本章目标：

阅读完本章后，大家应能根据需要定义并使用一个用户类，并能够根据需求说明这个用户类的特性。另外，还应该能够使用继承的方法创建子类，实现类的最大化使用。

8.1 定义并使用一个新类

传授新知

在前面几章中，我们遇到了不少用Java语言编写的程序，它们可以分为两类：

1) Java应用程序；

2) Java小应用程序。

它们都有一个共同的特点，那就是整个程序中只包含一个类。不同在于，这个唯一的类的定义不尽相同。

在Java应用程序中，形如：public class testBranch1

而在Java小应用程序中，则形如：public class VariableScope extends Applet

其实，在这些程序中都使用到了其它类。在小应用程序中，很明显，所有的类都是从Applet类中继承来的。在应用程序中，也使用了其它的类，不过不是十分明显，大家想想，System.out.println是从哪来的呢？它是从其它类中继承过来的，它包含在java.lang包中，无须指明，编译器能够自动处理。

Java语言的开发工具包(JDK)中就包含了许许多多的已开发定义的类，我们可以通过使用它们迅速地构建自己的程序。如果你能够熟练地使用它们就能够使用Java语言写出自己所需要的程序。而如果你想要成为Java语言的高手，就一定要学会自己定义类，以供今后的程序使用。下面我们一起来看一下下面这个例子。

实例说明

1.首先，我们使用文字编辑软件输入下面这个源程序。

源程序：Birthday.javapublic class Birthday

{

public String year;

public String month;

public String day;

public Birthday()

{

year=”0000”;

month=”00”;

day=”00”;

}

public Birthday(String y,String m,String d)

{

year=y;

month=m;

day=d;

}

public String getBirthday()

{

String fullbirthday=month+”/”+”/”+day+”/”+year;

return fullbirthday;

}

}

2.编译这个程序，如果顺利完成，将在当前目录下生成一个名为Birthday.class的文件；c:javastudy> javac Birthday.java

3.然后输入以下命令，运行这个程序：c:javastudy> java Birthday

执行这个程序，将输出一些信息，如下图所示：

图8-1 执行Birthday类的输出

Java语言责怪我们没有定义main方法。

4.接下来，我们再用文字编辑软件输入以下源程序。

源程序：useBirthday.javapublic class useBirthday

{

public static void main(String argv[])

{

Birthday birthday1=new Birthday();

Birthday birthday2=new Birthday("1949","10","01");

System.out.println(birthday1.getBirthday());

System.out.println(birthday2.getBirthday());

}

}

3.使用javac编译后，执行以下命令，运行这个程序：c:javastudy> java useBirthday

执行这个程序，将输出一些信息，如下图所示：

图8-2 执行useBirthday类的输出

传授新知

我们先来看一下第二个程序useBirthday.java，这是个Java应用程序，main方法中共有四条语句。前两条，看上去象是定义变量：Birthday birthday1=new Birthday();

Birthday birthday2=new Birthday("1949","10","01");

但是，我们从来没有向大家介绍过Birthday这种变量类型呀！是的，在Java语言中并没有Birthday这种变量类型。

可是这条语句在编译过程中并没有报错呀！这是因为，Java语言编译器在useBirtday.java程序所在目录中发现了包含Birthday类定义的Birthday类：Birthday.class。

也就是说，这两条语句定义了2个属于Birthday类的对象：birthday1和birthday2。从Birthday.java程序中，我们可以看到Birthday类包含三个字符型成员变量：public String year;

public String month;

public String day;

一些提示：

我们将Birthday称为类，而将birthday1和 birthday2称为对象。请大家一定要明明白白地知道其中原委。类是一类事物，而对象则是一个个体。

成员变量是一个形象的术语，表示这些变量属于这个对象，属于这个类。

同时，分别使用new Birthday()和new Birthday(“1949”,”10”,”01”)为它们赋初值。

1)Birthday birthday1=new Birthday();

在这一句中，调用的是Birthday类中的Birthday()方法，我们从Birthday.java中可以看到这个方法实现：public Birthday()

