类别与物件的基本概念 所谓物件,说得白话一点,可称之为"东西"。这是个很抽象的名词,我们若以它具体的特性 来描述,会比较清楚: Object有生命周期,会"产生"和"消灭" Object具有其内部状态, 同一类别的不同Object, 其的内部状态可能都不一样 Object可以接收"讯息",并依据讯息的参数以及该物件的内部状态,做出反应,并可能因而 改变该物件的内部状态 属於同一个Class的Object,会具有该Class所定义的以上三种特质。 除此之外,Class之间可以定义继承(Inheritance)关系,子类别(Sub Class)继承父类别 (Super Class)的所有特性,子类别还可以定义其专属的特性。 以Object-Oriented(物件导向) Language写作程式时,写作的主体是Class。Class定义了 所有属於该Class的Object的特性,这些特性可分类如下: Object产生时一定要呼叫的方法, 称为Constructor(建构子) Objec消灭需要呼叫的方法, 称为Destructor(解构子) 表达Object内部状态的变数, 称为Object Variable(物件变数成员) Object可以接收的讯息, 称为Object Method(物件方法成员) 上述两个可总称为Object Member 属於Class的变数, 称为Class Variable(类别变数) 属於Class的方法, 成为Class Method(类别方法) 上述两个可总称为Class Member 和其他Class间的继承关系 如何以Java撰写类别 Java规定公共类别(public class)必须写在该公共类别名称的.java档案内, 例如public class Example就必须写在Example.java这个档案内。Example.java里面也可以定义其他 的类别,但是只有class Example能够宣告为public,其他Example.java里的class都不能宣 告为public。当Java Virtual Machine启动时,它会去找命令列上所指定的class里的 public static void main(String[] argv)方法,当做是程式的进入点。这有点像是C语言 的main, 不同处在於每个java class都可以定义自己的public static void main(String[] argv)。 java Example 启动上述的JVM时, JVM会去执行class Example里的public static void main(String[] argv)。以下范例Example.java说明如何定义Java的class。 class Vehicle { private int speed; // Object Variable private String direction; // Object Variable, direction is a reference to String Object private static int numVehicle = 0; // Class Variable public Vehicle() { // Constructor, called when new a Object this(0,"north"); // call another constructor to do initialization } public Vehicle(int s, String dir) { // Another Constructor. Use overloading to define two constructors float speed; // define a local variable speed = s; // the speed here refers to the above local variable this.speed = s; // If we want to set object variable, use this.speed to refer object variable speed direction = dir; // dir is a reference to object, not the object itself numVehicle++; // increase the Vehicle number } protected void finalize() { // Destructor, called when the object is garbage collected by JVM System.out.println("finalize has been called"); numVehicle--; } void setSpeed(int newSpeed) { // Object Method this.speed = newSpeed; } void setDir(String dir) { // Object Method this.direction = dir; } int getSpeed() { // Object Method return speed; } String getDir() { // Object Method return direction; } public static int totalVehicle() { // Class Method return numVehicle; } } public class Example { public static void main(String[] argv) { Vehicle v1 = new Vehicle(50, "west"); // new 叙述用来产生物件. 物件产 生时需要呼叫Constructor来初始化物件 Vehicle v2; v1.setSpeed(30); v1.setDir("north"); System.out.println("V1: speed is "+v1.getSpeed()+", direction is "+v1.getDir()+".\n"); v2 = new Vehicle(40, "south"); System.out.println("There are "+Vehicle.totalVehicle()+" Vehicles in the world.\n"); v1 = v2; // let reference v1 point to where v2 is pointing System.out.println("V1: speed is "+v1.getSpeed()+", direction is "+v1.getDir()+".\n"); System.gc(); // force system to do garbage collection, the object previously pointed by v1 shall be destroyed System.out.println("There are "+Vehicle.totalVehicle()+" Vehicles in the world.\n"); } } 上述例子里所用到的关键字或类别名称说明如下: public:可用在 class前面表示此class可以供其他package里的类别使用。同一个目录下的class均可视为 属於同一个package。 object or class member前面, 表示所有的class均可存取此member。 private:可用在object or class member前面, 表示只有定义这些member的class才可存 取。 static:可用在member前面。