模块2 面向对象编程初级 --- 第五章：创建类的成员属性和方法

第五章 创建类的成员属性和方法

主要知识点

　　1、Java语言的基本组成

　　2、运算符与表达式

　　3、程序控制结构

　　4、Java程序的编程规范

　　5、类成员方法的创建方法

学习目标

　　能够根据Java语言的基本语法和程序结构声明类的成员方法，从而定义完整的类；

5.1 Java语言的基本组成

　　Java语言主要由5种元素组成：分隔符、关键字、文字、运算符和标识符。

5.1.1 分隔符

　　Java语言的分隔符有三种：空白符、注释语句和普通分割符；

　　1、空白符

　　为了增加程序的可读性，Java语言的成分之间可以插入任意多个空白符，在编译时，系统自动忽略多余的空白符；

　　2、注释语句

　　为了提高程序的可读性而附加的内容，Java提供三种形式的注释：

　　（1）// 一行的注释内容

　　（2）/* 一行或多行的注释内容 */

　　（3）/** 文档注释内容*/

　　3、普通分隔符

　　（1）{} ：花括号，用来定义复合语句、类体、方法体以及进行数组的初始化；

　　（2）；：分号，表示一条语句的结束。

　　（3），：逗号，用来分隔变量说明和方法的参数。

　　（4）：：冒号，说明语句标号。

5.1.2 关键字

　　关键字用来表示特定的意义，也称为保留字，不能用于标志符。Java的关键字共有48个。

       

 　　说明：

　　（1）所有关键字都是小写的，所以class不是关键字；

　　（2）then和sizeof都不是Java的关键字，大写的NULL不是Java语言的关键字，String是Java语言的一个封装类（字符串）的类名，也不是关键字；

5.2 运算符与表达式

　　运算符指明对操作数所进行的运算。按照操作数的数目来分，可以有单目运算符、双目运算符和三目运算符。分别对应一个、两个和三个操作数。对于单目运算符来说，有前缀表达式和后缀表达式；对于双目运算符来说，则采用中缀表达式。按照运算符功能来分，基本的运算符有下面几类：

　　（1）算术运算符（+、-、*、/）

　　（2）关系运算符（>、<、>=、<=、!=、==）

　　（3）布尔逻辑运算符（！、&&、||）

　　（4）位运算符（>>、<<、>>>、&、|）

　　（5）赋值运算符（=、+=）

　　（6）条件运算符（？：）

　　（7）其他，包括分量运算符 . ，下标运算符[]

5.2.1 算术运算符

　　算术运算符作用于整型或浮点型数据，完成算术运算；

　　1、双目算术运算符

　　双目算术运算符包括：+、-、*、/、%(取模)五种。

　　其中，Java对加法运算符进行了扩展，使它能够进行字符串的连接，例如：“abc”+"de"，得到字符串“abcde”。取模运算符 % 的操作数可以是浮点数，如 37.2 % 10 = 7.2；

　　2、单目算术运算符

　　在单目运算符中，++、--是具有代表性的。分为前置运算和后置运算，如++i，i++，--i， i--等。

　　前置运算：先对操作数进行自增（减）操作，再返回表达式（操作数改变）的值；

　　后置运算：先返回表达式（操作数目前）的值，再对操作数进行自增（减）操作；

　　　　

　　　　 

 　　++、--运算符的计算方式，跟C语言完全相同。

5.2.2 关系运算符

　　关系运算符都是双目运算符。包括：>、<、>=、<=、<>、!=、==

　　关系运算符主要是用来比较两个值的大小关系，返回布尔类型的值true或false。其中关系运算符常与逻辑运算符一起使用，作为流控制语句的判断条件；

5.2.3 逻辑运算符

　　逻辑运算符包括：&&（逻辑与）、||（逻辑或）、!（逻辑非），逻辑表达式的结果是布尔值 true 或 false；

　　对于&& 来说，是一个双目运算符。只有表达式左边和右边都为真（true），整个表达式为true；对于||来说，只要表达式的左边和右边有一个为true，整个表达式为true； 

5.2.4 赋值运算符

　　赋值运算符 = 把一个数据赋给一个变量，如果左侧变量的数据类型级别高，则右侧的数据类型被转化为与左侧相同的数据类型。然后赋值给左侧。否则，需要使用强制类型转化运算符。

5.2.5 条件运算符

　　条件运算符 ?: 是三目运算符，一般形式为：

　　expression ？ statement1 ： statement2

　　其中，表达式expression的值应该为一个布尔值，如果该值为true，则执行statement1，否则执行语句statement2，且该数据类型不能是void；例如：求 a 和 b 的较大值，表达式是max = a > b ? a : b ；

