Java类与对象-2

11.3 Java是面向对象的语言

在面向对象程序设计中，类是程序的基本单元。Java是完全面向对象的编程语言，所有程序都是以类为组织单元的。回想自己写过的每一个程序，基本框架是不是都如示例1所示的结构。

示例1

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World!!!");
    }
}

分析示例1 ,程序框架最外层的作用就是定义了一个类HelloWorld,第1章曾提到HelloWorld是一个类名，原因就在此。

11.3.1 Java 的类模板

学习了类、对象的相关知识，那么如何在Java中描述它们呢？

Java中的类将现实世界中的概念模拟到计算机中，因此需要在类中描述类所具有的属性和方法。Java的类模板如下所示。

语法

public class ＜类名＞{

//定义属性部分

属性 1 的类型属性 1;

属性 2 的类型属性 2;

……

属性 3 的类型属性 3;

//定义方法部分

方法 1;

方法 2;

……

方法 n;

}

在Java中要创建一个类，需要使用一个class、一个类名和一对大括号。

其中，class是创建类的关键字。在class前有一个public,表示"公有"的意思。编写程序时，要注意编码规范，不要漏写public。在class关键字的后面要给定义的类命名，然后写上一对大括号,类的主体部分就写在{}中。类似于给变量命名，类的命名也要遵循一定的规则。

不能使用Java中的关键字。

不能包含任何嵌入的空格或点号 "." ，以及除下划线 "_"、字符 "$" 外的特殊字符。

不能以数字开头。

规范：

类名通常由多个单词组成，每个单词的首字母大写。

另外，类名应该简洁而有意义，尽量使用完整单词，避免使用缩写词，除非该缩写词已被广泛使用，如HTML、HTTP、IP等。

11.3.2 如何定义类

类定义了对象将会拥有的属性和方法。定义一个类的步骤如下。

1.定义类名

通过定义类名，得到程序最外层的框架。

语法

public class 类名{
}

2. 编写类的属性

通过在类的主体中定义变量来描述类所具有的静态特征（属性），这些变量称为类的成员变量。

3. 编写类的方法

通过在类中定义方法来描述类所具有的行为，这些方法称为类的成员方法。

知道了定义一个类的步骤，下面看一个具体例子。

问题：在不同的北大青鸟培训中心（北京中心、杭州中心等），学员们会感觉到相同的教学环境和教学氛围，用类的思想输出培训中心的信息。

分析：在定义类之前，首先要从问题中找出对象和类，进而分析它所具有的属性和方法。一般利用问题描述中的名词和名词短语来识别对象和类。例如，用特指名词（张浩、我的家、第六次比赛）识别对象，用复数名词（人们、顾客、开发商）及泛指名词（每一个人、不同的教员、一台计算机）识别类。对上面的问题，北京中心和杭州中心是特指名词，这样得到两个对象；不同的北大青鸟培训中心是泛指名词，可以抽象成类。对于每个中心，都具有“中心名称”、“教室数目”和“机房数目”，它们所具有的行为都有“展示本中心的信息”。通过上面的分析，抽象出了这个类的（部分）属性和行为，如图11.6所示，下一步就可以定义类了。根据定义类的步骤，编写代码，如示例2所示。

school类

属性：

中心名称

教室数量

机房数目

方法：

展示中心信息

图11.6 School类的属性和方法

示例2

School类的showCenter（）方法

School类的三个属性

public class School {
    String schoolName;            //中心名称
    int classNumber;              //教室数目
    int labNumber;                //机房数目
 //定义北大青鸟中心的方法
    public void showCenter() {
        System.out.println(schoolName + "培训中心\n" + "配备： " +
                classNumber + "教" + labNumber + "机");
    }
}

示例2定义了一个School类，并且定义了三个成员变量：schoolName、classNumber、labNumber。另外，定义了一个类的方法，方法名是showCenter（）。这个方法的作用是显示中心的信息，即中心名称及教室和机房的配置情况。第12章将详细讲解如何编写类的方法，这里只对showCenter））方法进行简单说明，该方法代码如下。

public String showCenter() {
    //方法体  
}

编写showCenter()方法时，大家只需要在 "方法体" 部分写出自己要实现的功能即可,showCenter是方法名。在Java中，一个简单方法的框架如下所示。

