Ch03 物件導向程式設計_物件與類別 JAVA 程式設計入門(II).

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1 Ch03 物件導向程式設計_物件與類別 JAVA 程式設計入門(II)

2 本章大綱 物件導向程式設計介紹 類別與物件 屬性 方法 建構子 方法多載 9/10/2017

3 物件導向程式設計 「物件導向程式設計」是將真實世界中物件使用 上的優點，套用在程式設計上。 物件導向的一些優點： 使用者的角度
封裝（Encapsulation）:資訊隱藏,看不到內部運作, 內部也不受外界影響 介面（Interface）:人機溝通介面 多型（Polymorphism）:以不同的方式實作,作同樣的 功能 製造者的角度 繼承（inheritance）:使用舊有設計,再加添新功能

4 物件導向程式設計的優點 子物件之間以介面結合:透過介面,將數個物件結 合在一起,解決一個大問題

5 物件導向程式設計的優點 物件導向程式滸最重要的功能為程式碼的再利用,使用封裝、繼承、介面與多型 更換子物件

6 物件導向程式設計的優點 使用多型（介面相同）

7 抽象化 設想物件「能做什麼」就是抽象化。 抽象化是設計「物件藍圖」的第一步，也是最重要的一步。
物件內部如何運作而達到某個功能，並不是抽象化的責任。

8 物件間訊息傳遞 程式中的物件是經過擬人化的。 物件有自己的名字，有自己的能力。 物件之間的訊息傳遞：

9 物件分類與類別 分類的功能: 每個分類都可成為資訊貯存的索引 分類可以歸納出「通則」 每個分類都有詮釋的功能

10 器具分類 器具的設計通常會延用某些舊的設計， 　延用舊的部份即是「繼承」的概念。

11 根據藍圖（類別）可以生產許多產品（物件）
程式中的類別是物件設計藍圖,物件的功能全依類 別的定義來決定 類別就是自訂的資料型別

12 類別與物件 如果類別是設計圖, 物件就是利用設計圖實作出來 的東西 類別可想成是使用者定義的資料型態, 物件是以類 別宣告出來的變數

13 類別的定義 類別的定義語法 三者順序沒有限制 Java合法程式段落的最小單位為類別
之前的程式之類別定義只是當做起始方法main()的 包裹類別,沒有建立該類別的實體 修飾字　class　類別名稱 //類別的標頭 { // 屬性宣告 // 建構子定義 // 方法定義 }

14 類別的修飾字 public－公開類別，宣告成此種類別可以被任何 類別所使用。
一個檔案如果有多個類別時, 一個為public, 其他不可再 為public 無修飾字（default）類別，此種類別僅能被同一 套件（package）內的類別使用。 final－此種類別不可被繼承。 abstract－此為抽象類別的修飾字。此種類別至 少擁有一個抽象方法，不可用於直接建立物件。

15 類別的命名規則(非硬性規定) 類別名稱的第一個字母應該大寫，如：Car、 Person。
若是由兩個字以上組成時，每個單字的第一個字 母為大寫，如：CarClass。 名稱中包括縮寫時，所有縮寫字母為大寫，如： URL。 class EmptyClass { }

16 建立物件 宣告物件 建立物件實體 宣告並建立物件實體 物件名稱必須是合法的識別字。 其命名規則為第一個字的字母皆為小寫。
若為複合字時，其餘字的第一個字母為大寫。 若為縮寫字母時，皆為小寫。 類別名稱　物件名稱; 物件名稱 = new 類別名稱(); 類別名稱　物件名稱 = new 類別名稱();

17 範例1:EX7_1.java宣告及初始化兩個物件
class EX7_1 { public static void main(String [] args) EmptyClass emptyClass = new EmptyClass(); EX7_1 ex7_1 = new EX7_1(); System.out.println(emptyClass); System.out.println(ex7_1); } //空類別定義 class EmptyClass 程式於程式區/java(2)/Ch2/EX7_1.java

18 範例1:EX7_1.java結果

19 屬性(attribute) 屬性就是變數,屬性變數,欄位變數 屬性要在類別內,方法外或建構子外宣告 屬性的宣告語法 存取權限相關的修飾字
public－公用級，所有類別皆可使用此級屬性。 protected－保護級，同一套件內及其子類別可以直接 使用。 無修飾字－預設級（default）或稱套件級，同一套件內 的類別可以直接使用。 private－私有級，屬性所在的類別才能使用。 修飾字　資料型態　屬性名稱;

