Java程序设计基础-面向对象

表5-1 访问修饰符的访问控制范围
访问修饰符名称
说明
public
可以被任何类访问
可以被同一包中的所有
protected
类访问
可以被所有子类访问
private
只能够被当前类的方法 访问
default（无访问修饰符）
可以被同一包中的所有 类访问
备注
子类没有在同一包中也 可以访问
如果子类没有在同一个 包中，也不能访问
在继承的体系中，访问看类型，调用看对象，在案例56中，当一个Crucian对象的类型被定义成Fishes时，这个 对象只能访问Fishes所拥有的属性和方法，但是实际方法 调用则会到该对象的定义类中查找，如果该方法在这个对象 的类中定义了，则会调用这个方法，否则调用Fishes类中 定义的该方法。从案例5-6的toString()方法的输出就可以 得出该结论。
图5-2 文件中的包结构
在开发的过程中，使用恰当的包结构、包名称和类 名称，可以让自己和其他开发人员快速地了解项目并且 使用你的类。所以，平时要培养这种命名思想，合理地 命名包和类名。
2．访问修饰符
在Java中有4种访问修饰符：public、protected、 private和default，这4种访问修饰符的控制范围是不 同的，如表5-1所示。
通过表5-1可知，当访问修饰符是public的时候，所有 的类都可以访问，就是说这是完全公开的；当用protected 修饰的时候只能被同包下的类和子类所访问（子类的概念在 5.4节中会详细介绍）；如果是使用private，则只有当前类 可以访问；对于没有修饰符限制的，我们称之为缺省修饰符， 这种方法或者属性只能被本包内的其他类所使用，如果其子 类不在本包内，也不可以使用。
在Java中继承使用extends关键字修饰，其语法如 下：
public class A extends B { }
u 案例5-6 鱼的继承 运行结果 Nhomakorabea图5-9所示。
图5-9 运行结果
在java中一个类文件有且只能有一个公共类，即用 public修饰的类，但是非公共类则可以拥有很多个。如 案例5-6所示，在该类文件中，仅含有一个FishDemo公 共类，非公共类则如Fishes类及其子类一样可以拥有好 多个。实际开发时，不建议使用这个方式，可以将每一 个类单独命名创建对应的类文件，然后使用import关键 字引用即可。
继承的思想如图5-8所示。
图5-8 鱼类继承图
在面向对象中，继承的思想就如图5-8所示，如果 对象有相同的属性和行为，那么就归为一类，当这种归 类还可以延伸时，则继续分类，直到细化至需要的层级。 这种层级关系就是继承。在继承的概念中，结合图5-8， 鲫鱼是淡水鱼类的子类，淡水鱼类是鲫鱼的父类，同时 也是鱼类的子类。在Java中，所有类型的共同父类都是 Object。一定要注意，继承是“is a”的关系，绝非 “like a”的关系。
1．包
包是Java提供的用于解决命名冲突的一种机制，其 采用了属性目录的存储方式，有效地解决了命名冲突的 问题。功能相似或相关的类或接口（本章5.4节介绍） 组织在同一个包中，便于类的查找和使用，同时可以限 定拥有包的访问权限的类才能访问包中的类。Java的包 目录如图5-1和图5-2所示。
图5-1 编辑器中的包结构
1．抽象类
在实现继承关系的时候，有时候可能会用到抽象类， 而抽象类的标志就是该类拥有抽象方法。抽象类就是为 了继承而存在的，它让子类去实现对应的功能，而其本 身仅提供这些方法的获取通道。在大多数场景下，基类 无需提供方法实现，即方法体，因该方法可能根本无需 用到。
图5-3 对象的内存分配
在Java中，当声明一个变量的时候，会在内存中初 始化一块地址用于存放这个声明的变量的指向地址，如 果这个变量没有被初始化，则这块地址为空值。在案例 中使用new Wolfdog()的时候，会在内存中再分配一块 内存用于存放这个对象，然后将这块地址的位置赋值给 这个变量。
在初始化之后，就可以使用对象调用该对象的行为， 即方法。方法的调用方式如下：
所以在实际的开发过程中，封装的意义非常重大， 将需要封装的封装，将需要暴露的公开，这样不仅便于 开发与维护，也便于调用者的使用，不会因为不小心修 改了数据导致本该可以预期的调用结果变得无法预测。
5.4 继承
继承是面向对象的另一大特性，通过封装可以隐藏 实现，通过继承则可以更好地归类并区分。
生活中的继承一般是指财产的继承，这与面向对象 中所说的继承并不等价。人类在对事物的认知过程中将 相同的事物分门别类，例如，鲫鱼属于鲫鱼类，鲫鱼类 属于淡水鱼类，淡水鱼类又归属于鱼类。从面向对象的 思想来看，鱼类就是鱼这种类型的统称，只要是鱼类都 会有鱼的特征，但是具体到鲫鱼和武昌鱼，它们又有所 不同。从面向对象的角度来看，鲫鱼和武昌鱼则继承自 鱼类，因为它们同属于鱼类，有鱼的特点，但是每种鱼 又有各自不同的特点。
对象名.方法名（传入参数列表）；