5.2.6 表达式

　　表达式是变量、常量、运算符、方法调用的序列，通过执行这些元素指定的计算并返回某个值。按照运算符的优先顺序从高到低进行，同级的运算符则按从左到右的方向进行。通过添加小括号（）可以提高运算符的优先级，这样就可以清楚地表明运算次序，增强了程序的可读性；

5.3 控制结构

　　Java程序通过流程控制语句来执行程序，完成一定的任务。控制程序段可以是单一的一条语句，也可以是大括号{}括起来的一个复合语句。Java的控制结构包括：

　　（1）分支语句（if-else、break、switch、return）

　　（2）循环语句（while、do-while、for、continue）

　　（3）异常处理语句（try-catch-finally、throw）

5.3.1 分支语句

　　分支语句提供了一种控制机制，使程序在执行时，可以跳过某些语句，而转去执行特定的语句。

　　1、条件语句 if - else

　　if - else 语句

　　根据判断条件的真假来执行两种操作的一种，格式为：

if(boolean-expression)
    statement1;
[else
    statement2；       
]

　　（1）若布尔表达式的值为true，则程序执行语句statement1，否则执行语句statement2。

　　（2）else子句是任选的。

　　（3）每一个单一的语句后必须有分号。

　　（4）if-else语句的一种特殊形式为嵌套语句，即：

if(expression1){
    statement1；
}else if(expression2){
    statement2;
}......
else if(expressionM){
    statementM;
}else{
    statementN; 
}

　　2、多分支选择语句switch

　　switch语句根据表达式的值来执行多个操作中的一个，一般格式如下：

switch(expression){
    case value1:statement1;
        break；
    case value2:statement2;
        break;
    ......

    case valueN:statementN;
        break;    
    [default:defaultStatement;]
}

　　说明：

　　（1） case子句中的值value1必须是常量，而且所有case子句中的值应是不同的。

　　（2）default子句是任选的，当表达式的值与任一case子句中的值不匹配时，程序执行default后面的语句；

　　（3）break语句用来执行一个case分支语句后，使程序跳出switch语句，即终止switch语句的执行。

　　3、break语句

　　break语句用来终止switch语句的执行，格式如下：

　　　　BlockLabel：{codeBlock}

　　break语句的第二种使用情况就是跳出它所指的块，并且从紧跟该块后的第一条语句处执行，其格式为：

　　　　break BlockLabel

　　即用break语句来实现程序流程的跳转，不过应该该尽量避免使用这种方式。

　　4、返回语句return

　　return语句从当前方法中退出，返回到调用该方法的语句处；返回值的数据类型必须和方法声明中的返回值数据类型一致。可以使用强制类型转换来使类型一致。

5.3.2 循环语句

　　循环语句的作用是反复执行一段代码，直到满足终止循环的条件为止，一个循环一般应包括四部分内容：

　　（1）初始化部分：设置循环的一些初始条件，如计算器清零等；

　　（2）循环体部分：反复循环的一段代码；

　　（3）迭代部分：这是在当前循环结束，下一次循环开始前执行的语句，常常用来使计数器变量加1或减1；

　　（4）终止部分：通常是一个布尔表达式，每一次循环都要对该表达式求值，以此来验证是否满足循环终止条件。

　Java提供的循环语句有：while语句，do-while语句和for语句三种，下面分别来介绍：

　　（1）while语句

　　while语句实现 “当型” 循环，一般格式为：

[initialization]
while(termination){
    body;
[iteration;]
}

　　布尔表达式（termination）表示循环条件，值为true时，循环执行大括号中的语句。while语句首先判断循环条件，当条件成立时，才执行循环体中的语句，如果一开始条件不成立，循环体一次都不会执行，这是 "当型" 循环的特点。

　　（2）do-while语句

　　do-while语句实现 “直到型” 循环，一般格式为：

[initialization]
do{
    body;
[iteration;]
}while(termination);

　　do-while语句至少可以执行一次，do-while语句首先执行循环体，然后判断循环条件，若结果为true，则循环执行大括号中的语句。直到布尔表达式的结果为false；

　　（3）for语句

　　for语句实现固定次数的循环，一般格式为：

for(initialization;termination;iteration){
    body；
}

　　for语句执行时，首先执行初始化操作（initialization），然后判断循环条件（termination）是否满足，如果满足，则执行循环体中的语句。最后执行iteration。完成一次循环后，重新判断循环条件。注意：分号不能省略。三者均为空的时候，相当于一个无限循环（死循环）；

