Java语言面向对象编程思想之类与对象实例详解

Java面向对象编程思想之类与对象实例详解

在Java中，所有的事物都是对象，对象都有其自身的特征和行为。因此，Java是一种面向对象的语言。在Java中，类和实例是很重要的概念，我们需要对其进行深入的学习和理解。

类和对象

类是一种模板或蓝图，可以用来创建对象。具有相同属性和行为的对象，可以归纳为同一个类。对象则是类的一个实例，可以根据类来创建多个对象。

定义类

类通常由属性和方法构成。属性是对象的特征，方法是对象的行为。在Java中，定义一个类可以如下所示：

public class Person {
    // 属性
    private String name;
    private int age;

    // 方法
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return this.name;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public int getAge() {
        return this.age;
    }
}

在上面的代码中，我们定义了一个名为Person的类，它有两个属性，分别是名字和年龄，以及四个方法，分别是设置名字、获取名字、设置年龄和获取年龄。其中，名字和年龄都设置为private，表示只能在类内部访问。

创建对象

要使用一个类，需要先创建该类的一个对象。可以使用如下方式来创建一个Person对象：

Person person = new Person();

在上面的代码中，我们创建了一个名为person的Person对象。可以通过对象的引用来访问该对象的属性和方法，例如：

person.setName("Tom");
person.setAge(18);

System.out.println(person.getName() + " is " + person.getAge() + " years old.");

在上面的代码中，我们设置了person对象的名字为Tom，年龄为18，并打印出了该对象的名字和年龄。

继承

继承是面向对象编程中的一个重要概念，它允许一个类继承另一个类的属性和方法。这使得代码更加简洁、可重用和易于维护。

定义子类

子类可以继承父类的属性和方法，并且还可以定义自己独有的属性和方法。可以使用如下方式来定义一个子类：

public class Student extends Person {
    // 独有的属性
    private String major;

    // 独有的方法
    public void setMajor(String major) {
        this.major = major;
    }

    public String getMajor() {
        return this.major;
    }

    // 覆盖父类的方法
    @Override
    public String getName() {
        return "Student: " + super.getName();
    }
}

在上面的代码中，我们定义了一个名为Student的子类，它继承了Person类的所有属性和方法，并添加了一个独有的属性名为major和两个方法setMajor和getMajor。可以看到，子类可以访问父类的name和age属性，因为它们都是继承来的，而不需要重新定义。

创建子类对象

可以使用如下方式来创建一个Student对象：

Student student = new Student();
student.setName("Alice");
student.setAge(20);
student.setMajor("Computer Science");

System.out.println(student.getName() + " is a " + student.getMajor() + " student.");

在上面的代码中，我们创建了一个名为student的Student对象，并设置了它的名字、年龄和专业。然后打印出了该对象的名字和专业。需要注意的是，我们在子类中覆盖了父类的getName方法，因此在打印名字时会输出Student: Alice。

示例

下面给出两个示例说明类和对象的使用：

示例1

假设我们要写一个程序，计算一组数的平均值。可以创建一个名为Numbers的类，其中包含一个计算平均值的方法：

public class Numbers {
    private int[] numbers;

    public Numbers(int[] numbers) {
        this.numbers = numbers;
    }

    public double average() {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
            sum += numbers[i];
        }
        return (double) sum / numbers.length;
    }
}

在上面的代码中，我们定义了一个名为Numbers的类，它包含一个私有属性numbers和一个公有方法average，该方法用于计算数组numbers的平均值。

然后，可以在另一个类中创建一个Numbers对象，并调用其average方法来计算平均值：

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
Numbers number = new Numbers(numbers);
double average = number.average();

System.out.println("The average is " + average);

在上面的代码中，我们创建了一个名为number的Numbers对象，并传入一个长度为5的数组。然后调用了该对象的average方法来计算平均值，并打印出结果。

示例2

假设我们要写一个程序，用于存储和管理一个学生数据库。可以创建一个名为Student的类，其中包含名字、学号和性别等属性，以及增删改查等方法。

public class Student {
    private String name;
    private String id;
    private String gender;

    public Student(String name, String id, String gender) {
        this.name = name;
        this.id = id;
        this.gender = gender;
    }

    public String getName() {
        return this.name;
    }

    public String getId() {
        return this.id;
    }

    public String getGender() {
        return this.gender;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }
}

public class StudentDatabase {
    private ArrayList<Student> students = new ArrayList<Student>();

    public void add(Student s) {
        students.add(s);
    }

    public void remove(Student s) {
        students.remove(s);
    }

    public void update(Student s) {
        for (int i = 0; i < students.size(); i++) {
            if (students.get(i).getId().equals(s.getId())) {
                students.set(i, s);
                break;
            }
        }
    }

    public Student search(String id) {
        for (int i = 0; i < students.size(); i++) {
            if (students.get(i).getId().equals(id)) {
                return students.get(i);
            }
        }
        return null;
    }
}

在上面的代码中，我们定义了两个类Student和StudentDatabase。在Student类中，我们定义了三个私有属性name、id和gender，以及各自对应的获取和设置方法。

在StudentDatabase类中，我们定义了一个私有属性students，其中存储了所有的学生信息。同时，还定义了增、删、改、查等方法，可以对学生信息进行增删改查。

然后可以在另一个类中创建一个StudentDatabase对象，并使用其增删改查等方法来操作学生数据库：

StudentDatabase db = new StudentDatabase();

db.add(new Student("Alice", "001", "female"));
db.add(new Student("Bob", "002", "male"));

System.out.println(db.search("001").getName());

db.update(new Student("Alice", "001", "male"));

db.remove(db.search("002"));

在上面的代码中，我们创建了一个名为db的StudentDatabase对象，并向该对象中添加了两个学生信息。然后使用该对象的search方法来查找学号为001的学生，并打印出其名字。接着使用update方法来更新该学生的性别，并使用remove方法来删除学号为002的学生信息。