第3章 类与对象.ppt

第3章 类与对象 3.1 面向对象的基本思想和基本概念 3.2 案例 3.3 类的声明与对象的创建 3.4 继承 3.5 包的使用 3.6 编程实例 实训三 面向对象程序设计 习题三 3.1 面向对象的基本思想和基本概念 大部分传统的高级程序设计语言(如C语言)都是过程化的语言，在软件开发的过程中采用自顶向下逐步细化的方法将整个程序描述为一个过程。对于小型的系统，这种方法是可行的，但是当系统规模很大，复杂度很高时，用过程化方法描述变得十分困难，面向对象的软件开发方法可以很好地解决这个问题。 目前，面向对象的方法在软件开发工作中得到了广泛的应用，越来越多的软件开发工具开始支持面向对象的开发方法。Java语言就是一种面向对象的程序设计语言，要充分利用Java语言的特性首先应该理解面向对象的基本思想。 3.1.1 面向对象的基本思想 面向对象的基本思想认为系统是由若干个对象构成的，每个对象都有各自的内部状态和运动规律，不同对象之间通过消息传送相互作用和联系。 采用对象的观点看待所要解决的问题，并将其抽象为系统是极其自然与简单的，因为它符合人类的思维习惯，使得应用系统更容易理解。同时，由于应用系统是由相互独立的对象构成的，使得系统的修改可以局部化，因此系统更易于维护。 例如，对于一个企业的管理信息系统，将整个系统描述成一个过程是难以想像的，但可以分别描述各个部门的特性及工作流程，然后描述部门之间的联系。这里各个部门就是组成企业的对象，当然，在描述每个部门特性时可以采用同样的方法。 3.1.2 对象与类 对象是面向对象方法中的一个重要概念。所谓对象，是指客观世界中事物在计算机领域中的抽象，用一组数据和施加于该组数据上的一组操作(行为)来描述。 对象的描述通常由三个部分组成： (1) 私有的数据结构。用于描述对象的内部状态。 (2) 处理，称为操作或方法。它是施加于数据结构之上的。 (3) 接口。这是对象可被共享的部分，消息通过接口调用相应的操作。接口规定哪些操作是允许的，它不提供操作是如何实现的信息。 实际上，采用面向对象方法进行系统分析与设计时要描述的并不是一个个具体的对象。对于一个具体的系统而言，可能存在很多具有相同特征的对象，而且通常系统中对象的数目是不确定的。例如，对于一个学籍管理系统，存在许多学生对象，它们具有相同的结构特征和行为特征，只是表示内部状态的数据值不同。为了描述这种相同结构特征和行为特征的对象，面向对象方法引入了类的概念。这一点与人们在认识客观世界的事物时所采取的分类思想相同。人们在认识事物时总是将具有相同特征的事物归为一类，属于某类的一个事物具有该类事物的共同特征。 类是对一组具有相同特征的对象的抽象描述，所有这些对象都是这个类的实例。对于学籍管理系统，学生是一个类，而一个具体的学生则是学生类的一个实例。一个类的不同实例具有相同的操作或行为的集合和相同的信息结构或属性的定义，但属性值可以不同；不同的实例具有不同的对象标识。对于学生类中的每一个对象，描述它们所使用的数据结构相同，但是值不同。在程序设计语言中，类是一种数据类型，而对象是该类型的变量，变量名即是某个具体对象的标识。 因此，一个类的定义至少包含以下两个方面的描述： (1) 该类所有实例的属性或结构的定义。 (2) 该类所有实例的操作(或行为)的定义。 类是构成Java语言程序的基本单位，一个完整的Java程序是由若干个类构成的，每个类由若干数据和方法构成，一个类的定义包含属性(数据)和方法(行为)两部分内容。 3.1.3 继承性 人们在对客观世界的事物进行描述时，经常采取分类的方法。类是有层次的，即某个大类的事物可能分为若干小类，而这些小类可能又分为若干个更小的类。 面向对象思想采纳了事物分类的层次思想，在描述类的时候，某些类之间具有结构和行为的共性。例如，描述教师与学生时均需描述姓名、年龄、身高、体重等属性，将这些共性抽取出来，形成一个单独的类——人，用于描述教师类和学生类的共性。类人的结构特征和行为特征可以被多个相关的类共享，教师类和学生类继承了类人的结构和行为特征。 Java语言支持类的继承，可以从一个