{

year=”0000”;

month=”00”;

day=”00”;

}

也就是说，它将对象birthday1的三个成员变量year，month和day分别赋予了初值“0000”，“00”和“00”。

2) Birthday birthday2=new Birthday("1949","10","01");

在这一条语句中，虽然方法名同是Birthday，但它带上了参数，所以它调用的是Birthday类中的Birthday(String y,String m,String d)方法。这个方法的实现是：public Birthday(String y,String m,String d)

{

year=y;

month=m;

day=d;

}

也就是将其所带的参数值，分别赋值给三个成员变量。在本例中，“1949”赋值给year，“10”赋值给month，“01”赋值给day。

这个程序中另两条语句则十分相似：System.out.println(birthday1.getBirthday());

System.out.println(birthday2.getBirthday());

很明显，这两条语句的用途是打印出birthday1和birthday2两个对象的一些信息。什么信息呢？我们可以发现这两条语句中都使用了Birthday类中的getBirthday方法。

一些提示：

大家注意观察在上面的语句是如何调用getBirthday方法的：birthday1.getBirthday()

前面是对象名，后面是方法名，中间用“.”连接。请记住这个“.”，它经常被使用。形象的说，它就表示“的”。即birthday1的getBirthday方法。同样，我们可以使用这样在方法来访问它的成员变量：birthday1.year，即对象birthday1的成员变量year。

我们就来看一下这个方法做了什么：public String getBirthday()

{

String fullbirthday=month+”/”+”/”+day+”/”+year;

return fullbirthday;

}

大家还记得“+”在字符串操作中的用途吧！对，我们在第6章中就跟大家说过，它是用来进行字符串合并的。我们通过month+”/”+”/”day+”/”+year语句，把birthday1和birthday2两个对象的三个成员变量组成了一个“月/日/年”的常用日期表示方法。

然后，getBirthday方法将这个用“月/日/年”表示法表示的生日日期返回(使用return方法)给System.out.println，这样，我们就得到了如图8-2的输出：00/00/0000

10/01/1949

通过上面的实例与讲解，我们可以得出创建一个新类的方法：

1) 构思所需类的成员变量和成员方法；

2) 用以下格式来编写类：类修饰符 class 类名

{

成员变量定义；

……

成员方法定义；

……

}

3) 使用javac编译这个类；

4) 然后我们就可以在其它类中使用这个类。

注意：

当你编译使用自定义类(如Birthday)的程序(如useBirthday.java)时，这个类(Birthday.class)必须与程序(useBirthday.java)位于相同的目录中，或者在系统变量CLASSPATH定义的目录中。否则编译时将找不到这个类，以致程序无法编译成功。

一些提示：

当你需要同时编译几个Java文件时，你可以使用一条命令来完成。例如：javac Birthday.java useBirthday.java

javac程序将一起编译所有这些文件。我们知道编译useBirthday.java时，需要用到Birthday.class(就是由Birthday.java编译生成的)。那么大家可能会以为，我们一定要将Birthday.java放在前面，以确保能够先编译生成Birthday.class。

其实并不需要，Java编译器能够智能地处理，你完全可以将useBirthday.java放在Birthday.java前面。

我们在Birthday类定义中，发现有两个与类Birthday同名的成员方法：public Birthday()

public Birthday(String y,String m,String d)

这种与类同名的成员方法称为构造器。每当使用new操作符创建属于这个类的对象时，就会执行构造器方法。

一个类可以有多个构造器，在使用new操作符时，执行哪个构造器则取决于它所还的参数。如：

1)Birthday birthday1=new Birthday();

在这条语句中，由于调用Birthday方法时，并未有任何参数，所以将调用Birthday类的构造器Birthday()。

2) Birthday birthday2=new Birthday("1949","10","01");

而在这条语句中，调用Birthday方法所带的参数与Birthday(String y,String m,String d)相吻合，所以将调用Birthdya类的构造器Birthday(String y,String m,String d)。因些，将完成以下赋值工作：

1)year=y； à year=“1949”

2)month=m； à month=“10”

3)day=d； à day=“01”

