本类的成员，this.<变量名>，this.<方法名>，调用本类的构造方法this（参数表）；

super：超类的引用，可以使用super来引用被子类屏蔽的超类的成员，super.<变量名>，super.<方法名>，调用超类的构造方法super（参数表）；

六、最终类和抽象类

• 最终类和最终方法

被final修饰的类和方法称为最终类和最终方法，这种类无法被继承，这种方法不会在子类中被覆盖，也就是说子类中不能有和此方法同名的方法。

final class Last{...}；

public final void printsuper（参数表）{...}；

• 抽象类和抽象方法

抽象方法是必须在子类被覆盖的方法，在声明的时候，用关键字abstract将方法说明为抽象方法，并不设方法体。

含有抽象方法的类为抽象类，也需要用abstract修饰，他是一种不能实例化的类。

abstract class <类名>{...abstract 方法}

proected abstract void write（）；

注意：对于成员方法，不能同时使用static和abstract说明，因为static不用实例化就可以调用，而abstract必须进行实例化实现。

对于类，不能同时使用final和abstract进行修饰，因为这两种方式明显是相反的。

七、类的多态性

多态是指同一名称，多种实现。多态的实现主要通过重载（overloading）和覆盖（override）来完成。

• 重载

方法的名字相同，但参数不同（注意仅返回值不同不能算作重载），称为重载。在执行的时候，根据参数的不同来决定执行哪个方法。

• 覆盖

子类和超类中有同名的方法，且参数也相同，子类中的方法将覆盖超类的方法。

* 前期绑定和后期绑定的概念

对于方法的重载，在程序编译的时候，根据调用语句中给出的参数，就可以决定在程序中执行时调用的版本，这种称为编译时的绑定，也叫做前期绑定；

对于方法的覆盖，要在程序执行时，才能决定调用同名方法的版本，这称为运行时的绑定，也叫做后期绑定。

八、接口

在Java中，由于不支持多重继承，所以引入了接口的概念。一个类可以有一个超类和多个接口。Java中的面向对象编程也被戏称为面向接口编程。足见接口的概念的重要性。

• 接口的声明

接口是一个特殊的类，他是由 静态常量和抽象方法组成 的，并且 不包含变量和方法的实现 。

[修饰符] interface 接口名{...}

其中修饰符可以是public或者默认访问控制。

接口中的变量默认是static final ，且必须被赋初值。如果接口是public，那么接口中的成员都隐含是public访问权限。

• 接口的实现

一个接口可以被一个类或者多个类实现。当一个类实现了一个接口，它必须实现这个接口中的所有方法，这些方法都要被说明成public。使用关键词implements实现接口。

class 类名 implements 接口1，接口2...