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Java 物件和類別

作者：Eve Cole 更新時間：2024-12-31 14:57:12

在理解Java的類別和物件之前，先簡單介紹一下物件導向的程式設計。程式設計是透過物件對程式設計，物件代表一個實體，實體可以清楚地被辨識。

Java作為一種物件導向語言。支援以下基本概念：

  • 多態性

  • 繼承

  • 封裝

  • 抽象

  • 類別

  • 物件

  • 實例

  • 方法

  • 訊息解析

本節我們將重點放在物件和類別的概念上。

  • 物件：物件是類別的一個實例，有狀態和行為。例如，一隻狗是一個對象，它的狀態有：顏色、名字、品種；行為有：搖尾巴、叫、吃等。

  • 類別：類別是一個模板，它描述一類物件的行為和狀態。

Java中的對象

現在讓我們深入了解什麼是物件。看看周圍真實的世界，會發現身邊有很多對象，車，狗，人等等。所有這些物件都有自己的狀態和行為。

拿一隻狗來舉例，它的狀態有：名字、品種、顏色，行為有：叫、搖尾巴和跑。

對比現實對象和軟體對象，它們之間十分相似。

軟體物件也有狀態和行為。軟體物件的狀態就是屬性，行為透過方法體現。

在軟體開發中，方法操作物件內部狀態的改變，物件的相互呼叫也是透過方法來完成。

Java中的類別

類別可以看成是建立Java 物件的模板。

透過下面一個簡單的類別來理解下Java 中類別的定義：

 public class Dog{
String breed;
int age;
String color;
void barking(){
}

void hungry(){
}

void sleeping(){
}
}

一個類別可以包含以下類型變數：

  • 局部變數：在方法、建構方法或語句區塊中定義的變數稱為局部變數。變數宣告和初始化都是在方法中，方法結束後，變數就會自動銷毀。

  • 成員變數：成員變數是定義在類別中，方法體之外的變數。這種變數在創建物件的時候實例化。成員變數可以被類別中方法、建構方法和特定類別的語句區塊存取。

  • 類別變數：類別變數也宣告在類別中，方法體之外，但必須宣告為static 類型。

一個類別可以有多個方法，在上面的例子中： barking() 、 hungry()和sleeping()都是Dog 類別的方法。

構造方法

每個類別都有構造方法。如果沒有明確地為類別定義構造方法，Java編譯器將會為此類別提供一個預設構造方法。

在創建一個物件的時候，至少要呼叫一個建構方法。建構方法的名稱必須與類別同名，一個類別可以有多個建構方法。

下面是一個構造方法範例：

 public class Puppy{
public Puppy(){
}

public Puppy(String name){
// 這個建構器只有一個參數：name
}
}

創建對象

物件是根據類別創建的。在Java 中，使用關鍵字new來建立一個新的物件。建立物件需要以下三步驟：

  • 聲明：聲明一個對象，包括對象名稱和對象類型。

  • 實例化：使用關鍵字new來建立一個物件。

  • 初始化：使用new建立物件時，會呼叫建構方法初始化物件。

下面是一個建立物件的範例：

 public class Puppy{
public Puppy(String name){
//這個建構器只有一個參數：name
System.out.println("Puppy Name is :" + name );
}
public static void main(String []args){
// 下面的語句將會建立一個Puppy物件 Puppy myPuppy = new Puppy( "tommy" );
}
}

編譯並執行上面的程序，會印出下面的結果：

 Puppy Name is :tommy

存取實例變數和方法

透過已建立的物件來存取成員變數和成員方法，如下所示：

 /* 實例化物件 */
ObjectReference = new Constructor();
/* 存取其中的變數 */
ObjectReference.variableName;
/* 存取類別中的方法 */
ObjectReference.MethodName();

實例

下面的範例展示如何存取實例變數和呼叫成員方法：

 public class Puppy{
int puppyAge;
public Puppy(String name){
// 這個建構器只有一個參數：name
System.out.println("Passed Name is :" + name );
}

public void setAge( int age ){
puppyAge = age;
}

public int getAge( ){
System.out.println("Puppy's age is :" + puppyAge );
return puppyAge;
}

public static void main(String []args){
/* 建立物件 */
Puppy myPuppy = new Puppy( "tommy" );
/* 透過方法來設定age */
myPuppy.setAge( 2 );
/* 呼叫另一個方法取得age */
myPuppy.getAge( );
/*你也可以像下面這樣存取成員變數 */
System.out.println("Variable Value :" + myPuppy.puppyAge );
}
}