注意：

如果调用时的参数与所有构造器不吻合，将使Java编译器在编译程序时报错，使得无法编译成功。

自测练习

1) 如果我们定义一个名为car的类，那么存储这个类的源文件名可以是：________。

a. car.class b.任意取名 c.class.java

2) 一个类中，只能拥有一个构造器方法。_________

a. 不对 b.对

3) 一个构造器方法的方法名，___________________。

a.与类同相同 b.可以根据需要取名 c.可以有多个不同名的构造器

4) 在______________________时，将调用构造器方法。

a.定义一个属于该类的对象 b.调用new操作符

c.打印属于该类的对象信息

5) 当__________________时，编译使用自定义类的程序时将出错。

a. 自定义类放在系统环境变量PATH(CLASSPATH未指定该目录)指定的目录中

b.与程序在同一个目录下 c.放在系统环境变量CALSSPATH指定的目录中

6) 修改useBirthday.java程序中的语句：Birthday birthday1=new Birthday();

改为使用构造器Birthday(String y,String m,String d)，使其结果相同。

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7) 编写一个userName类，包含两个成员变量：firstname,lastname；并仿照Birthday类构建两个构造器方法，一个是带参数，一个是不带参数(将它们初始化为firstname，lastname)；最后构建一个fullName方法，用来返回全名。

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练习答案

1)c 在Java语言中，要求存放类的文件必须与类同名，甚至连大小写都要完全一样。而car.class是编译后生成的，存放源文件应该是car.java。

2)a 不对，在Java的类中，可以定义多个构造器方法。

3)a 在Java语言中，要求构造器方法名与类名相同。

4)b 调用new操作符时，才真正创建这个对象，这时调用构造器方法来构造它。这也是构造器名字的来历。

5)a Java编译器会在当前目录和CLASSPATH指定的目录中寻找相应的类，而不会在PATH路径中查找。

6) 这个很简单，因为不带参数的构造器方法为其赋予了值“0000”、“00”和“00”，因此，我们可以使用带参的构造器来实现相同的工作：Birthday birthday2=new Birthday(“0000”,”00”,”00”);

7) 这里所要的新类很简单，它与我们前面的实例Birthday类十分类似，我们只需要在前面的定义中做一些修改就可以得到了。

以下就是一个实例：

源程序：Birthday.javapublic class userName

{

public String firstname;

public String lastname;

public userName()

{

firstname=”firstname”;

lastname=”lastname”;

}

public userName(String first,String last)

{

firstname=first;

lastname=last;

}

public String fullName()

{

String fullname=firstname+” ”+lastname;

return fullname;

}

}

8.2 说明类的特性

8.2.1 private特性

实例说明

1.首先，我们输入以下源程序，构建一个People类：

源程序：People.javapublic class People

{

public String name;

public String sex;

private String age;

}

2.接着使用javac编译这个类:c:javastudy> javac People.java

3.接下来，我们构建一个使用People类的程序usePeople.java

源程序：usePeople.javapublic class usePeople

{

public static void main(String argv[])

{

People people1=new People();

people1.name=”Kate”;

people1.sex=”female”;

people1.age=”23”;

System.out.println(“Name:”+people1.name);

System.out.println(“Sex:”+people1.sex);

System.out.println(“Age:”+people1.age);

}

}

3. 执行以下命令，编译usePeople.java：c:javastudy> javac usePeople.java

这时，编译器将报告错误，编译失败，如下图所示：

图8-3 编译错误输出

传授新知

在上面这个例子中，我们遇到了一个错误：Variable age in class People not accessible from class usePeople:

people1.age=”23”; 1 error

这个错误信息的中文信息就是：“在语句people1.age=”23”中有一个错误，usePeople类无权访问People类中的变量age。”

为什么会出现这个错误呢？难道是语句写错了！但是Java编译器并未对相类似的另两条语句报错呀。

我们一起来看一下，在People这个类的定义：public String name;

public String sex;

private String age;

我们发现，没有报错的两条语句所访问的变量name与sex，在People类中定义时使用了public；而报错的这条语句所访问的变量age在定义时使用的是private。对，区别就在这里。