语法

访问修饰符 返回值类型 方法名（）{

//方法体

}

访问修饰符限制了访问该方法的范围，如public,还有其他的访问修饰符，会在以后学习。返回值类型是方法执行后返回结果的类型，这个类型可以是基本类型，或者是引用类型，也可以没有返回值，此时必须使用void来描述。方法名一般使用一个有意义的名字描述该方法的作用，其命名应符合标识符的命名规则。

说明

这里介绍一下Camel（骆驼）命名法和Pascal （帕斯卡）命名法。

骆驼命名法：方法或变量名的第一个单词的首字母小写，后面每个单词的首字母大写，如 showCenter、userName 等。

帕斯卡命名法：每一个单词的首字母都大写，如类名School等。在Java中，定义类的属性和方法使用骆驼命名法，定义类使用帕斯卡命名法。

11.3.3 如何创建和使用对象

定义好了 School类，下面就可以根据定义的模板创建对象了。类的作用就是创建对象。由类生成对象，称为类的实例化过程。一个实例也就是一个对象，一个类可以生成多个对象。创建对象的语法如下。

语法

类名 对象名 = new 类名() ；

在创建类的对象时，需要使用Java的new关键字。例如，创建School类的一个对象。

School center = new School()

center对象的类型就是School类型。使用new创建对象时，我们并没有给它的数据成员赋一个特定的值。考虑到每个对象的属性值可能是不一样的，所以在创建对象后再给它的数据成员赋值。

在Java中，要引用对象的属性和方法，需要使用操作符。其中，对象名在圆点的左边，属性或方法的名称在圆点的右边。

语法

对象名.属性       //引用对象的属性

对象名.方法名()   //引用对象的方法

例如，创建School类的对象center后，就可以给对象的属性赋值或调用方法，代码如下。

center .name  ="北京中心”；  //给 name 属性赋值

center. showCenter () ;  //调用  showCenter () 方法

掌握了如何创建类的对象，下面就来解决11.3.2节中的问题。

示例3

public class InitialSchool {
   public static void main(String[] args) {
      School center = new School();
      System.out.println("***初始化成员变量前***");
      center.showCenter();
      center.schoolName = "北京中心";       //给schoolName属性赋值
      center.classNumber = 10;         //给classNumber属性赋值
      center.labNumber = 10;          //给labNumber属性赋值
      System.out.println("\n***初始化成员变量后***");
      center.showCenter();
   }
}

程序运行结果如图11.7所示。

下面分析示例3的代码。这里新创建了 Initialschool类，用它来测试School类。大家知道，执行程序需要一个入口。因此，像以前编写过的程序一样，在main（）方法中编写代码来使用School类。

图11.7示例3的运行结果

说明：main()方法是程序的入口，可以出现在任何一个类中，但要保证一个Java类中只有一个main()方法。因此，我们可以将main()方法写在School类中。但这里，我们将main()方法放在了 Initialschool类中，目的是使不同的类实现不同的功能。

在示例3的main()中，有以下三点需要大家注意。

使用关键字new创建类的对象 "center"。

School center = new School();

使用操作符访问类的属性。

center.schoolName = "北京中心";    //给schoolName属性赋值
center.classNumber = 10;           //给classNumber属性赋值
center.labNumber = 10;             //给labNumber属性赋值

使用操作符访问类的方法。

center.showCenter();

下面分析运行结果。showCenter()方法返回一个字符串，由图11.7可知，在没有初始化成员变量时,String类型的schoolName变量的值为null (空)，而两个整型变量classNumber和labNumber的值是0。为什么呢？这是因为在定义类时，如果没有给属性赋初始值，Java会给它一个默认值，如表11一2所示。

