精彩Java 2程式設計 <吳逸賢、吳目誠 編著> B1 類別與物件 精彩Java 2程式設計 <吳逸賢、吳目誠 編著>

目錄 B1-1 認識類別與物件 B1-2 建立類別 B1-3 巢狀類別 B1-4 物件陣列 B1-5 練習與實作

B1-1 認識類別與物件 物件與類別的初體驗 物件的屬性與方法 查閱物件的屬性與方法

物件與類別的初體驗： 物件（Object）是物件導向程式語言的基本元件。 類別（Class）是產生物件的模板，不同的模板可以產生不同特性的物件。 字串命令String就是一種類別（class），而利用String類別就可以產生具有String特性的物件。

程式碼如下：

下面是使用日期類別Date建立d1物件的程式碼：

下面是使用整數Integer類別建立v1物件的程式碼：

下面是使用倍精確度Double類別建立v2物件的程式碼：

物件的屬性與方法： 在物件導向程式語言中，將專屬於物件的函數稱之為方法（Methods）。 專屬於物件的變數稱為屬性（Properties）或稱為範疇（Field）。 當我們建立一個整數物件v1如下： Integer v1=new Integer(95); 則v1物件包含MAX_VALUE、MIN_VALUE、TYPE等三個屬性。

測試整數物件屬性的程式碼如下：

程式編譯與執行結果如下：

物件的屬性與方法的重要事項： 物件和屬性間使用“.”隔開，格式如下： 物件名稱.屬性名稱

測試整數物件屬性的程式碼如下：

程式編譯與執行結果如下：

測試字串物件的方法（method），其程式碼如下：

程式編譯與執行結果如下：

物件和方法間使用“.”隔開，且在方法名稱後加上“（）”括號當結尾，的格式如下： 物件和方法的重要事項： 物件和方法間使用“.”隔開，且在方法名稱後加上“（）”括號當結尾，的格式如下： 物件名稱.方法名稱() 有時方法需要傳遞參數，然而使用不同方法所傳回的資料型態也各不相同，此時，必須宣告相同型態的變數來接收傳回值。

查閱物件的屬性與方法： Java程式語言具有豐富的類別（class），而每一種類別所產生的物件，都具有各自所屬的方法（method）和屬性（properties）。 Sun的網站有豐富的Java語言相關資訊，包括各類技術文件、程式範例、學習指引、常見問題解答等等。

連線到Sun的Java討論區的查詢視窗如下： （http://forum.java.sun.com）

查閱到String類別所建立物件可以使用的方法如下：

B1-2 建立類別 傳統程式語言的結構 定義一個陽春的類別 包含屬性和方法的類別 建構函數 使用方法傳回變數值 函數成員的覆載與參數傳遞 類別中的靜態變數

傳統程式語言的結構： 在傳統程序導向語言中，只能使用結構（struct）命令來定義新的資料型態。

以下的C語言程式碼，可以定義新的資料型態posxy，這個資料型態中包含四個整數變數x1、x2、y1、y2： 傳統程式語言的結構的程式碼如下： 以下的C語言程式碼，可以定義新的資料型態posxy，這個資料型態中包含四個整數變數x1、x2、y1、y2： struct posxy { int x1 ; int x2; int y1; int y2; };

利用新的資料型態posxy，就可以宣告新變數如下： 宣告新變數： 利用新的資料型態posxy，就可以宣告新變數如下： posxy *a1; a1=new posxy;

就可以存取a1變數中的成員，包括x1、x2、y1、y2等，其程式碼如下： a1->y1=52; a1->y2=356;

傳統程序導向語言與物件導向語言的差別： 物件導向語言提供新型的資料型態—類別（class）。 在類別中，不但可以宣告變數成員（屬性），還可以設定處理資料的函數（方法）。

對於初學者來說，可以將類別當作結構來使用，進而漸漸熟悉類別。 例如以下的程式碼： 定義一個陽春的類別： 對於初學者來說，可以將類別當作結構來使用，進而漸漸熟悉類別。 例如以下的程式碼： class pos_xy { public int x1; public int x2; public int y1; public int y2; };

程式碼說明： 在public區宣告的變數就成為類別的屬性，而利用新的類別pos_xy，就可以宣告新元件如下： pos_xy obj1= new pos_xy(); 就可以存取物件obj1的屬性，包括x1、x2、y1、y2等，其程式碼如下： obj1.x1=100; //設定物件的x1屬性 obj1.x2=200; //設定物件的x2屬性 obj1.y1=52; //設定物件的y1屬性 obj1.y2=356; //設定物件的y2屬性

