Java-Java物件導向程式設計

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2017-10-09 17:23:52

在物件導向技術中，將客觀世界中的一個事物作為一個對象來考慮，比如有個張先生，他就是一個對象。每個對象都有自己的屬性和行為。張先生的屬性根據需要有姓名、性別、身高等，他的行為有開車，閱讀，跑步等。從程式設計的角度來看，事物的屬性可以用變數來描述，行為則用方法來反映。

 

一、物件導向設計的核心技術

物件導向程式設計的核心技術主要是封裝、繼承和多態性。

• 封裝

類是封裝的基本單元。通過封裝可以隱藏類的實現細節，也可以避免對類中屬性的直接操作。可以通過類的公用介面訪問類中的變數，而不必知道這個介面的具體實現方式。只要這個方法的名字和參數不變，即使類中的變數被重新定義，或方法的代碼被修改，對類中的變數的訪問也不會受到影響。比如，你在電腦上安裝了一個音效卡，你不必知道音效卡的內部結構，也不必知道功能如何?的，因為實現音效卡功能的繼承電路被封裝了。你只要知道音效卡應該裝在電腦主板的什麼位置，其他的裝置如音箱，光碟機怎樣和音效卡串連就可以了。

• 繼承

繼承是對類的功能的重用和擴充。通過對某一個類的繼承產生一個新的子類，子類既有從某個類中繼承下來的功能，又可以自行定義自己的變數和方法，產生新的功能。

• 多態性

多態性指的是方法的名字相同，但實現不同。即“同一介面，多個方法”。如有三個方法，分別用來計算圓、矩形、三角形面積，他們的名字可以都叫做area。

 

二、類的結構

Java是一種完全物件導向對程式設計語言。他所有的屬性類型和方法都封裝在類中，Java繼承了C++的有點，但放棄了那些含糊，複雜和容易出錯的特性。Java所實現的物件導向的特性，降低了程式的複雜性，實現了代碼的可重用性，提高了運行效率。

• 類的聲明格式

［修飾符］class 類名 [extends 超類名][implements 介面名]

｛

類主體

｝

修飾符包含存取權限有兩種，要麼預設，要麼public。如果在一個源檔案中有多個類的話，只能有一個類的許可權可以是public，其餘的類的許可權必須是預設。public類的名字應該和檔案同名，同時main函數也要放在該類中。Java中public許可權指所有的類都可以訪問，而預設的存取權限則是指只允許同一個包的類進行訪問。

　　　　    final：final修飾的類為最終類，這種類不能被繼承。

　　　　　abstract：抽象類別，不能執行個體化

• 成員變數

[修飾符][static][final][transient] 變數類型 變數名；

修飾符：預設的，public，protected，private

static：靜態變數

final：常量

transient：臨時變數

• 成員方法

[修飾符]傳回型別 方法名（參數表）[throws <異常類>]

{

方法體；

}

這裡的修飾符包含存取權限，共有四種，即：預設的，public，protected，private。

　　　　　　　　static：靜態方法

　　　　　　　　abstract：抽象方法（無方法體的方法）

　　　　　　　　final：最終方法（不能被子類繼承的方法）

　　　　　　　　throws：拋出異常

• 存取權限的說明

public：所有的類都能訪問

protected：不同包的子類可以訪問

預設：同一包能訪問

private：同一類可以訪問

 

三、對象的構造和初始化以及對象的銷毀

• 構造方法

構造方法沒有傳回值，且構造方法的名字應該和這個類一致。

例如：Date(int m,int n){...}

在建立對象的時候會自動調用相應的構造方法。

• 對象的銷毀

對象的生命週期是指對象的建立、使用和銷毀這一過程。對象的銷毀是指當對象使用完成後，釋放對象佔用的資源。

Java能自動判斷對象是否在使用，並自動銷毀不在使用的對象，收回對象所佔用的資源。在這種模式下我們並不知道對象銷毀的具體時間。

此外，我們可以在程式中定義finalize（）方法，使得對象在銷毀之前執行該方法。該方法的基本格式如下：

[修飾符]void finalize（）{}

java提供finalize()方法，記憶體回收行程準備釋放記憶體的時候，會先調用finalize()。

        (1).對象不一定會被回收。

       (2).記憶體回收不是解構函式。

       (3).記憶體回收只與記憶體有關。

       (4).記憶體回收和finalize()都是靠不住的，只要JVM還沒有快到耗盡記憶體的地步，它是不會浪費時間進行記憶體回收的。

 

四、靜態成員

類中有一種特殊的成員，他不屬於某一個單獨的對象，而是屬於整個類所有。另外，Java中static不可以用來修飾局部變數。靜態成員函數只能訪問靜態成員變數。

 

