Java程序设计第2版第七章课件

第7章

Java类的特性

6/4/20231通过本章的学习，主要掌握以下知识点：类的私有成员与公共成员

方法的重载

构造方法

实例成员与静态成员

6/4/20232本章的重点：

方法的重载

构造方法

本章的难点：静态成员6/4/202337.1类的私有成员与公共成员在第6章的例子中，可以看到类的成员变量pi、radius和height可以在类Cylinder的外部任意修改。这虽然方便了程序员灵活的使用，但也存在弊端。

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如果没有一个机制来限制对类中成员的访问，则很可能会造成错误的输入。为了防止这种情况的发生，Java提供了私有成员访问控制修饰符private。

下面来举例说明。7.1.1私有成员6/4/20235

【例7.1】在圆柱体类Cylinder中，创建类的私有成员，使之在该类的外部无法访问该成员。

//app7_1.java定义私有成员，使之无法在类外被访问classCylinder//定义Cylinder类{

privatedoubleradius;//将数据成员radius声明为私有的

private

intheight;//将数据成员height声明为私有的

privatedoublepi=3.14;//将数据成员pi声明为私有的，并赋初值

doublearea(){returnpi*radius*radius;//在Cylinder类内部，故可访问私有成员

}doublevolume(){returnarea()*height;//在类内可以访问私有成员height}}6/4/20236【例7.1】续publicclassapp7_1//定义公共主类{publicstaticvoidmain(String

args[]){Cylindervolu;

volu=newCylinder();

volu.radius=2.8;//错误！在类的外部，不能直接访问私有成员。

volu.height=-5;

//错误！在类的外部，不能直接访问私有成员。

System.out.println("底圆半径="+volu.radius);

System.out.println("圆柱的高="+volu.height);

System.out.print("圆柱");

System.out.println(“底面积=”+volu.area());//正确！

System.out.println("圆柱体体积="+volu.volume());//正确！}}6/4/202377.1.2公共成员如果在类的成员声明的前面加上修饰符public，则表示该成员可以被所有其他的类所访问。由于public修饰符会造成安全性和数据封装性的下降，所以一般应减少公共成员的使用。下面举例说明如何利用公共方法来访问私有成员变量。

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【例7.2】创建圆柱体类Cylinder的公共成员方法，来访问类内的私有成员变量

。//app7_2.java定义公共方法来访问私有成员classCylinder{privatedoubleradius;//声明私有数据成员

privateintheight;privatedoublepi=3.14;publicvoidSetCylinder(doubler,inth)//声明具有2个参数的公共方法

{//用于对私有数据进行访问

if(r>0&&h>0){radius=r;height=h;}else

System.out.println(“您的数据有错误！！”);}6/4/20239【例7.2】续

doublearea(){returnpi*radius*radius;//在类内可以访问私有成员radius和pi}doublevolume(){returnarea()*height;//在类内可以访问私有成员height}}publicclassapp7_2//定义公共主类{publicstaticvoidmain(String

args[]){Cylindervolu=newCylinder();volu.SetCylinder(2.5,-5);//通过公共方法SetCylinder()访问私有数据

System.out.println("圆柱底面积="+volu.area());

System.out.println("圆柱体体积="+volu.volume());}}6/4/202310程序运行结果如下：您的数据有错误！！圆柱底面积=0.0圆柱体体积=0.0【例7.2】续6/4/2023117.1.3友元若在类成员的前面加上访问控制符friendly，说明该成员是友元。友元访问控制符可以省略。也就是说在类内声明类成员时，不加任何访问控制修饰符，则该成员是一个友元。一个成员被声明为友元，表示这个成员只能被同一个包中的类所访问，但其他包中的类不能访问该成员。同理，对于类来说，如果一个类没有访问控制符，说明它具有缺省访问控制特性。这种缺省的访问控制权规定只能被同一个包中的类访问和引用，而不可以被其他包中的类所使用。