英语单词public的意思是：公用的，而private的意思则是：个人的、私有的。噢！People类中的成员变量age与另两个变量name和sex不同，它是私有的。所以usePeople无权访问age这个成员变量。因此，引起了出错。

在Java语言中，我们可以将类的某些数据、方法声明为private，这样这个数据或方法则仅能够被这个类使用，而不允许其它类使用。

这样做有什么好处呢？这样可以实现信息隐藏。我们可以将一个类的所有变量都定义为私有的，然后构造一些公用的方法来访问和处理数据。这样就可以有效地实现数据的封装，利用程序设计。

下面我们来看一个这样的例子：

实例说明

1.首先，我们输入以下源程序，构建一个新的People类：

源程序：People.javapublic class People

{

private String name;

private String sex;

private String age;

public People(String n,String s,String a)

{

name=n;

sex=s;

age=a;

}

public void infoPrint()

{

System.out.println("Name:"+name);

System.out.println("Sex:"+sex);

System.out.println("Age:"+age);

}

}

2.接着使用javac编译这个类:c:javastudy> javac People.java

3.接下来，我们构建一个使用People类的程序usePeople.java

源程序：usePeople.javapublic class usePeople

{

public static void main(String argv[])

{

People people1=new People("Kate","female","23");

people1.infoPrint();

}

}

3. 使用javac编译后，执行以下命令运行程序：c:javastudy> java usePeople

这时，我们如愿以偿地输出了对象people1的信息：

图8-4 usePeople程序的输出

在这个实例中，People将数据都封装起来，usePeople则使用People类提供的两个公用的(public)方法来设置成员变量的值，以及打印这些成员变量的值。

8.2.2 static特性

实例说明

1.首先，我们构建一个类myBook：

源程序：myBook.javapublic class myBook

{

public String bookName;

public static String ownerName=”XuFen”;

public myBook(String bn)

{

bookName=bn;

}

public void infoPrint()

{

System.out.println("Book Name:"+bookName);

System.out.println("Owner:"+ownerName);

}

}

2.接着使用javac编译这个类:c:javastudy> javac myBook.java

3.接下来，我们构建一个使用myBook类的程序usemyBook.java

源程序：usemyBook.javapublic class usemyBook

{

public static void main(String argv[])

{

myBook mybook1=new myBook("C Progamming");

myBook mybook2=new myBook("Java Programming");

mybook1.infoPrint();

mybook2.infoPrint();

System.out.println("--------------------------------------");

mybook1.bookName="C Programming";

mybook1.ownerName=”XuFeng”;

mybook1.infoPrint();

mybook2.infoPrint();

}

}

3. 使用javac编译后，执行以下命令运行程序：c:javastudy> java usemyBook

程序将产生如下图所示的输出：

图8-5 usemyBook程序的输出

传授新知

我们一起来看一下这个程序，以及它所产生的输出：

1)myBook mybook1=new myBook("C Progamming");

myBook mybook2=new myBook("Java Programming");

mybook1.infoPrint();

mybook2.infoPrint();

在这一段程序中，我们定义了两个myBook类的对象mybook1和mybook2，并且调用它的构造器方法，将其成员变量bookName的值分别设置为“C Progamming”和“Java Programming”。

接下来，我们调用了myBook类的成员方法infoPrint打印它们的信息，程序输出了：Book name: C Progamming

Owner: XuFen

Book name: Java Programming

Ower: XuFen

我们并没有为ownerName赋值呀，为什么会输出呢？这是因为我们在myBook类的定义中就为其赋值为“XuFen”了。所有每一个myBook类的对象都有这个成员变量了。

由于，我们发现了mybook1的书名与拥用者名字都错了，所以我们又重新修改，再打印出新的信息：

2)mybook1.bookName="C Programming";

mybook1.ownerName=”XuFeng”;

mybook1.infoPrint();

mybook2.infoPrint();