編譯並執行上面的程序，產生以下結果：

 Passed Name is :tommy
Puppy's age is :2
Variable Value :2

原始檔聲明規則

在本節的最後部分，我們將學習原始檔案的聲明規則。當在一個原始檔中定義多個類，並且還有import語句和package語句時，要特別注意這些規則。

  • 一個原始檔中只能有一個public類

  • 一個原始檔可以有多個非public類

  • 原始檔的名稱應該要和public類別的類別名稱保持一致。例如：原始檔中public類別的類別名稱是Employee ，那麼原始檔案應該命名為Employee.java 。

  • 如果一個類別定義在某個套件中，那麼package語句應該在原始檔案的首行。

  • 如果來源檔案包含import語句，那麼應該放在package語句和類別定義之間。如果沒有package語句，那麼import語句應該在原始檔中最前面。

  • import語句和package語句對來源檔案中定義的所有類別都有效。在同一原始檔中，不能給不同的類別不同的套件聲明。

類別有若干種訪問級別，並且類別也分不同的類型：抽象類別和final類別等。這些將在存取控制章節中介紹。

除了上述的幾種類型，Java 還有一些特殊的類別，如：內部類別、匿名類別。

Java套件

包主要用來對類別和介面進行分類。當開發Java 程式時，可能會編寫成百上千的類，因此很有必要對類別和介面進行分類。

Import語句

在Java 中，如果給予一個完整的限定名，包括套件名稱、類別名，那麼Java 編譯器就可以輕鬆定位到原始程式碼或類別。 Import語句就是用來提供一個合理的路徑，讓編譯器可以找到某個類別。

例如，下面的命令列將會命令編譯器載入java_installation/java/io 路徑下的所有類

import java.io.*;

一個簡單的例子

在這個範例中，我們建立兩個類別：Employee 和EmployeeTest。

首先打開文字編輯器，把下面的程式碼貼進去。注意將檔案儲存為Employee.java。

Employee 類別有四個成員變數：name、age、designation 和salary。該類別明確聲明了一個建構方法，該方法只有一個參數。

 import java.io.*;
public class Employee{
String name;
int age;
String designation;
double salary;
// Employee 類別的建構子 public Employee(String name){
this.name = name;
}
// 設定age的值 public void empAge(int empAge){
age = empAge;
}
/* 設定designation的值*/
public void empDesignation(String empDesig){
designation = empDesig;
}
/* 設定salary的值*/
public void empSalary(double empSalary){
salary = empSalary;
}
/* 列印訊息 */
public void printEmployee(){
System.out.println("Name:"+ name );
System.out.println("Age:" + age );
System.out.println("Designation:" + designation );
System.out.println("Salary:" + salary);
}
}

程式都是從main方法開始執行。為了能運行這個程序，必須包含main方法並且建立一個實例物件。

下面給出EmployeeTest 類，該類別實例化2個Employee 類別的實例，並呼叫方法設定變數的值。

將下面的程式碼儲存在EmployeeTest.java 檔案中。

 import java.io.*;
public class EmployeeTest{

public static void main(String args[]){
/* 使用建構器建立兩個物件 */
Employee empOne = new Employee("James Smith");
Employee empTwo = new Employee("Mary Anne");

// 呼叫這兩個物件的成員方法 empOne.empAge(26);
empOne.empDesignation("Senior Software Engineer");
empOne.empSalary(1000);
empOne.printEmployee();

empTwo.empAge(21);
empTwo.empDesignation("Software Engineer");
empTwo.empSalary(500);
empTwo.printEmployee();
}
}

編譯這兩個檔案並且執行EmployeeTest 類，可以看到以下結果：

 C :> javac Employee.java
C :> vi EmployeeTest.java
C :> javac EmployeeTest.java
C :> java EmployeeTest
Name:Jame​​s Smith
Age:26
Designation:Senior Software Engineer
Salary:1000.0
Name:Mary Anne
Age:21
Designation:Software Engineer
Salary:500.0
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