20 範例2:EX7_2.java屬性存取修飾字的權限
class AccessTest { public int pub = 1; protected int pro = 2; int def =3; private int pri =4; boolean att; //未初始化的變數 int[] arr; EX7_2 ex7_2; } class EX7_2 { public static void main(String [] args) AccessTest at = new AccessTest(); System.out.println(at.pub); System.out.println(at.pro); System.out.println(at.def); //System.out.println(at.pri); //不可使用物件的 private屬性 System.out.println(at.att); System.out.println(at.arr); System.out.println(at.ex7_2); } 程式於程式區/java(2)/Ch2/EX7_2.java

21 屬性 使用final修飾字自訂常數(設定成不能變更的常 數),宣告時同時設定其值
static修飾者為類別屬性, 類別屬性是同一類別中 所有物件所共有,而不專屬於某個物件 取用物件的屬性: 使用點（dot）運算子指出取用 的屬性 屬性只要宣告就會自動初始化，設上預設值 整數:0 浮點數: 0.0f或0.0d 布林值: false 參照變數: null public final int wheels = 4; 物件名稱.屬性名稱

22 範例3:EX7_3.java物件屬性與類別屬性 class EX7_3 { int i = 0; static int s = 100;
public static void main(String [] args) EX7_3 obj1 = new EX7_3(); EX7_3 obj2 = new EX7_3(); System.out.println(++obj1.i); System.out.println(++obj1.s); System.out.println(obj2.i += 10); System.out.println(obj2.s += 10); System.out.println("obj1.s=\t" + obj1.s); System.out.println("obj2.s=\t" + obj2.s); System.out.println("EX7_3.s=" + EX7_3.s); System.out.println("s=\t" + s); } 程式於程式區/java(2)/Ch2/EX7_3.java

23 範例3:EX7_3.java物件屬性與類別屬性 類別成員和物件成員的區別

24 範例4:EX7_4.java指向同類別的參照變數
class EX7_4 { int i; EX7_4 ex; public static void main(String [] args) EX7_4 obj = new EX7_4(); obj.ex = new EX7_4(); obj.ex.i = 1; obj.ex.ex = new EX7_4(); obj.ex.ex.i = 2; System.out.println(obj.i); System.out.println(obj.ex.i); System.out.println(obj.ex.ex.i); } 程式於程式區/java(2)/Ch2/EX7_4.java

25 範例4:EX7_4.java指向同類別的參照變數
物件的鏈結

26 方法 定義方法 修飾字、形式參數列和return敘述為非必要。 資料型別和方法名稱為必要。
方法的資料型別必須和回傳值相同。資料型別void表示 不回傳任何值 形式參數列用以接受傳入值的變數,變數型別也要在參 數列中確實宣告 <修飾字>　資料型別　方法名稱(<形式參數列>) { // 方法中的敘述 <return 回傳值;> }

27 方法 方法的命名規則 一般方法名稱的前面部份會是一個動詞，動詞應全 為小寫。 動詞後的字，第一個字母為大寫。
若方法是為了設定或取得private屬性，則分別使用 「set屬性名稱」和「get屬性名稱」。

28 方法 形式參數式中，以逗號分隔各個形式參數 static修飾方法時，該方法為類別方法 抽象方法沒有實作，無方法主體
public int getArea(int w, int h) { return w*h; } abstract <修飾字> 資料型別 方法名稱(<形式參數列>);

29 方法的呼叫 呼叫方法的語法 參數列的工作是把參數傳給方法。 參數列為選擇性的功能，視方法定義的形式參數列 而定。
物件名稱.方法名稱(<參數列>)

30 方法的呼叫 呼叫方法時的程式走向

31 範例5:EX7_5.java呼叫方法 class EX7_5 {
public static void main(String [] args) System.out.println("We love"); listTree(); System.out.println("and"); System.out.println("love us!"); } //listTree方法定義 static void listTree() System.out.println(" * "); System.out.println(" *** "); System.out.println(" ***** "); System.out.println("*******"); 程式於程式區/java(2)/Ch2/EX7_5.java

32 範例1:EX7_5.java呼叫類別方法 class EX7_5 {
public static void main(String [] args) System.out.println("We love"); listTree(); //呼叫類別方法 System.out.println("and"); listTree(); System.out.println("love us!"); } //listTree方法定義,此方法為類別方法 static void listTree() System.out.println(" * "); System.out.println(" *** "); System.out.println(" ***** "); System.out.println("*******"); 程式於程式區/java(2)/Ch3/EX7_5.java

33 方法的型別與回饋值 傳值和傳參照 基本型別（boolean、byte、short、int、long、 char、float及double）是以傳值的方式回傳。 自訂型別（陣列或物件）是以傳參照的方式回傳資 料。