以下就是定義一個新類別與產生新物件的程式碼舉例：

程式編譯與執行結果如下：

包含屬性和方法的類別： 完整的類別宣告格式如下： class classname { private …//私有成員(member)，無法從類別外部存取 public …//公有成員(member)，任何位置都可以存取 protected …//公有成員(member)，同一封包中，任何位置都可以存取 };

上述格式中，包括private、public和protected等三種成員，private資料成員或函數： 程式碼說明： 上述格式中，包括private、public和protected等三種成員，private資料成員或函數： private資料成員或函數，外部程式不能直接存取。 public資料成員或函數，任何外部程式可以直接存取。 protected資料成員或函數，在同一封包中，類別外部程式可以直接存取。 public資料成員在建立元件時可以做為屬性，而函數就變成物件的方法。

以下就是定義包含屬性與方法的類別程式碼：

定義包含屬性與方法的類別程式碼說明： 類別程式碼中，包括x1、x2、y1、y2等四個屬性，也包括addnum_x1和addnum_y1兩個方法。

以下是使用pos_xy類別建立物件與操作物件的程式碼：

透過方法來存取變數內容而將類別宣告修改如下：

以下是使用pos_xy2類別建立物件與操作物件的程式碼：

下面是完整的程式碼：

程式編譯與執行結果如下：

建構函數： 建構函數（Constructor Function）是類別資料成員中的特殊函數，它的名稱與類別名稱相同。 當使用類別建立新的物件時，會自動執行建構函數一次，利用這個特性，可以用來設定變數的初值或進行記憶體的配置工作。 建構函數不能傳回值，所以不必宣告函數的型態。 在類別中可以宣告建構函數，名稱必須與類別名稱相同。

以下就是在類別中加入建構與解構函數的程式碼：

建立含有建構函數的類別後，建立類別的物件程式碼如下： pos_xy3 obj3=new pos_xy3(20); //呼叫建構函數，設定初值

建構函數具有覆載（overload）特性的程式碼如下：

上述的類別中，有pos_xy4()和pos_xy4(int a)等兩個建構函數。 程式碼說明： 上述的類別中，有pos_xy4()和pos_xy4(int a)等兩個建構函數。 當建立物件時，沒有傳遞參數，則會使用pos_xy4()建構函數，程式碼如下： pos_xy4 obj4=new pos_xy4(); 若程式碼修改如下： pos_xy4 obj4=new pos_xy4(20); 則會呼叫建構函數pos_xy4(int a)。

對於已經建立的物件，只要設定為null，就可以將物件解構，並釋放出記憶體，程式碼如下： 將物件解構： 對於已經建立的物件，只要設定為null，就可以將物件解構，並釋放出記憶體，程式碼如下： obj4=null;

使用方法傳回變數值： 若要取得私有變數的值，必須在函數成員中使用return命令。

使用方法傳回變數值的類別程式碼：

上述程式碼中，使用get_x1()方法傳回的值為50。 程式碼說明： 在上面的類別程式碼中有get_x1()、get_x2()、get_y1()、get_y2()等四個方法可以傳回值，建立物件和傳回值的程式碼如下： pos_xy5 obj5=new pos_xy5(); int a=obj5.get_x1(); //傳回值 System.out.println("屬性x1："+a); 上述程式碼中，使用get_x1()方法傳回的值為50。

函數成員的覆載與參數傳遞： 覆載（overload）是物件導向程式語言的基本特性，類別中的函數成員也可以設計成為具有覆載功能。

函數成員的覆載與參數傳遞的程式碼如下：

程式碼說明： 在上面的類別程式碼中有兩個相同名稱的函數成員get_x1()。 pos_xy6 obj6=new pos_xy6(); int a=obj6.get_x1(3); System.out.println("屬性x1："+a); 呼叫get_x1()方法時，傳遞了一個整數值，所以會自動執行get_x1(int a)函數成員，使得傳回值為53。

類別中的靜態變數： 類別中資料成員可以宣告成為靜態變數。 含有靜態變數的類別必須獨立於函數之外，就像宣告全域變數時，必須在函數之外宣告一樣。 使用含有靜態變數之類別所建立的物件，彼此可以共同存取同一個靜態變數。

設定一個靜態變數來記錄總共產生了多少個物件的程式碼如下：

程式碼說明： 在上面的main程式碼中，產生了兩個類別sta的物件，使得靜態變數的值變成2。

B1-3 巢狀類別 一般類別與巢狀類別 以建構函數建立內部類別物件 匿名類別

一般類別與巢狀類別： 一般類別與巢狀類別（Nested Class）的執行功能並沒有差異，只是表示方法的不同。

例如以下的程式碼，類別b1_03_01與類別pos_xy6彼此沒有從屬關係：

將類別pos_xy6變成為類別b1_03_01的一個成員的程式碼如下：

程式碼說明： 當一個類別是另一個類別的成員時，這個類別就稱為巢狀。也就是說，類別pos_xy6是一個巢狀類別。 類別pos_xy6的型態宣告為static，當巢狀類別沒有宣告為static時，則稱為內部類別（inner class）。

