第04章 java与面向对象编程

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1、第4章Java与面向对象编程教学目标：在本章中，我们将来讨论Java的面向对象的特征。正如前面所介绍的，Java语言是一种纯的面向对象的语言。本章中，我们首先讲述面向对象程序设计的基本概念及特点，然后以一个例子说明Java中类和对象的使用。类是Java语言面向对象编程的基本元素，本章将详细讨论类，以及类的成员变量和方法，然后介绍Java中的继承，以及由继承所引出的隐藏、覆盖等概念，最后介绍的是方法和成员变量的权限控制。教学重点与难点：©面向对象的一些概念©Java中的类和对象的概念，以及如何创建类、对象©类的详细讨论

2、©方法的详细讨论©成员变量的详细讨论©继承的概念©方法和成员变量的继承、隐藏、覆盖©类、成员变量和方法的修饰符4.1面向对象编程编程思想中有面向对象和面向过程之分。面向过程的程序设计方法是从解决问题的每一个步骤入手，它适合于解决比较小的简单问题。C语言采用面向过程的程序设计模型，但是由于C本身几乎没有支持代码重用的语言结构，并且缺乏统一的接口，当程序的规模达到一定程度时，使得程序员很难控制其复杂性。面向对象的程序设计方法则按照现实世界的特点来管理复杂的事物，将事物抽象为对象，并具有自己的状态和行为，通过对消息的反应来

3、完成一定的任务。4.1.1面向对象编程概述从高级语言诞生开始，程序设计语言走过了一段从面向过程到面向对象的路。下面将介绍面向对象对象程序设计语言的发展历史以及面向对象程序设计语言的特征。1.面向对象程序设计语言的历史回顾50年代后期，在用FORTRAN语言编写大型程序时，常出现变量名在程序不同部分发生冲突的问题。鉴于此，ALGOL语言的设计者在ALGOL60中采用了以Begin…End为标识的程序块，使块内变量名是局部的，以避免它们与程序中块外的同名变量相冲突。这是编程语言中首次提供封装（保护）的尝试。此后程序块结构

4、广泛用于高级语言如Pascal、Ada、C之中。60年代中后期，Simula语言在ALGOL基础上研制开发，它将ALGOL的块结构概念向前发展一步，提出了对象的概念，并使用了类，也支持类继承。70年代，Smalltalk语言诞生，它取Simula的类为核心概念，它的很多内容借鉴于Lisp语言。由Xerox公司经过对Smalltalk72、76持续不断的研究和改进之后，于1980年推出商品化的，它在系统设计中强调对象概念的统一，引入对象、对象类、方法、实例等概念和术语，采用动态联编和单继承机制。从80年代起，人们基于以

5、往提出的有关信息隐蔽和抽象数据类型等概念，以及由Modula2、Ada和Smalltalk和等语言所奠定的基础，再加上客观需求的推动，进行了大量的理论研究和实践探索，不同类型的面向对象语言（如：Object-c、Eiffel、C++、Java、Object-Pascal等）逐步地发展和建立起来。2.面向对象程序设计语言的特征面向对象程序设计语言的特征是：数据抽象化。通过从特定的实例中抽取共同的性质形成一般化的概念的过程。数据封装。也叫数据隐藏，用户无需知道内部工作流程，只要知道接口和操作就可以的，Java中一般用类来

6、实现封装。继承性。一种支持重用的思想，在现有的类型派生出新的子类，例如新型电视机在原由型号的电视机上增加若干中功能而得到，新型电视机是原由电视机的派生，继承了原由电视机的属性，并增加了新的功能。多态性。指在一般类中定义的属性或行为，被特殊类继承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。4.1.2面向对象程序设计思想在面向对象程序设计思想中，类(Classes)和对象(Objects)是非常重要的概念。类是从日常生活中抽象出来的具有共同性质的实体，而对象是类的实例。面向对象程序设计还具有数据封装、继承和多态等性质

7、。下面分别给予介绍。1.类和对象一个对象就是变量和相关的方法的集合，其中变量表明对象的状态，方法表明对象所具有的行为。例如我们可以把一辆自行车看作一个对象，这个对象的变量有它的重量、速度、位置等，它的方法包括变档、刹车等。对象的变量也称为域，或者属性。对象之间必须要进行交互来实现复杂的行为。例如，要使自行车变档，必须发给它一个消息，告诉它进行何种动作（变档）以及实现这种动作所需的参数（需要达到几档）。一个消息包含三个方面的内容：消息的接收者、接收对象应采用的方法和方法所需要的参数。同时，接收消息的对象在执行相应的方法

8、后，可能会给发送消息的对象返回一些信息。由于任何一个对象的所有行为都可以用方法来描述，通过消息机制就可以完全实现对象之间的交互，同时，处于不同处理过程甚至不同主机的对象间也可以通过消息实现交互。上面所说的对象是一个具体的事物，例如每辆自行车都是一个不同的对象。但是多个对象常常具有一些共性，如所有的自行车都有轮子、刹车装置等。于是我们抽象出一类对