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Java 對象和類

Java作爲一種面嚮對象語言。支持以下基本概念：

• 多態
• 繼承
• 封裝
• 抽象
• 類
• 對象
• 實例
• 方法
• 消息解析

本節我們重點研究對象和類的概念。

• 對象：對象是類的一個實例，有狀態和行爲。例如，一條狗是一個對象，它的狀態有：顏色、名字、品種；行爲有：搖尾巴、叫、喫等。
• 類：類是一個模板，它描述一類對象的行爲和狀態。

Java中的對象

現在讓我們深入瞭解什麼是對象。看看周圍真實的世界，會發現身邊有很多對象，車，狗，人等等。所有這些對象都有自己的狀態和行爲。

拿一條狗來舉例，它的狀態有：名字、品種、顏色，行爲有：叫、搖尾巴和跑。

對比現實對象和軟件對象，它們之間十分相似。

軟件對象也有狀態和行爲。軟件對象的狀態就是屬性，行爲通過方法體現。

在軟件開發中，方法操作對象內部狀態的改變，對象的相互調用也是通過方法來完成。

Java中的類

類可以看成是創建Java對象的模板。
通過下面一個簡單的類來理解下Java中類的定義：

public class Dog{
   String breed;
   int age;
   String color;
   void barking(){
   }
   
   void hungry(){
   }
   
   void sleeping(){
   }
}

一個類可以包含以下類型變量：

• 局部變量：在方法、構造方法或者語句塊中定義的變量被稱爲局部變量。變量聲明和初始化都是在方法中，方法結束後，變量就會自動銷燬。
• 成員變量：成員變量是定義在類中，方法體之外的變量。這種變量在創建對象的時候實例化。成員變量可以被類中方法、構造方法和特定類的語句塊訪問。
• 類變量：類變量也聲明在類中，方法體之外，但必須聲明爲static類型。
  一個類可以擁有多個方法，在上面的例子中：barking()、hungry()和sleeping()都是Dog類的方法。

構造方法

每個類都有構造方法。如果沒有顯式地爲類定義構造方法，Java編譯器將會爲該類提供一個默認構造方法。

在創建一個對象的時候，至少要調用一個構造方法。構造方法的名稱必須與類同名，一個類可以有多個構造方法。

下面是一個構造方法示例：

public class Puppy{
   public Puppy(){
   }

   public Puppy(String name){
      // 這個構造器僅有一個參數：name
   }
}

創建對象

對象是根據類創建的。在Java中，使用關鍵字new來創建一個新的對象。創建對象需要以下三步：

• 聲明：聲明一個對象，包括對象名稱和對象類型。
• 實例化：使用關鍵字new來創建一個對象。
• 初始化：使用new創建對象時，會調用構造方法初始化對象。
  下面是一個創建對象的例子：

public class Puppy{
   public Puppy(String name){
      //這個構造器僅有一個參數：name
      System.out.println("Passed Name is :" + name ); 
   }
   public static void main(String []args){
      // 下面的語句將創建一個Puppy對象
      Puppy myPuppy = new Puppy( "tommy" );
   }
}

編譯並運行上面的程序，會打印出下面的結果：

Passed Name is :tommy

訪問實例變量和方法

通過已創建的對象來訪問成員變量和成員方法，如下所示：

/* 實例化對象 */
ObjectReference = new Constructor();
/* 訪問其中的變量 */
ObjectReference.variableName;
/* 訪問類中的方法 */
ObjectReference.MethodName();

下面的例子展示如何訪問實例變量和調用成員方法：

public class Puppy{
   int puppyAge;
   public Puppy(String name){
      // 這個構造器僅有一個參數：name
      System.out.println("Passed Name is :" + name ); 
   }

   public void setAge( int age ){
       puppyAge = age;
   }

   public int getAge( ){
       System.out.println("Puppy's age is :" + puppyAge ); 
       return puppyAge;
   }

   public static void main(String []args){
      /* 創建對象 */
      Puppy myPuppy = new Puppy( "tommy" );
      /* 通過方法來設定age */
      myPuppy.setAge( 2 );
      /* 調用另一個方法獲取age */
      myPuppy.getAge( );
      /*你也可以像下面這樣訪問成員變量 */
      System.out.println("Variable Value :" + myPuppy.puppyAge ); 
   }
}

