第10章类和对象

第10章

类和对象

本章工作任务

➢实现学校类，并描述学校的信息

➢实现教员类，并输出教员的信息

➢实现学生类，并输出学生的信息

本章技能目标

➢掌握类和对象的特征

➢理解封装

➢会创建和使用对象

使用Java理解程序逻辑

本章单词

请在预习时学会下列单词的含义和发音，并

填写在横线处。

1.class:

2.object:

3.OOP:

4.return:

5.encapsulation:

6.null:

7.initial:

8.type:

类和对象

本章简介

在前面章节中，我们学习了程序设计的基本知识和流程控制语句。通过这些内容的学习，大家能够用Java语言进行程序设计，但这些程序的规模都很小，一般只有几十行代码。假设我们要编程解决一个很大的问题，需要写几万行代码，如果按照以前的做法，将这些代码都放在一个Java文件中，可以想象这个文件会非常冗长，而且很难维护。

因此，在下面的课程中，你将看到Java程序设计的另一道风景——面向对象程序设计，英语缩写为OOP。面向对象程序设计是一个里程碑，Alan Kay因为设计了世界上第一个面向对象语言Smalltalk而获得图灵奖。Java之父James Gosling结合Internet背景设计了完全面向对象的Java语言。本章将带领你进入面向对象的世界，学习什么是对象和类，以及如何创建和使用类的对象。

10.1 对象

首先问你一个问题，“世界是由什么组成的？”。如果你是一个化学家，你可能会说，“世界是由分子、原子、离子等这些化学物质组成的”。如果你是一个画家，你可能会说，“世界是由不同的颜色组成的”。不同的人会有不同的回答。但如果你是一个分类学家，你会说，“这个世界是由不同类别的事物组成的”，如图10.1所示。

图10.1 世界的组成

其实，这个问题本身就比较抽象，我们说物以类聚，所以可以说世界是由不同类别的事物构成，如图10.1中所示，世界由动物、植物、物品、人和名胜等组成。动物可以分为脊椎动物和无脊椎动物。脊椎动物又可以分为哺乳类、鱼类、爬行类、鸟类和两栖类。

爬行类又可以分为有足类和无足类……，就这样可以继续分下去。当我们提到某一个分类时，就可以找到属于该分类的一个具体的事物。比如乌龟就属于爬行类中的有足类，

使用Java理解程序逻辑

眼镜蛇就属于爬行类中的无足类。当我们提到这些具体动物时，会在脑海浮现出它们的形象。这些现实世界中客观存在的事物就称为对象。在Java的世界中，“万物皆对象”！

作为面向对象的程序员，我们要站在分类学家的角度去思考问题。根据要解决的问题，将事物进行分类。

说明

分类是人们认识世界的一个很自然的过程，在日常生活中会不自觉地进行分类。比如我们可以将食物分为可食的和不可食的，将交通工具分为车、船、飞机等。分类就是按照事物的性质、特点、用途等作为区分的标准，将符合同一标准的事物归为一类，不同的则分开。比如上文对动物的分类中，根据动物有无脊椎可分为脊椎动物和无脊椎动物，如果根据动物是水生还是陆生，又可分为水生动物和陆生动物。

因此，在实际应用中，我们要根据待解决问题的需要，选择合适的标准或角度对问题中出现的事物进行分类。

10.1.1 身边的对象

现实世界中客观存在的任何事物都可以被看作对象。它可以是有形的，比如一辆汽车；

它也可以是无形的，比如一项计划。因此对象无处不在。

Java是一种面向对象的语言，因此我们要学会用面向对象的思想考虑问题和编写程序。

在面向对象中，对象是用来描述客观事物的一个实体。用面向对象方法解决问题时，首先要对现实世界中的对象进行分析与归纳，找出哪些对象与我们要解决的问题是相关的。下面以商场中的两个对象为例，看看我们身边的对象，如图10.2所示。张浩在超市购物后要刷卡结账，收银员李明负责收款并打印账单。在这个问题中，张浩和李明就是我们所关心的对象。下面选择一个角度对他们分类，比如两人的角色不同，张浩是顾客，而李明是收银员，因此可以说，张浩是“顾客”对象，而李明是“收银员”对象。

图10.2 “顾客”对象和“收银员”对象

既然他们都是对象，如何区分呢？其实每一个对象都有自己的特征，包括静态特征和动态特征。静态特征是可以用某些数据来描述的特征，比如人的姓名、年龄等。动态特征

类和对象

是对象所表现的行为或对象所具有的功能，比如购物、收款等。对上面的例子，我们可以得到表10-1。

表10-1 不同对象的静态特征和行为对照表

对象静态特征静态特征的值动态特征

“顾客”对象姓名张浩购买商品

张浩年龄 20

体重 60kg

“收银员”对象员工号 10001 收款

李明姓名李明打印账单

部门财务部

通过表10-1，我们可以看到，不同类别中的对象具有不同的静态特征和动态特征。如果要将上面的信息存储在计算机中，该如何做呢？

10.1.2 对象的属性和方法

通过超市购物的例子可以看到，正是因为对象拥有了这些静态特征和动态特征才使得他们与众不同。在面向对象的编程思想中，我们把对象的静态特征和动态特征分别称为对象的属性和方法，它们是构成对象的两个主要因素。其中属性是用来描述对象静态特征的一个数据项，该数据项的值即属性值。比如上面例子中，“顾客”对象有一个属性是姓名，属性值是张浩。而方法是用来描述对象动态特征（行为）的一个动作序列。比如“收银员”对象的行为有收款和打印账单，这些都是对象的方法。

在编程中，对象的属性被存储在一些变量里，比如可以将“姓名”存储在一个字符串类型的变量中，将“员工号”存储在一个整型变量中。对象的行为则通过定义方法来实现，比如“收款”、“打印账单”都可以定义为一个方法。

解释

对象：用来描述客观事物的一个实体，由一组属性和方法构成。

10.1.3 封装

顾名思义，封装（Encapsulation）就是把一个事物包装起来，并尽可能隐藏内部细节，如图10.3所示。

图10.3 法拉利跑车