u案例5-2 类的使用 运行结果如图5-4所示。
图5-4 运行结果
在案例5-2中对变量做了声明、 初始化和方法调用，方法的调用可以 根据方法签名调用，如果有返回值还 可以定义相应的类型来接收。具体实 例如案例5-3所示。
u案例5-3 方法调用及返回值 运行结果如图5-5所示。
构造函数一般是用来初始化类的成员变量的，构造 的过程也是给类中变量赋值的过程。构造函数没有返回 值类型，并且其以类名为方法名称。
构造函数的格式如下：
访问控制符 类名 { 构造函数体；
}
5.3 封装
在面向对象中，封装是指无须关注实现，你只需要 知道那些已经包装好的类和方法提供的逻辑，可以实现 对应的逻辑即可。
修饰符 返回值类型 方法名称（参数类型1 参数名称，参数类型2 参数名称，…） {
方法体； }
其中，修饰符、返回值类型和方法名称是必须有的， 而一个方法是可以没有传入参数的。
修饰符有4种类型：public、private、protected 和default，用于限制访问权限。返回值类型在有返回值 的时候必须声明，其类型与返回值的类型一致。
5.2.2 类的使用
类就是对对象的抽象，用于描述一组对象共同的属性 和行为。在Java中，类可以定义成员变量和成员方法，这 些属性就是用于描述对象的属性，也就是对象的特征，方 法则用于描述对象的行为。在定义类的时候，使用class 关键字进行声明。
1．方法
方法即是行为。如案例5-1中的方法，狼狗叫就是 行为。在Java中，一个方法的定义格式如下：
不仅是在方法层面可以封装，一个对象的属性也可 以封装。
u案例5-5 属性封装 运行结果如图5-7所示。
图5-7 运行结果
在案例5-5中，使用了public和private两个访问修 饰符修饰People的属性，从代码可以看出，当使用 private修饰的时候，只能使用set方法去设置属性值， 使用get方法去获取属性值；当使用public的时候，则 不仅可以使用set和get方法去设置与获取，还能通过 “对象.属性名”的方法去设置与获取，这对于程序来说 是非常恐怖的事情。例如在案例5-4中，假定将3个期限 的基准利率设置为LoanRate属性，当这个属性是public 的时候，意味着所有人都可以来修改这个属性，那么这 样计算出来的利率将会无法控制。
在Java中，继承的特性如下。
（1）继承关系是传递的。如果A继承了B，B继承了C， 那么A继承C。
（2）继承简化了人们对事物的认识和描述，能清晰体现 出相关类的层级结构关系。
（3）继承提供了软件复用功能。若A继承了B，那么A就 无需再描述B已经描述的特征，只需要将自己独有的属性 描述出来即可。这大大减少了代码和数据冗余，并且增 强了程序的重用性。
5.2 类的概念
面向对象编程是通过让程序中对事物的描述与其在 现实生活中的形态保持一致，这种思想与人类的归类思 想一致。面向对象以此抽象出两个概念：对象和类。
5.2.1 什么是类
在Java中，类是指一类具有相同属性和具备相同功 能的事物，这类事物有着相同的属性和行为。例如鱼都 有鱼鳞和鱼鳍，都会游泳，都会用腮呼吸。鱼鳞和鱼鳍 就是属性，会游泳和会用腮呼吸则是行为（方法）。
方法名称是一个方法的名字，例如狼狗会叫，则定 义方法bark，可以说明这是狼狗叫的行为；狗会吃东西， 可以定义方法为eat，说明这是狼狗吃东西的行为。传 入参数可有可无，但如果有，必须说明类型，多个传入 参数使用逗号“,”隔开。
方法名称和传入参数是方法的签名，在一个类中是 不允许有两个方法签名相同的方法的。
5.1 面向对象概念
面向对象是一种符合人类思维习惯的编程思想。在 现实生活中，人们倾向于将不同的事物进行分类，将具 有类似属性的事物归为一类，方便记忆与理解。在程序 中，通过对象来映射现实生活中的事物，使用对象间的 关系来描述事物间的关系，我们便将这种思想称为面向 对象。
面向对象编程因其关注的是对象，而非过程，这使 得其可以更加灵活和便于理解。使用不同的对象去处理 不同的事物，在处理问题时可以通过不同的对象相互协 调，快速灵活地完成功能的开发。同时，如果相应的规 则改变了，仅仅需要修改对应的对象即可，便于开发和 维护。
在面向对象编程中，封装又叫隐藏实现。如同手电 筒一般，只告诉你装好有电的电池打开开关就可以照明， 简单点就是只公开代码单元的对外接口，而隐藏该单元 的具体实现。
u案例5-4 方法封装 运行结果如图5-6所示。
图5-6 运行结果
如案例5-4所示，用户不需要知道细节，只需要传 入贷款期限和浮动比例，就可以直接获得贷款的执行利 率，这就是方法的封装。封装的好处在于某个方法只是 为了实现某个特定的功能，而这个功能仅仅供人使用， 但是使用者不可以也不需要修改代码逻辑。
封装是面向对象的三大特性之一，其优点如下。
（1）封装使得对代码的修改更加安全和容易。因为代码 是一个相对独立的单元，修改不会对其他的单元产生影 响。