Java入门7：面向对象程序设计

Java语言是一种面向对象的语言，在Java中除了8中基本的数据类型的数据外，其它一切均为对象。本节内容我们来一同掌握Java的面向对象特性，主要内容有：理解面向对象的概念、掌握类的定义、掌握对象的创建、了解方法的重载、掌握构造方法使用。

一、面向对象的概念

现实中的一切事物皆为对象

对象有其自身的（特征）属性，而且可以进行某些活动。如公交汽车有四个轮子（属性），有若个座位（属性）等，公交汽车能载客（活动），能鸣笛（活动）；移动电话有显示屏（属性），有按键（属性），能够进行通信（活动），还能够上网（活动）等。

 其实，上面的描述已经概括了对象的两个要素：

• 属性：对象的特征
• 行为：对象所能执行的活动

类描述了一组有相同特性（属性）和相同行为（方法）的对象

• 类是具有共同属性和行为的对象的抽象。
• 类可以定义为数据和方法的集合。
• 类也称为模板，因为它们提供了对象的基本框架。 

二、类和对象的关系

类与对象是抽象与具体的关系，类描述了同种对象的共同特征和行为，而对象是类的具体体现。建筑图纸规定了房屋的所有特征，如房屋的面积、房屋的高度等，但这些只是停留在图纸上；只有根据建筑图纸建造了一座座房屋后，房屋的面积、高度等特征才得以体现。

从先后关系看，应是现有类，然后才有与之对应的对象。根据类创建对象的过程我们称之为实例化（根据建筑图纸建造房屋），对同种的多个对象的共性进行概括等到类（这是一个从具体到抽象的过程）。

三、类的定义

定义类就是定义类的属性(特征)、行为（方法）和关系。

在类中，属性是通过成员变量体现的，而行为是用成员函数（又称为方法）实现的。怎样去定义一个类的成员变量？ 

1、定义成员变量

class Person {
               String name; // 属性－名字
               int  age; // 属性－年龄
        } 

2、定义成员方法

定义方法的一般格式：

[access]   type   methodname1(  [parameter-list]  )  {
                  //方法体
        }

上面格式中，[ ]内部分为可选项，视具体情况取舍。各部分说明如下：

• type —— 方法的返回数据类型。方法调用后一般会得到一个结果数据，type即为该数据的类型，type可以是前面介绍过的8种基本数据类型之一，也可以是引用类型（如类、接口、数组），由解决的问题来决定；如果方法调用后不需要得到一个结果数据，则type设为void，如我们熟悉的main方法便是如此。
• methodname —— 方法的名称。由程序员按照Java语言标识符的命名规则所取的名称。
• parameter-list —— 参数变量列表。提供方法执行时所需的数据
• access —— 方法的可访问权限。决定方法在程序中哪些地方可见。
• 方法体 —— 完成方法所需功能的语句组合，注意方法体由一对“{  }”所包含。

class Person {
              string name;
              int  age;

              public void  say(  ){
                      System.out.println( "Hello!" );
              }
        }  

四、对象的创建与使用 

1、对象的创建及内存分配

new关键字用于创建对象，如： Person  p1 = new Person( ) ;

计算机程序执行时的内存空间主要有两类：

• 栈空间 —— 局部变量分配在栈空间，随着函数（或语句块）开始运行而分配，随着函数（或语句块）运行的结束而销毁。
• 堆空间 —— 对象和数组内存空间分配在堆空间，其内存的回收由JVM的垃圾回收进行。

创建一个对象后，其内存分配示意图如下：

同一个类的多个对象的内存分配：

• 成员变量：各对象独有
• 成员方法：各对象共享

Person  p1 = new  Person(  ) ;
        Person  p2 = new  Person(  ) ;

2、成员变量的初始化

对象的成员变量如在定义时没有指定初值，在创建时自动进行初始化，按下表进行： 

3、对象的使用

对象的成员使用方法：

• 对象句柄.对象成员
• 对象句柄.对象方法

【例4.1】

class Person {
              string name;
              int  age;

              public void  say(  ){
                      System.out.println( "My name is  " + name +" , and  I am " + age + "  years old." );
              }
        } 
        public   class TestPerson {
              public static  void  main ( String[ ] args )  {
                      Person p1 = new Person( );
                      p1.age = 30;
                      p1.name =  "Tom" ;
                      p1.say( ) ;
              }
        }

4、消息

多个对象相互作用才会完成复杂的行为。对象和对象之间是通过传递消息来完成相互通信的。一个消息由三方面内容组成：

• 消息的接收者，即消息的目标对象；
• 接收对象采用的方法；
• 执行方法所需用的参数(Parameters)。

五、方法的重载 

一个类的方法中可有多个同名方法。这样做的条件是：每个同名方法的参数的类型和（或）数量必须是不同的。这种语法现象称之为方法的重载。

当Java 调用一个重载方法时，参数与调用参数匹配的方法被执行。

六、构造函数（构造方法） 

构造方法：是一个在创建对象时被自动调用的特殊方法。

作用：

• 为对象进行初始化（成员变量）工作；
• 类的实例产生时构造方法就会被自动调用. 

构造方法的特征：

• 方法名与类名相同；
• 不含返回类型；
• 不能在方法中用return语句返回一个值；
• 在类实例化时，它会由系统自动调用； 

【例4.2】使用构造方法重新实现例4.1。

每个类都至少有一个构造方法，如果没有定义构造方法，JVM（虚拟机）会在编译时自动生成一个不带参数也无方法体的构造器。如

public  Person( ){ }
 

如果在一个类中定义多个构造方法，此时构造方法发生了重载。

七、练习 

1、定义一个矩形类（Rectangle），该矩形类成员：

（1） 属性：长、宽

（2）方法：计算矩形的面积

并在主方法中测试该类。

2、定义一个圆类（Circle），该类实现计算圆的面积和周长的功能，并在主方法中测试该类。

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