首先，我们修改了成员变量bookName的值，加上了少掉的字母“r”，接着修改了成员变量ownerName的值，加上了少掉的字母“g”。

接着，我们再看一下输出：Book name: C Programming

Owner: XuFeng

Book name: Java Programming

Owner: XuFeng

这时，我们发现mybook1的bookName与ownerName的值就修改过来了。但我们惊奇地发现，mybook2的ownerName也从“XuFen”变成了“XuFeng”。这是怎么回事呢？我们并没有对它做过修改呀！

这时因为，我们定义ownerName时，使用了一个特殊的特性说明符static：public static String ownerName=”XuFen”;

英文单词static的意思是：静态。也就是说，我们让成员变量ownerName成为静态的变量。这里静态的意思不是指它的值是不变的。而是它的存储位置是不变的。如下图所示：

图8-6 static变量示意图

从上图中，我们可以很清晰地知道，myBook类的两个对象mybook1和mybook2虽然都包含自己的成员变量ownerName，但它们都是指向同一个存储位置的。所以实际上只有一个。

你现在明白为什么修改了mybook1的成员变量ownerName的值，mybook2的成员变量ownerName的值也跟着改变了吗？

一些提示：

同样的，static也可以用来修饰方法，即静态方法，静态方法只能访问静态数据，而不能访问非静态的变量和方法，否则将引起编译器出错。

自测练习

1) 定义私有变量、方法的关键字是__________。

a.pulic b.static c.private

2) 定义静态变量、方法的关键字是__________。

a.pulic b.static c.private

3) 以下几个方法，可以被外部类访问的是___________。

a. pulic void infoPrint() b.void public infoPrint()

c.private void infoPrint() d.void private infoPrint()

4) public方法不能够访问其它类的private数据。___________

a.对 b.不对

5) 外部类不能访问静态(static)变量。___________

a.对 b.不对

6) 外部类不能访问_________变量。

a.static b.private c.public

7) 私有变量允许________访问。

a.任何类 b.特权类 c.定义这个变量的类

8) 现有一个如下所示的类：public class People

{

private String name;

private String sex;

private String age;

}

请构建一个方法getName，使得其它类能够访问它的成员变量name：

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练习答案

1)c Java语言中使用关键字private定义私有变量、方法。

2)b Java语言中使用关键字static定义私有变量、方法。

3)a c和d使用了private关键字，肯定不能被外部类访问，所以答案就在a和b之间。而b将void放在了public之前，不符合Java语言的语法规则。

4)a private定义的数据不能够被外部类访问。

5)b 静态变量是可以被外部类访问的。

6)b 仅有私有变量是不能够被外部类访问的。

7)c 私有变量只允许定义它的类访问，在Java中没有什么特权类。

8)这个方法很简单：public int getName()

{

return name;

}

8.3 创建子类

传授新知

至此，我们已经学会了如何创建自己需要的自定义类，已经学会了创造！

正如创建Java的类一样，人们在认知了大自然后，也开始创建属于自己的“类”，如“电灯”、“电视”、“电脑”、“电话”、“飞机”等……。这些伟大的发明使得历史的车轮迅速地向前滚去。

然而，人类之所以得以这样迅速的发展，不仅得益于杰出科学家们的不断创新，还得益于继承，使得每一项新的发明与创造都是“站在巨人头上的进步”。人们在创造新事物的同时，还总结了一些用于创造的基础配件，如“集成电路”、“模板”，新的发明，就从组装、改进、复用它们而得到。

软件危机后，人们意识到在软件工程领域也采用这种思想，必将使软件得于更大的发展。这就是软件复用。而在面向对象方法学中，创建子类就是用以实现这种思想的有效工具。在这一小节中，我们将学习如何继承一个类，创建出更有特色的子类。

举个例子，我们在程序中定义了一个类：“交通工具”，而这时我们需要一个“客机”类，我们就可以通过继承“交通工具”类共性(公用变量和方法)，然后新增一些“客机”类独有的属性和方法，就能够很轻松地构建出新的类来。如下图所示：

图8-7 继承示意图

下面，我们一起来看一个创建子类的例子。假设我们已有一个交通工具类vehicle：

源程序：vehicle.javapublic class vehicle

{

public int passenger;

public float carfare;

public vehicle()