五、類的繼承

如果要擴充原有的程式的功能，可以對原來的類進行修改或增加一個新類，但是這樣就不符合開閉原則了。同時，也會影響原來的類的相關代碼，或者造成代碼的重複。

一種好的方法是通過繼承來重用已有的代碼，同時增加新的代碼來進行功能的擴充。

繼承是物件導向設計的重要方法，被繼承的類稱為超類，從超類派生的新類稱為子類。子類中包含兩個部分，一個是從超類中繼承下來的變數和方法，一個是自己新增加的方法和變數。

Java中只支援單重繼承，不支援多重繼承，所以一個類只能有一個超類。

• 聲明子類
  

[修飾符]class 子類名 extends 超類名

{...}

子類的對象也是超類的對象，超類的對象不一定是子類的對象。

成員變數的繼承規則：子類只繼承超類中非private的部分；

　　　　　隱藏原則（hiding）：子類的成員變數和超類的成員變數同名的時候，超類的成員變數被隱藏。

成員方法的繼承規則：子類只繼承超類中非private的部分；

　　　　   覆蓋原則（Override）：子類的成員方法和超類的成員方法同名的時候，超類的成員方法被子類的成員方法覆蓋。

• 子類的構造方法

在調用子類的構造方法的時候，需要先調用超類的構造方法，子類的構造方法的參數的前面幾個，是給超類的構造方法使用的。在子類的構造方法體中，使用super進行顯示的調用超類的構造方法，並將此語句放在構造方法體的最前面。如果超類中有預設的構造方法，那麼在子類的構造方法中，可以不顯示的調用超類的構造方法。

• null，this，super

null：表示Null 物件，即沒有建立類的任何執行個體。

this：代指當前的對象，是對象的引用。訪問本類的成員，this.<變數名>，this.<方法名>，調用本類的構造方法this（參數表）；

super：超類的引用，可以使用super來引用被子類屏蔽的超類的成員，super.<變數名>，super.<方法名>，調用超類的構造方法super（參數表）；

 

六、最終類和抽象類別

• 最終類和最終方法

被final修飾的類和方法稱為最終類和最終方法，這種類無法被繼承，這種方法不會在子類中被覆蓋，也就是說子類中不能有和此方法同名的方法。

final class Last{...}；

public final void printsuper（參數表）{...}；

• 抽象類別和抽象方法

抽象方法是必須在子類被覆蓋的方法，在聲明的時候，用關鍵字abstract將方法說明為抽象方法，並不設方法體。

含有抽象方法的類為抽象類別，也需要用abstract修飾，他是一種不能執行個體化的類。

abstract class <類名>{...abstract 方法}

proected abstract void write（）；

注意：對於成員方法，不能同時使用static和abstract說明，因為static不用執行個體化就可以調用，而abstract必須進行執行個體化實現。

對於類，不能同時使用final和abstract進行修飾，因為這兩種方式明顯是相反的。

 

七、類的多態性

多態是指同一名稱，多種實現。多態的實現主要通過重載（overloading）和覆蓋（override）來完成。

•  重載

方法的名字相同，但參數不同（注意僅傳回值不同不能算作重載），稱為重載。在執行的時候，根據參數的不同來決定執行哪個方法。

•  覆蓋

子類和超類中有同名的方法，且參數也相同，子類中的方法將覆蓋超類的方法。

* 前期綁定和後期綁定的概念

對於方法的重載，在程式編譯的時候，根據調用語句中給出的參數，就可以決定在程式中執行時調用的版本，這種稱為編譯時間的綁定，也叫做前期綁定；

對於方法的覆蓋，要在程式執行時，才能決定調用同名方法的版本，這稱為運行時的綁定，也叫做後期綁定。

 

八、介面

在Java中，由於不支援多重繼承，所以引入了介面的概念。一個類可以有一個超類和多個介面。Java中的物件導向編程也被戲稱為面向介面編程。足見介面的概念的重要性。

• 介面的聲明

介面是一個特殊的類，他是由靜態常量和抽象方法組成的，並且不包含變數和方法的實現。

[修飾符] interface 介面名{...}

其中修飾符可以是public或者預設存取控制。

介面中的變數預設是static final ，且必須被賦初值。如果介面是public，那麼介面中的成員都隱含是public存取權限。

• 介面的實現

一個介面可以被一個類或者多個類實現。當一個類實現了一個介面，它必須實現這個介面中的所有方法，這些方法都要被說明成public。使用關鍵詞implements實現介面。

class 類名 implements 介面1，介面2...

 

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