34 範例2:EX7_6.java呼叫物件方法 class EX7_6 {
public static void main(String [] args) int a = 2; byte b = 6; double c = 5.0; EX7_6 obj = new EX7_6(); //建立物件 obj.listStar(a); //呼叫物件的方法 obj.listStar(b); obj.listStar( (int)c ); } //listStar方法定義 void listStar(int n) { while(n-->0) System.out.print("*"); System.out.print("\n"); } 程式於程式區/java(2)/Ch3/EX7_6.java

35 範例2:EX7_6.java方法的呼叫 參數只傳遞數值

36 傳參照呼叫 陣列名稱和物件名稱為參照變數 當方法的參數是基本資料型別時, 為傳值
當參數是陣列或物件時, 是以參照傳入,而參照即 為實體的位址 當方法取得的是參照時, 操作的是照所指向的陣列 實體, 因此, 實體內容會被改變

37 範例3:EX7_7.java參照變數的傳遞 class EX7_7 { //程式起始方法
public static void main(String [] args) int[] arr = {9, 4, 5, 1, 6, 8}; System.out.println("main內arr的參照: "+arr); showArr(arr); //呼叫顯示陣列內容的方法 sortArr(arr); //呼叫排序方法 } //顯示陣列內容 static void showArr(int[] a) for(int i=0; i<a.length; i++) System.out.print(a[i]+"\t"); System.out.print("\n"); 程式於程式區/java(2)/Ch3/EX7_7.java

38 陣列arr和a是指向同一個實體陣列,所以對arr或a陣列作任何更動時, 皆對同一個陣列作用
//選擇排序 static void sortArr(int[] a) { System.out.println("sortArr內a的參照: "+a); for(int i=0; i<a.length-1; i++) for(int j=i+1; j<a.length; j++) if(a[i] > a[j]) int temp = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = temp; } 陣列arr和a是指向同一個實體陣列,所以對arr或a陣列作任何更動時, 皆對同一個陣列作用 Return之後只能接一個運算式或變數,也就是一個變數,如果要傳遞 兩個變數以上,只要將多個變數放在陣列或物件中即可

39 範例4:EX7_8.java求最大因數 class EX7_8 {
public static void main(String [] args) int num, factor; if(args.length<1) System.out.println("請傳入一大於零的整數！"); return; //返回 } num = Integer.parseInt(args[0]); //將程式參數轉換成整數 if(num < 2) System.out.println("整數必須大於1！"); factor = maxFactor(num); if(factor==0) System.out.println(num+"為質數！"); else System.out.println(num+"的最大因數為"+factor); //求最大的因數 static int maxFactor(int n) { for(int i=n-1; i>1; i--) if(n%i == 0) return i; //回傳找到的因數 return 0; //找不到小於本身的因數 } 程式於程式區/java(2)/Ch3/EX7_8.java

40 範例5:EX7_10.java //顯示陣列內的元素值 static void showArr(int[] a) {
for(int i=0; i<a.length; i++) System.out.print(a[i]+"\t"); System.out.print("\n"); } class EX7_10 { public static void main(String [] args) int[] ori = {5, 2, 0, 7, 8, 9}; int[] dup; dup = duplicateArray(ori); System.out.println("ori: " + ori); showArr(ori); System.out.println("dup: " + dup); showArr(dup); } //複製陣列 static int[] duplicateArray(int[] a) int[] b = new int[a.length]; for(int i=0; i<a.length; i++) b[i] = a[i]; return b; //回傳陣列參照 程式於程式區/java(2)/Ch3/EX7_10.java

41 變數的有效範圍 大括弧{ }是變數領域的藩籬 若一個變數於某個區塊內宣告，則區塊內從宣告點以下 為變數的領域。 區塊外不為變數的領域。 {
int j=1; } j++; //錯誤，無法識別變數j

42 變數的有效範圍

43 範例1:EX7_11.java static void methodName(int a) { int b = 2;
System.out.println("a:"+a); System.out.println("b:"+b); for(int c=0; c<10; c++) { if(c==3) System.out.println("c:"+c); } int c = 4; //此C非前面的C if(c==4) { System.out.println("c:"+c); int e=5; System.out.println("e:"+e); { int f=6; System.out.println("f:"+f); 程式名:EX7_11A.java