{

passenger=0;

}

public vehicle(int p)

{

passenger=p;

}

public getgrossEarnings()

{

float grossEarnings= passenger*carfare;

return grossEarnings;

}

}

在这个类中，有两个成员变量：

1) passenger：定义为公用的，整型数，用于存放乘客总数；

2) carfare：定义为公用的，浮点数，用于存放票价。

同时，我们构造了两个构造器方法：

1) 如果没带参数，则将成员变量passenger赋值为0；

2) 如果带上了一个int型参数，则将成员变量passenger赋值为这个数。

另外，在程序中还有一个有用的方法：getgrossEarnings()，它用来统计这次的总收入(当然是乘客数乘以票价)。

分析完这个类后，我们现在需要构建一个“客机”类，完成的功能与“交通工具”类相同。这时，我们就可以使用创建子类的方法来构建这个“客机”类：plane。

源程序：plane.javapublic class plane extends vehicle

{

public int baggage;

public float bPrice;

public plane()

{

super();

baggage=0;

}

public vehicle(int p,int b)

{

super(p);

baggage=b;

}

public getgrossEarnings()

{

float grossEarnings= passenger*carfare+baggage*bPrice;

return grossEarnings;

}

}

下面，我们来分析一下这段程序：

1)public class plane extends vehicle

第1句，是用来定义类的。它与其它类的定义不同的地方是后面加上了extends vehicle，其中extends的意思是扩展，也就是plane类是从vehicle类中扩展的，也就是说plane是vehicle的子类。

大家应该还记得，我们在编写Java小应用程序的时候，定义类的时候，后面都有一个extends Applet，说明所有的小应用程序是从Applet类中扩展的。其中Applet是Java语言为小应用程序提供的一个类。

2)public int baggage;

public float bPrice;

由于在客机上，行李也是计费的，因此，我们需要加上两个变量baggage和bPrice，这样，plane类就有了四个成员变量：

§ passenger：从超类vehicle中继承，用于存放乘客总数；

§ carfare：从超类vehicle中继承，用于存放票价；

§ baggage：新的成员变量，整型，用于存放计费行李总公斤数；

§ bPrice：新的成员变量，浮点数，用于存放每公斤行李的运费。

3)public plane()

{

super();

baggage=0;

}

这一段程序构建了一个构造器方法。在这个方法中使用了一个第一次遇到的语句：super();

这个语句是用来调用超类的构造器，也就是调用了vehicle类的构造器vehicle()。

同样，我们以相同的方法定义了另一个构造器plane(int p,int b)。

4)public getgrossEarnings()

{

float grossEarnings= passenger*carfare+baggage*bPrice;

return grossEarnings;

}

由于行李也要计费了，所以总收入的计算方法也就不一样了，因此，在plane类中重新定义了方法getgrossEarnings，这叫做“方法overlay”。实际上就是指在子类中，重新定义一个新的同名方法，替换掉超类中定义的同名方法。

自测练习

1) 创建子类时，我们使用了一个新的关键字，是___________。

a. subclass b.modifyclass c.extends d.inherit

2) 子类继承时，___________不被继承。

a.静态变量 b私有变量 c.公用变量

3) 子类继承时，___________不被继承。

a.私有方法 b公用方法 c.静态方法

4) 如果你想要在子类中引用超类的构造器方法，应该使用___________。

a.不可以引用 b.super() c.直接使用超类的构造器方法名

5) 子类中的“方法overlay”是指：_______________。

a. 在子类中，将超类里定义的某个方法去掉，使其不生效

b.在子类中，重新定义超类里定义过的某个方法，使其更适合于子类。

练习答案

1)c 在Java语言中，用extends来表示继承一个类。

2)b 用private定义的私有变量将不会被继承到子类中去。

3)a 用private定义的私有方法将不会被继承到子类中去。

4)b 在Java语言中定义了一个super()的方法，为子类提供了使用超类 的构造器方法的手段。

5)b 方法overlay就是对其重新定义，使其更适合子类。