以建構函數建立內部類別物件： 前面的程式例中，並沒有建立整個程式類別的物件，也可以將整個程式當作一個類別，而在main()程式中建立整個程式類別的物件。

建立整個程式類別的物件，程式改寫如下：

程式碼說明： b1_03_02()是類別b1_03_02的建構函數。 在main()程式中建立obj物件時，就會自動呼叫建構函數b1_03_02()，以產生內部類別pos_xy6的物件。 類別pos_xy6與前一小節不同，沒有將型態宣告為static，而這種類別就是前一小節提到的內部類別（inner class）。

匿名類別： 不具名稱的內部類別（inner class）就稱之為匿名類別（Anonymous class），或稱為匿名內部類別（Anonymous inner class）。 匿名類別必須繼承一個已經存在的類別，藉由繼承來定義匿名類別的內容。

包含匿名類別的程式碼如下：

B1-4 物件陣列 物件與自定資料型態 建立物件陣列 物件陣列的排序

物件與自定資料型態： 陣列（Array）是指用來表示一群相同型態變數的資料型態，而相同型態的物件也可以使用陣列的方式來表示。

如何宣告變數來儲存下面三年甲班第一次月考的國文和數學成績？

成績表說明： 上列成績表包含id、name、chinese、math等四個欄位。 id和name兩個欄位必須使用字串變數來儲存。 chinese和math可以使用整數或浮點數變數來儲存。

利用陣列技巧宣告如下： String id[]={"A01","A02","A03","A04","A05", "A06","A07","A08", "A09","A10"}; String name[]={"Jack","John","Mary","Sam", "Paul","Mike","Cici","Coco","Bob","Kai"}; int chinese[]={90,85,75,88,95,92,80,90,95,92}; int math[]={95,92,88,79,90,82,83,67,79,94};

程式碼說明： 第一位學生的資料分別放在id[0],name[0],chinese[0],math[0]等元素中。 第二位學生的資料分別放在id[1],name[1],chinese[1],math[1]等元素中，以此類推！

利用class命令建立一個類別來儲存學生基本資料，如下所示：

利用這個類別產生每一位學生的資料物件，產生物件的方式有下列兩種：

以下是完整的程式碼：

程式編譯與執行結果如下：

建立物件陣列： 陣列（Array）是指用來表示一群相同型態變數的資料型態，所以用來儲存學生資料的物件，也可以使用陣列方式來表示，以增加程式撰寫的靈活度。 要建立物件陣列，首先要建立物件陣列指標，例如： std_data std[]=new std_data[10]; 接著再分別指定每一個物件指標對應的物件內容，例如： std[0]=new std_data("A01","Jack",90,95);//陣列元素0指向的物件 std[1]=new std_data("A02","John",85,92);//陣列元素1指向的物件

以下是完整的程式碼舉例：

程式編譯與執行結果如下：

物件陣列中的內容也可以進行排序（由大到小或由小到大），根據排序的結果交換物件的內容。 物件陣列的排序： 物件陣列中的內容也可以進行排序（由大到小或由小到大），根據排序的結果交換物件的內容。 要交換std[0]和std[1]物件內容，必須使用一個相同型態的物件做為暫存區，下面就是交換std[0]和std[1]物件內容的程式碼： std_data std_ temp; std_temp=std[0]; std[0]=std[1]; std[1]=std_temp;

以下就是由大到小排列學生成績的完整程式碼：

程式編譯與執行結果如下：

B1-5 練習與實作 三角形面積 矩形的周長和面積 使用密碼查詢餘額 計算存款利息

三角形面積： 撰寫一個triangle類別，使用public公有成員宣告base、high變數，建立類別的物件並設定底為12、高為18，計算顯示出三角形面積。 利用上述條件，再撰寫一個使用private私有成員宣告求得三角形面積的程式。

問題解析與程式設計： 建立一個triangle類別（class）包含宣告public的變數屬性和計算三角形面積的area()方法。 利用triangle類別建立obj物件，設定obj物件的base、high變數屬性為12和18，即可得知三角形的底和高。 最後呼叫物件的area()方法（method），顯示出三角形的面積。

定義類別的方式如下： //定義類別triangle三角形 class triangle { //也可以僅使用int宣告 public int base; //公有成員 public int high; //公有成員 public int area(){ return (base*high)/2; } //方法 };

