Java-面向对象编程-2

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关联和聚合
• 对象不是孤立的 • 关联(Association)——两个对象间存在某种 语义联系
–方向性——关联可以是单向的，也可以是双向的
• 单向关联：A“知道”B，但B不“知道”A • 双向关联：A“知道”B，B也“知道”A
–依赖性——不完全依赖
• A“知道”B，因此A依赖于B • 这种依赖一般是松散的，即A和B的存在都不需要以对方 的存在为基础
Stack a_stack = new Stack(); a_stack.push("1"); a_stack.push("2"); a_stack.clear();
继承与聚合
• 继承
–优点
• 容易进行新的实现，因为其大多数可继承而来 • 易于修改或扩展那些被复用的实现
–聚合
• 破坏了封装性，因为这会将父类的实现细节暴露给子类 。 • "白盒"复用，因为父类的内部细节对于子类而言通常是 可见的 • 当父类的实现更改时，子类也不得不会随之更改 • 从父类继承来的实现将不能在运行期间进行改变
–派生与抽象、特化与泛化
• 除了添加父类中没有的新方法外子类还可以通 过重写父类的方法来重定义自己的行为方式
继承基础
• 重写与重载不同，重载需要不同的参数来区别相同方法名的方 法，重写是发生在子类与父类上，重写父类方法必须与父类的 方法名同名同参并且同返回值 。 • 当访问修饰符为private时，表明该方法不能被重写，同样当 方法具有final关键字时该方法不能被重写 。 • 子类虽然重写了父类的某个方法，但仍然需要用到父类的这个 方法，这时使用super关键字仍然可以调用父类的方法 。
Object类
• Java中所有的类都是继承自一个老祖宗，Object类，它们都是 Object类的子类。如果一个类在声明时没有用extends关键字 显式的指定继承自某个基类，则Java隐式的指定它的默认基类 为Object类。 • 这种强制的继承模式叫做单根继承模式。单根继承使得Java简 化了许多操作，基于单根继承，所有的对象都可以像基本数据 类型一样向上转型到根层次上而使其操作上一视同仁 • 单根继承的优势还在于可以在Object类定义所有对象都通用的 方法，所有类都会自动继承这些方法
–类实现了数据和方法的封装 –包是对一组相互耦合度较高的类型的封装
访问控制修饰符
• JAVA中的访问控制修饰符 public, protected, package（缺省）, private
修饰符 类 包 子类 所有类和包
private package
protected public
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继承与聚合
• Coad规则
仅当下列的所有标准被满足时，方可使用继承： 1.子类表达了"是一个…的特殊类型"，而非"是一 个由…所扮演的角色"。 2.子类的一个实例永远不需要转化（transmute） 为其它类的一个对象。 3.子类是对其父类的职责（responsibility）进 行扩展，而非重写或废除。 4.子类没有对那些仅作为一个工具类（utility class）的功能进行扩展。 5.对于一个位于实际的问题域（Problem Domain ）的类而言，其子类特指一种角色（role），交易（ transaction）或设备（device）。
继承与聚合
• 聚合
–优点
• • • • • "黑盒"复用，因为被包含对象的内部细节对外是不可见 封装性好 实现上的相互依赖性比较小 每一个类只专注于一项任务。 通过获取指向其它的具有相同类型的对象引用，可以在运行期间动 态地定义（对象的）聚合类（子类）则通过附加属性和方法来进行 实现的扩展
–缺点
• 易于导致系统中的对象过多 • 为了能将多个不同的对象作为组合块（composition block）来使 用，必须仔细地对接口进行定义
–重复继承 LotterySimulation *pls = new LotterySimulation; –编译器和运行时实现困难
pls->draw();
//编译错误
多重继承
• 如何替代多重继承
–（Java、C#等语言中的）接口 –聚合 –面向方面编程(AOP) –范型（类属）
继承与聚合
• 继承与聚合都可用于扩展类的功能和进行重用
–继承
• 通过扩展一个已有类的实现，从而获得新功能 • 泛化类（超类）可以显式地捕获那些公共的属性和方法 • 特殊类（子类）则通过附加属性和方法来进行实现的扩 展
–聚合
• 通过创建一个聚合了其它对象的对象，从而获得新功能 • 通过将功能委托给所聚合的一个对象，从而实现新功能
继承与聚合
• 例子：
class Stack extends ArrayList { private int stack_pointer = 0; public void push( Object article ) { add( stack_pointer++, article ); } public Object pop() { return remove( --stack_pointer ); } public void push_many( Object[] articles ) { for( int i = 0; i < articles.length; ++i ) push( articles ); } }
设计类层次结构
• 自顶向下
–根据需要逐步扩充
• 自底向上
–寻找相同点和相异点 –逐级抽象
• 继承的表示法：一条带有空心大箭头的有向实 线，箭头指向父类 • 标识继承关系的原则：LSP
–“Inheritance should ensure that any property proved about supertype objects also holds for subtype objects.”——Liskov，1987
•
class D: public B, public C { ... }; 多重继承的缺点 class LotterySimulation: public Lottery, public GraphicalObject { 问题是：设计类 A和类 B时，能否知道它们 –复杂，有时难以理解 ... // 没有声明draw 会被同时继承？？ }; –导致名字冲突(二义性 )
Java程序设计
面向对象程序设计的特点
• 面向对象程序设计具有三大特征：
–封装 –继承 –多态
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封装
• 封装：隐藏内部细节，控制外部访问的方式
–恰当的封装可防止程序员相互干扰，实现了模块 化和信息隐藏 –通过控制对（内部）属性和方法的访问方式来实 现封装 –不要依赖于你不需要知道的知识
• 类和包是Java语言中的基本封装机制
// TestOstrich.java public class TestOstrich { public static void main(String[] args) { Bird ostrich1 =new Ostrich(); //向上转型 ostrich1.fly(); } } class Bird { public static void fly(){ System.out.println("Bird Flying!"); } } class Ostrich extends Bird{ public static void fly(){ System.out.println("I can't fly!"); } } 输出结果：Bird Flying!
toString方法
• Object类定义了 public String toString()方法，返回值是 String类型，每当个对象都会有个toString方法，作用就是描 述对象的信息 • 要想使用toString方法必须按自己的需求重写这个方法
对象的比较
• Java中比较两个基本数据类型变量的值时很简单使用 “==”操作符 • Object类中的equals方法提供了对象内容的比较方法 • 同样我们要是用这个方法必须重写它 • 如果不重写equals方法，将调用object类的equals方 法。Object类的equals方法相当于“==”
构造方法的调用顺序
• 子类在产生对象实例时首先会调用父类的构造方法，如果没有 显示的指定调用父类自定义的构造方法，那么编译器会调用默 认的父类构造方法：super()。但是父类如果自定义了带参数 的构造方法，就必须在子类的构造方法中指定调用它，否则会 因找不到super()而报错。注意，如果需要显示的调用父类构 造方法，必须将其写在构造方法里的第一行 。 • 接着按声明的顺序调用成员初始化。 • 最后调用本构造方法的方法体
–功能强大 class GraphicalObject { 往往最后会发展成象下面这样： –允许私有继承 public: classint A {draw(); ... }; –更接近真实世界 virtual ...class B : virtual public A { ... }; }; ） –允许混合（mix-in class C : virtual public A { ... };
–实现时，一般通过保存对方的对象标识来表达
关联和聚合
• 关联(Association)的UML表示
Employee Employer
aProfessor
anUniversity
关联和聚合
• 聚合(Aggregation)——表示两个对象间有 整体—部分关系
–一种特殊的关联 –对象间的聚合关系总是单向的 –依赖性——依赖较强