6/4/2023127.2方法的重载方法的重载是实现“多态”的一种方法。在面向对象的程序设计语言中，有一些方法的含义相同，但带有不同的参数，这些方法使用相同的名字，这就叫方法的重载(Overloading)。也就是说，重载是指相同的方法名称，如果参数个数不同，或者是参数个数相同，但类型不同，则方法就具有不同的功能。6/4/202313注意：方法的重载中参数的类型是关键，仅仅是参数的变量名不同是不行的。也就是说参数的列表必须不同，即：或者参数个数不同，或者参数类型不同，或者参数的顺序不同。方法的重载的应用见教材【例7.3】6/4/2023147.3构造方法前面所介绍的由Cylinder类所创建的对象，其成员变量都是在对象建立之后，再由相应的方法来赋值。如果一个对象在被创建时就完成了所有的初始化工作，将会很简洁。因此Java在类里提供了一个特殊的成员方法――构造方法。

6/4/202315构造方法(constructor)是一种特殊的方法，它是在对象被创建时初始化对象的成员的方法。构造方法的名称必须与它所在的类名完全相同。7.3.1构造方法的作用与定义6/4/202316//app7_4.java构造方法的使用classCylinder//定义类Cylinder{privatedoubleradius;privateintheight;privatedoublepi=3.14;publicCylinder(doubler,inth)//定义构造方法

{radius=r;height=h;}doublearea(){returnpi*radius*radius;}【例7.4】利用构造方法来初始化圆柱体类Cylinder的成员变量

。6/4/202317doublevolume(){returnarea()*height;}}publicclassapp7_4//定义主类{publicstaticvoidmain(String

args[]){Cylindervolu=newCylinder(3.5,8);//创建对象并调用构造方法

System.out.println("圆柱底积="+volu.area());

System.out.println("圆柱体体积="+volu.volume());}}【例7.4】续6/4/202318程序运行结果如下：圆柱底积=38.465圆柱体体积=307.72【例7.4】续6/4/202319构造方法的特殊性主要体现在如下几个方面：1.构造方法的方法名与类名相同；2.构造方法没有返回值，也不能写void；3.构造方法的主要作用是完成对类对象的初始化工作；4.构造方法一般不能由编程人员显式地直接调用，而是用new来调用；5.在创建一个类的对象的同时，系统会自动调用该类的构造方法为新对象初始化。6/4/202320细心的读者可能会发现，在例7.4以前的例子中均没有定义构造方法，依然可以创建新的对象，并能正确的执行程序，这是因为如果省略构造方法，Java会自动调用默认的构造方法(defaultconstructor)。默认的构造方法没有参数，在其方法体中也没有任何代码，即什么也不做。如果上面例子中的Cylinder类没有定义构造方法，则系统会产生默认的构造方法如下：Cylinder(){}7.3.2默认的构造方法6/4/202321

一般情况下，类都有一个至多个构造方法。但由于构造方法与类同名，所以当一个类有多个构造方法时，则这多个构造方法可以重载。

7.3.3构造方法的重载

构造方法重载的应用见教材【例7.5】

。

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从某一构造方法内调用另一构造方法，是通过关键字this来调用的。见教材例【例7.6】

。7.3.4从一个构造方法调用另一个构造方法6/4/202323

构造方法一般都是公有(public)的，而不可以声明为私有的，这是因为它们在创建对象时，是在类的外部被系统自动调用的。如果构造方法被声明为private，则无法在该构造方法所在的类以外的地方被调用，但在该类的内部还是可以被调用的。

见教材例公共构造方法与私有构造方法6/4/202324

static称为静态修饰符，它可以修饰类中的成员。被static修饰的成员被称为静态成员，也称为类成员，否则不用static修饰的成员称为实例成员。7.4静态成员6/4/202325

在类定义中如果成员变量或成员方法没有用static来修饰，则该成员就是实例成员。对实例成员，我们并不陌生，因为在此之前编写的程序中，用到的都是实例成员。7.4.1实例成员6/4/202326用static修饰的成员变量称为“静态变量”，静态变量也称为类变量。静态变量是隶属于类的变量，而不是属于任何一个类的具体对象。

换句话说就是，静态变量不需要实例化就可以使用。当然也可以通过实例对象来访问静态变量。使用格式是：类名.静态变量名对象名.静态变量名7.4.2静态变量6/4/202327//app7_8.java静态变量的使用classCylinder//定义类Cylinder{privatestaticintnum=0;//声明num为静态变量

privatestaticdoublepi=3.14;//声明pi为静态变量，并赋初值

privatedoubleradius;privateintheight;publicCylinder(doubler,inth)//定义有2个参数的构造方法

{radius=r;height=h;num++;//当构造方法Cylinder()被调用时，num便加1}publicvoidcount()//count()方法用来显示目前创建对象的个数