如果member前面有static, 表示该member属於class,否则属 於object。不论系统创造了多少object,class variable只有一个;而每个object都有其 object variable。存取class method的语法是ClassName.classMethod();存取object method时,则必须以reference.objectMethod()来呼叫。在Object Method里,可用this表 示目前的物件。但在Class Method里就不能存取object member了。 this:表示目前这个物件 String:定义於java.lang package下面的类别, 属於Java语言定义的标准程式库。 System:定义於java.lang package下面的类别, 属於Java语言定义的标准程式库。 System.out是class System里面的一个Class Variable, 其型态为reference to 定义於 java.io package里面的PrintStream。我们可透过该变数所指到的物件, 将讯息印到萤幕 上。 System.gc是class System里面的一个Class Method, 呼叫该方法可强迫JVM回收没有被任 何reference指到的物件。当物件被回收时, 该物件的finalize方法会被呼叫。 new:用来产生新的物件。後面必须跟着某个constructor, 以便进行初始化的动作。 Object Method的名称如果和Class的名称相同, 则表示该Method为Constructor。 Constructor不能宣告传回值。 要附带说明的是, Java以new指令来产生物件, 但不像C++有提供相对应的delete指令来消 灭物件。Java采用Garbage Collection的观念,当系统於闲置期间自动呼叫或由使用者强 制呼叫System.gc()时,没有被任何reference指到的Object就会被回收。 Class里面一定要定义一个以上的Constructor, 但为了方便起见,如果Compiler发现某 Class没有定义Constructor,则Compiler会帮我们产生一个不做任何事的Constructor: public class A { } 就相当於 public class A { public A() {} } Overloading 同一个class里的Method名称可以重复使用,只要可以由Method的参数个数和型态来区分就 可以了。这种观念称为overloading。 不只一般的method可以overloading, constructor也可以overloading。 public class Overloading { int data; public Overloading() { this(0); // call constructor Overloading(int) } public Overloading(int data) { this.data = data; } public void print() { this.print(0); // call method print(int) } public void print(int msg) { } public void print(float msg) { } public void print(int msg, String others) { } } 上面的例子里说明constructor也可以overloading。要特别注意的是,传回值并不能用来 分辨要呼叫哪个method,因此若再加上public int print()的宣告,就会造成编译错误了。 初始化的执行顺序 Class variable是在该类别载入JVM时进行初始化的, 因此写作上经常在class variable 的宣告後面加上初始化的动作。对Object Variable来说, 是在产生Object时进行初始化 的, 但初始化的步骤可以写在变数宣告後, 也可以写在constructor内, 因此必须对其执 行顺序有所了解。步骤如下: 先将所有变数设为内定值。对数值型态来说, 其值为0;对reference来说, 其值为null;对 boolean来说, 其值为false。 呼叫父类别的constructor。 执行变数宣告的初始化动作。 执行自己的constructor。 因此在如下的范例内 public class InitSequence { int data = 2; public InitSequence(int data) { this.data = data; } public static void main(String[] argv) { InitSequence s = new InitSequence(3); System.out.println(s.data); } } data的变化如下 设为内定值0 呼叫父类别的Constructor。因为类别InitSequence没有宣告继承任何类别, Java规定此 情况会自动继承java.lang.Object这个类别。Object的Constructor不做任何事。 执行变数宣告的初始动作,成为2 执行自己的constructor,成为3 因此最後执行的结果会在萤幕上印出数字3。 Java语言还可以定义static block: public class StaticBlock { static { // this is a static block data = (int)(Math.random()*100); } static int data; public static void main(String[] argv) { System.out.println(data); } } static block内的程式码, 是在该class载入JVM之後, 进行class variable初始化之前的 时间内执行。一般比较会使用static block的场合, 是该class用到一些非Java的程式库 , 需要透过System.loadLibrary(String libName)方法把外界的程式码载入时。这样写的 好处是只有当该class第一次被使用到时, 才会下载相关软体, 以节省记忆体空间, 避免 重复下载, 并可以把实作的细节和外界隔离开来。对没有这种机制的C语言来说, 很可能 就必须在主程式内写上一堆很难懂的启动程式码。 class ClassNeedToLoadLibrary { static { System.loadLibrary("mylib"); } } public class Main { public static void main(String[] argv) { } } final关键字 final关键字用在变数宣告时,表示该变数的值只能在宣告时给定,然後就不能再更改了。 public class Main { public static final double PI = 3.14159; public final int x = 10; public static void main(String[] argv) { final int local = 10; Main m = new Main(); PI = 100; // Compile Error, final variable can only be set at initialization m.x = 10; // Compile Error local = 100; // Compile Error } } --

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