表11-2 Java数据类型的默认值

提示：

在Idea中使用操作符引用类的属性和方法时，发现Idea会弹出一个下拉菜单，如图11.8所示，其中列出了所有的属性和方法。用户只需要选择想要引用的选项就可以了，这是Idea给用户提供的便捷。

图11.8自动提示

11.3.4 综合示例

前面定义了 School类，下面学习如何定义学员类和教员类。

问题：

编写学员类，输出学员相关信息，如图11.9所示。

编写教员类，输出教员相关信息，如图11.10所示。

图11.9输出学员信息                     图11.10输出教员信息

分析：

由图11.9可知，学员类包含的属性有姓名、年龄、班级、爱好；包含的方法为显示个人信息，如示例4所示。

由图11.10可知，教员类包含的属性有姓名、专业方向、教授课程、教龄；包含的方法为显示个人信息，如示例5所示。

示例4

学员类：

public class Student {
    String name;   //姓名
    int age;      //年龄
    String classNo;    //班级
    String hobby;  //爱好
    public void show(){
        System.out.println(name + "\n年龄：" + age + "\n就读于：" +
                classNo + "\n爱好：" + hobby);
    }
}

输出学员信息：

public class InitialStudent {
    public static void main(String args[]){
        Student student = new Student();   //创建对象
        student.name = "张浩";            //给各个属性赋值
        student.age = 10;
        student.classNo = "S1班";
        student.hobby = "篮球";
        student.show();                   //调用方法
    }
}

示例5

教员类：

public class Teacher {
    String name;   //姓名
    String major;  //专业方向
    String courses;    //教授课程
    int schoolAge; //教龄
    //输出信息方法
    public void show(){
        System.out.println(name + "\n专业方向：" + major +
                "\n教授课程：" + courses + "\n教龄：" + schoolAge);
    }
}

输出教员信息:

public class InitialTeacher {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher teacher = new Teacher();   //创建对象
        teacher.name = "王老师";           //给各个属性赋值
        teacher.major = "计算机";
        teacher.courses = "使用Java语言理解程序逻辑";
        teacher.schoolAge = 5;
        teacher.show();                   //调用方法
    }
}

下面通过另外一个例子，巩固类的使用。

问题：一个景区根据游人的年龄收取不同价格的门票，其中大于60岁或小于18岁的免费，18〜60岁的20元。请编写游人（Visitor）类，根据年龄段决定能够购买的门票价格并输出。用户输入n则退出程序。

分析：首先要找出与要解决问题有关的对象并抽象出类。很明显，根据要解决的问题，可以得到游人类，该类可以有姓名和年龄两个属性。让用户输入年龄，利用选择结构解决，如示例6所示。

示例6

游人类：

package cn.jbit.dlc1;
import java.util.Scanner;
public class Visitor {
    String name;   //姓名
    int age;      //年龄
    public void show(){
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        while(!"n".equals(name)){
            if(age>=18 && age<=60){       //判断年龄
                System.out.println(name + "的年龄为：" + age +
                        "，门票价格为：20元\n" );
            }else{
                System.out.println(name + "的年龄为：" + age + "，门票免费\n");
            }
            System.out.print("请输入姓名：");
            name = input.next();         //给name属性赋值
            if(!"n".equals(name)){
                System.out.print("请输入年龄：");
                age = input.nextInt();       //给age属性赋值
            }
        }
        System.out.print("退出程序");
    }
}

输出门票信息：

package cn.jbit.dlc1;
import java.util.Scanner;
public class InitialVistor {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        Visitor v = new Visitor();    //创建对象
        System.out.print("请输入姓名：");
        v.name = input.next();       //给name属性赋值
        System.out.print("请输入年龄：");
        v.age = input.nextInt();      //给age属性赋值
        v.show();                       //调用显示信息方法
    }
}

示例6的运行结果如图11.11所示。

为了程序演示的方便，示例6中的代码使用了循环，当ffl户输入n时退出程序。这里主要注意代码中使用new关键字创建对象及给属性赋值两个部分。

图11.11示例6的运行结果