{

System.out.print(“创建了"+num+”个对象：”);}【例7.8】将Cylinder类里的变量pi和num声明为静态变量。6/4/202328

doublearea(){returnpi*radius*radius;}doublevolume(){returnarea()*height;}}publicclassapp7_8//主类{publicstaticvoidmain(String

args[]){Cylindervolu1=newCylinder(2.5,5);volu1.count();

System.out.println("圆柱1的体积="+volu1.volume());Cylindervolu2=newCylinder(1.0,2);volu2.count();

System.out.println("圆柱2的体积="+volu2.volume());}}【例7.8】续6/4/202329程序运行结果为：创建了1个对象：圆柱1的体积=98.125创建了2个对象：圆柱2的体积=6.28【例7.8】续6/4/202330与静态变量相似，用static修饰符修饰的方法是属于类的静态方法，又称为类方法。静态方法实质是属于整个类的方法，而不加static修饰符的方法，是属于某个具体对象的方法。7.4.3静态方法静态方法的应用见教材【例7.9】

。6/4/202331静态初始化器是由关键字static修饰的一对花括号“{}”括起来的语句组。它的作用与类的构造方法有些相似，都是用来初始化工作的，但静态初始化器与构造方法有几点根本的不同。7.4.4静态初始化器6/4/2023321．构造方法是对每个新创建的对象初始化，而静态初始化器是对类自身进行初始化。2．构造方法是在用new运算符创建新对象时由系统自动执行，而静态初始化器一般不能由程序来调用，它是在所属的类被加载入内存时由系统调用执行。3．用new运算符创建多少个新对象，构造方法被调用多少次，但静态初始化器则在类被加载入内存时只执行一次，与创建多少个对象无关。4．不同于构造方法，静态初始化器不是方法，因而没有方法名、返回值和参数。6/4/202333声明一个对象的格式与声明一般变量相似，即“类名对象名”。因而也可以将对象称之为“类类型的变量”，它属于非基本类型的变量。实际上对象是一种引用型的变量，而引用型变量实际上保存的是对象在内存中的地址（也称为对象的句柄），所以就对象的功能而言，对象是“指向对象的变量”，但就其类型而言它是属于“类类型的变量”。

7.5对象的应用6/4/202334在使用对象时，一般是先用new运算符创建对象，然后再对其进行操作处理。但有时没有使用new运算符创建新对象，仍然可以对其进行赋值。7.5.1对象的赋值与比较6/4/202335引用变量不但可以作为参数进行传递，而且也可以作为方法的返回值。若要方法返回类类型的变量，只须在方法声明的前面加上要返回的类即可。7.5.2引用变量作为方法的返回值6/4/202336在第5章中介绍过数组，数组元素可以是存放各种类型的数据，当然数组也可以用来存放对象。用数组来存放对象，一般要经过如下的两个步骤：1.声明类类型的数组变量，并用new运算符分配内存空间给数组；2.用new创建新的对象，分配内存空间给它，并让数组元素指向它。下面举例说明。7.5.3类类型的数组6/4/202337//app7_13.java对象数组的应用classPerson//定义类Person{privateStringname;privateintage;publicPerson(Stringname,intage){

=name;

this.age=age;}publicvoidshow(){

System.out.println(“姓名：“+name+”年龄：”+age);}}【例7.13】对象数组的应用。以个人类Person为类型，创建数组

。6/4/202338publicclassapp7_13//主类{publicstaticvoidmain(String

args[]){PersonPer[];//声明类类型的数组

Per=newPerson[3];//用new为数组分配内存空间

Per[0]=newPerson(“张三”,20);//用new运算符创建新对象，并分

Per[1]=newPerson(“李四”,21);//配给数组元素

Per[2]=newPerson(“王二”,19);Per[2].show();//利用对象Per[2]调用show()方法

Per[0].show();//利用对象Per[0]调用show()方法

}}【例7.13】续6/4/202339程序执行结果如下：姓名：王二年龄：19姓名：张三年龄：20【例7.13】