編譯並運行上面的程序，產生如下結果：

Passed Name is :tommy
Puppy's age is :2
Variable Value :2

源文件聲明規則

在本節的最後部分，我們將學習源文件的聲明規則。當在一個源文件中定義多個類，並且還有import語句和package語句時，要特別注意這些規則。

• 一個源文件中只能有一個public類
• 一個源文件可以有多個非public類
• 源文件的名稱應該和public類的類名保持一致。例如：源文件中public類的類名是Employee，那麼源文件應該命名爲Employee.java。
• 如果一個類定義在某個包中，那麼package語句應該在源文件的首行。
• 如果源文件包含import語句，那麼應該放在package語句和類定義之間。如果沒有package語句，那麼import語句應該在源文件中最前面。
• import語句和package語句對源文件中定義的所有類都有效。在同一源文件中，不能給不同的類不同的包聲明。
  類有若干種訪問級別，並且類也分不同的類型：抽象類和final類等。這些將在訪問控制章節介紹。

除了上面提到的幾種類型，Java還有一些特殊的類，如：內部類、匿名類。

Java包

包主要用來對類和接口進行分類。當開發Java程序時，可能編寫成百上千的類，因此很有必要對類和接口進行分類。

Import語句

在Java中，如果給出一個完整的限定名，包括包名、類名，那麼Java編譯器就可以很容易地定位到源代碼或者類。Import語句就是用來提供一個合理的路徑，使得編譯器可以找到某個類。

例如，下面的命令行將會命令編譯器載入java_installation/java/io路徑下的所有類

import java.io.*;

一個簡單的例子

在該例子中，我們創建兩個類：Employee和EmployeeTest。

首先打開文本編輯器，把下面的代碼粘貼進去。注意將文件保存爲Employee.java。

Employee類有四個成員變量：name、age、designation和salary。該類顯式聲明瞭一個構造方法，該方法只有一個參數。

import java.io.*;
public class Employee{
   String name;
   int age;
   String designation;
   double salary;
   // Employee 類的構造器
   public Employee(String name){
      this.name = name;
   }
   // 設置age的值
   public void empAge(int empAge){
      age =  empAge;
   }
   /* 設置designation的值*/
   public void empDesignation(String empDesig){
      designation = empDesig;
   }
   /* 設置salary的值*/
   public void empSalary(double empSalary){
      salary = empSalary;
   }
   /* 打印信息 */
   public void printEmployee(){
      System.out.println("Name:"+ name );
      System.out.println("Age:" + age );
      System.out.println("Designation:" + designation );
      System.out.println("Salary:" + salary);
   }
}

程序都是從main方法開始執行。爲了能運行這個程序，必須包含main方法並且創建一個實例對象。

下面給出EmployeeTest類，該類實例化2個Employee類的實例，並調用方法設置變量的值。

將下面的代碼保存在EmployeeTest.java文件中。

import java.io.*;
public class EmployeeTest{

   public static void main(String args[]){
      /* 使用構造器創建兩個對象 */
      Employee empOne = new Employee("James Smith");
      Employee empTwo = new Employee("Mary Anne");

      // 調用這兩個對象的成員方法
      empOne.empAge(26);
      empOne.empDesignation("Senior Software Engineer");
      empOne.empSalary(1000);
      empOne.printEmployee();

      empTwo.empAge(21);
      empTwo.empDesignation("Software Engineer");
      empTwo.empSalary(500);
      empTwo.printEmployee();
   }
}

編譯這兩個文件並且運行EmployeeTest類，可以看到如下結果：

C :> javac Employee.java
C :> vi EmployeeTest.java
C :> javac  EmployeeTest.java
C :> java EmployeeTest
Name:James Smith
Age:26
Designation:Senior Software Engineer
Salary:1000.0
Name:Mary Anne
Age:21
Designation:Software Engineer
Salary:500.0