　　（4）continue语句

　　continue语句用来结束本次循环，跳过循环体中下面尚未执行的语句。

　　continue；

　　也可以用continue跳转到括号指明的外层循环中，这时的格式为：

　　continue(outerLable)；

5.3.3 Java编码规范

　　养成养好的编码风格是程序员应该具备的基本素质，运用Java变成也要遵守Java的编码规范，这对于读懂别人的程序和让别人理解自己的代码都是十分重要的。

　　1、一般原则

　　（1）尽可能使用完整的英语单词描述符；

　　（2）采用适用于相关领域的术语；

　　（3）采用大小写混用，可读性更好；

　　（4）避免使用相似的名字，或者仅仅是大小写不同的名字；

　　2、具体要求

　　（1）包（package）：都由小写字母组成；

　　（2）类（Class）：所有单词的第一个字母均大写；

　　（3）接口（Interface）：所有单词的第一个字母均大写；

　　（4）变量：第一个字母小写，后面所有的单词的首字母都大写。例如：firstName，lastName；

　　（5）静态常量：全部采用大写字母，单词之间用下划线分割。例如：PI、MIN_BALANCE；

5.4 数组

　　数组是有序数据的集合，数组中的每个元素具有相同的数据类型，通过下标来区分数组中元素的位置，数据包括一维数组和多维数组。

5.4.1 一维数组

　　1.一维数组的定义

　　一维数组的定义方式为：

　　type arrayName[]；或者 type []arrayName；

　　其中type代表Java任意的数据类型；[]指明该变量是一个数组类型变量；Java在数组的定义中并不为数组元素分配内存，只有在分配存储空间后才能访问它的元素，这个时候要用到运算符new。其中格式如下：

　　arrayName = new type[arraySize];

　　2.一维数组元素的引用

　　在定义数组之后，并用new运算符分配内存空间后，就可以引用数组中的每一个元素。数组元素的引用方式如下：

　　arrayName[index]

　　其中，index为下标，下标从0开始，一直到数组的长度减一。

　　3.一维数组的初始化

　　在对数组元素进行赋值之后，也可以在定义数组的同时进行初始化，通过逗号（，）分割数组的各个元素，系统自动为数组分配一定的存储空间。

5.4.2 多维数组

　　多维数组可以看作是数组的数组，其中二维数组的每一个元素有事一个一维数组。

　　1、二维数组的定义

　　二维数组的定义方式为：

　　type arrayName[][];

　　与一维数组一样，这时Java对于数组元素也没有分配内存空间。

　　2、二维数组元素的引用

　　引用方式为：arrayName[index1][index2]；同时，每一维的数组元素下标都是从0开始的。

　　3、二维数组的初始化

　　有两种方法初始化二维数组；直接对每一个元素进行赋值和在定义数组的同时进行初始化。但是以上方法，都是固定大小的数组，若是在声明过程中，无法确定数组大小，则就要使用类ArrayList，它是由系统包java.util提供。

5.5 成员方法的声明

　　类的方法，也被称为成员方法，其功能相当于C语言中的函数，用来规定类的属性上的操作；

5.5.1 方法的声明　　　　　　

　　声明类的成员方法的格式如下：

[修饰符] 返回值类型 方法名(形式参数列表) [throw 异常名列表] 
{
    方法体；
    局部变量声明；
    语句序列；  
}

　　用abstract修饰的方法称为抽象方法。含有抽象方法的类称为抽象类，而子类行为的具体细节通过抽象方法的覆盖来实现，这种机制可以增加编程的灵活性；  

5.5.2 方法的覆盖与重载

　　Java实现多态：方法的覆盖和方法重载；

　　在子类中，若要使用父类中被隐藏的方法，可以使用super关键字；

　　1、方法的覆盖

　　通过子类引用覆盖方法时，总是引用子类定义的方法，而父类中定义的方法被隐藏。

　　2、方法的重载

　　在同一个类中有两个或者两个以上的方法可以有相同的名字，只要它们的参数声明不同，这种情况称为方法重载；

习题

一、简单题

　　1、Java提供了哪些注释语句？功能有什么不同？

　　2、识别标识符，哪些是合法的？哪些是非法的？

　　3、Java程序有哪三种控制结构？

　　4、Java中提供了哪些循环控制语句？

　　5、数组有哪些特点？数组的声明和初始化方法与简单变量有什么不同？

　　6、什么是方法的覆盖？什么是方法的重载？

二、操作题

　　1、编写一个类，其方法是：从10个数中求出最大值、最小值以及平均值。

　　2、编写一个类，其方法是：编程求n！的值，设n = 8

　　3、编写一个类，其方法是：根据考试成绩的等级打印出分数段，优秀为90以上，良好为80~90，中等为70~79，及格为60~69，以下为不及格。要求采用switch语句。

　　4、编写一个类，其方法是：判断一个数是不是回文。回文是一种从前向后读和从后往前读都一样的文字或数字，例如：12321、abcba。

　　5、编写一个类，其方法是：将数组中元素的值按照从大到小输出。

　　6、编写一个类，其方法是：编程输出杨辉三角形的前6行。