設定obj物件的方式如下： //建立 triangle 類別的物件 triangle obj=new triangle(); obj.base=12;　　//設定物件的base屬性 obj.high=18;　　//設定物件的high屬性

呼叫物件的area()方法（method）： System.out.println("三角形面積："+obj.area());

完整程式碼：

使用private私有成員方式來建立類別內的變數屬性： 須透過方法（method）來存取宣告變數的值和設定存取所建立類別的物件。

程式的解析如下： 在triangle類別（class）內包含了宣告private的變數屬性、存取宣告變數（set_base、set_high）的方法、計算三角形面積的area()方法。 利用triangle類別建立obj物件，設定obj物件的set_base、set_high方法屬性為12和18，即可得知三角形的底和高。

定義triangle類別方式如下： private int base; //私有成員 private int high; //私有成員 public void set_base(int a){ base=a; } //方法 public void set_high(int a){ high=a; } //方法 public int area(){ return (base*high)/2; }//方法

建立obj物件的方法如下： //建立 triangle 類別的物件 triangle obj=new triangle(); obj.set_base(12); //設定set_base方法的屬性 obj.set_high(18); //設定set_high方法的屬性

矩形的周長和面積： 利用建構函數和傳回變數的兩種方式，撰寫一個rectangle類別，並在建構函數內設定矩形的長12、寬18，分別計算顯示出矩形的周長和面積。

問題解析與程式設計： 建立一個rectangle類別（class），並設定屬性length、wide變數為私有成員及計算矩形的周長和面積的方式。 透過rectangle建構函數給予length、wide變數的初值。 使用方法傳回變數值。

建立一個rectangle類別（class）的程式碼如下： private int length; //私有成員 private int wide; //私有成員 public int girth(){ return 2*(length+wide); } //方法 public int area(){ return length*wide; } //方法

透過rectangle建構函數給予length、wide變數的初值： //建構函數 triangle(){ base=12;high=18; }

使用方法傳回變數值的程式碼如下： //傳回三角形面積值 int a=obj.area();

完整程式碼：

使用密碼查詢餘額： 模擬一般提款機的查詢餘額功能，讓使用者輸入密碼（1234）後，即會顯示帳號（A0002）、戶名（John）、存款（581000）等資料，若輸入其他密碼，則顯示密碼錯誤。 請以巢狀類別的方式，建立user_data紀錄使用者資料的類別和建構函數，並宣告id、name、password、money變數屬性。

問題解析與程式設計： 建立一個user_data類別（class）包含宣告變數id、name、password、money的屬性，以及建構函數。 建立物件obj儲存放置使用者的id、name、password、money資料。 判斷輸入的密碼是否等於預設的密碼（1234），正確則顯示明細資料，否則顯示密碼錯誤。

下列為建構函數的程式碼： user_data(String str1,String str2,String str3, double v1) { id=str1;name=str2;password=str3;money=v1; }

建立物件obj放置使用者資料方式如下： //建立obj物件儲存user的資料 user_data obj=new user_data("A00002", "John","1234",581000);

判斷輸入的密碼是否等於預設的密碼： if(obj.password.compareTo(key)==0){ System.out.println("帳號："+obj.id+“ \n戶名："+obj.name+"\n存款："+obj.money); }else { System.out.println("密碼錯誤!!"); }

完整程式碼：

計算存款利息： 利用物件陣列的方法記錄下表欄位資料，然後計算一路發銀行的客戶存款利息，設定利率為5%，並顯示出每位客戶的帳號、戶名、金額、利息。 請以巢狀類別的方式，建立cus_deposit紀錄銀行客戶資料的類別，並宣告id、name、money和rate()方法。

銀行客戶資料表：

問題解析與程式設計： 建立一個cus_deposit類別（class）包含宣告變數id、name、money的屬性和計算利息的rate()方法，以及建構函數。 宣告物件陣列和儲存陣列資料。 透過rate()方法來取得計算利息的值，並顯示陣列資料的內容。

下列為宣告計算利息的rate()方法的程式碼： public double rate(){ return money*0.05; }

宣告物件陣列和儲存陣列資料的方式如下： //宣告包含10個物件的物件陣列 cus_deposit cus[]=new cus_deposit[10]; cus[0]=new cus_deposit("A0001","Jack",150000); cus[1]=new cus_deposit("A0002","John",210000); ： cus[9]=new cus_deposit("A0010","Kai",1920000);

透過rate()方法來取得計算利息的值，並顯示陣列資料的內容的程式碼如下： for(int i=0;i<10;i++){ cus[i].rate(); System.out.println("id="+cus[i].id+"\t name="+cus[i].name+"\t money=“ +cus[i].money+ "\t rate="+cus[i].rate()); }

完整程式碼：