44 變數的有效範圍 屬性也稱為欄位變數。 方法內的變數稱為自動變數或區域變數。
自動變數和欄位變數同名是合法的情況，不過 兩者若同名，則欄位變數會因為被遮蔽而無法 在方法內被「看到」。 欲在方法內看到同名的屬性時，可以使用this 關鍵字，指出使用的是物件本身的屬性。 This表示物件的參照,可以用來指出物件屬性 或類別屬性;但是,this不能在類別方法內使 用,因為類別方法位於類別之內,沒有所屬的物 件 this.屬性名稱

45 範例2:EX7_12.java int a =10; //屬性 int b = 20; //屬性
public static void main(String [] args) { EX7_12 obj = new EX7_12(); obj.myMethod(1); } //myMethod方法 void myMethod(int a) { System.out.println("方法內 a:" + a); System.out.println("方法內 this.a:" + this.a); { { int b=2; System.out.println("巢狀區塊內 b:" + b); System.out.println("巢狀區塊內 this.b:" + this.b); System.out.println("區塊內 b:" + b); System.out.println("區塊內 this.b:" + this.b); 程式名:EX7_12.java

46 變數的有效範圍

47 方法多載 同一類別中，若定義數個相同名稱的方法，而各 方法所需的參數不同時，稱為方法多載 （Overloading）。
多載方法是以傳入的參數個數及參數型別做為呼 叫的判斷依據。 多載方法的形式參數的個數及型別相同時，為非 法定義。 多載的目的是因應不同的傳遞資料，讓方法更有 彈性。

48 範例7:EX7_17.java測試多載子 public static void main(String [] args)
{ testVar( 9, 6 ); testVar( 7 ); testVar( (byte)6 ); testVar( 2.5 ); testVar( '中' ); } static void testVar(byte n) { System.out.println("傳入一個byte型別參數"); static void testVar(int n) { System.out.println("傳入一個int型別參數"); // 取消下段的標註符號將出現錯誤: testVar(int) is already defined /* static int testVar(int n) { System.out.println("傳入一個int型別參數"); return n; } */

49 範例7:EX7_17.java測試多載子 static double testVar(double n)
{ System.out.println("傳入一個double型別參數"); return n; } static void testVar(int n, int m) { System.out.println("傳入兩個int型別參數");

50 建構子(constructor) 何謂建構子：以一個方法來設定物件屬性的初 值，可視建構子為一個特殊的方法
建構子的目的：當產生一個物件的同時，同時將 屬性初值進行設定

51 建構子 使用new及建構子建立物件 物件名稱 = new 類別名稱(); 呼叫建構子

52 範例1:建構子 class ConstructorDemo { public static void main(String args[])
{ Student Peter=new Student(); System.out.println(" Peter的資料-->使用Student()建構式") ; Peter.getShow() ; Student David=new Student(1000) ; System.out.println(" David的資料-->使用Student(1000)建構式") ; David.getShow() ; Student Mary =new Student(48, 150) ; System.out.println(" Mary的資料 -->使用Student(48, 150)建構式") ; Mary.getShow() ; } 程式名:Exa6-1.java

53 範例1:建構子 class Student { private int height, weight ; Student()
} Student(int w) //Student類別的建構式，須設定一個引數 { setWeight(w) ; //呼叫setWeight方法初始化weight資料成員 height=50 ; //初始化height資料成員的值為50 Student(int w, int h) //Student類別的建構式，須設定兩個引數 { setWeight(w) ; setHeight(h) ;

54 範例1:建構子 void setWeight(int w) { if (w>=40 && w<=150) weight=w ;
else weight=40; } void setHeight(int h) { if (h>=50 && h<=250) height=h ; height=50; void getShow() { System.out.println(" 身高是: "+height); System.out.println(" 體重是: "+weight + "\n");

55 預設的建構子 沒有定義建構子的類別時，編譯器會自動設給一 個沒有形式參數的建構子（預設建構子）。
預設的建構子是沒有內容的，不會對物件的屬性 有任何影影響。 Constructor的名稱必須和類別擁有相同的名稱才 可以 Constructor沒有傳回型態，即使void也不需要 Constructor也可以多載，其做法和方法多載一 樣，是使用不同的引數串列的個數和引數串列的 資料型別來加以區隔constructor

56 預設的建構子 如果在定義類別時，若有定義至少一個建構子， 則編譯器不會設給任何預設建構子。
此時,程式設計者必須自己定義,如範例1中的 Student()。如果範例1中的屬性(height, weight)在 宣告時也給了初始值(或Java在宣告後自動設定初 始值為0)，則建構子Student()內是空的

57 定義建構子 建構子的名稱一律同類別名稱，而且不宣告回傳 資料型別。
建構子的修飾字可以為public、protected、 private或無修飾字。 建構子修飾字不使用static和abstract。 修飾字　類別名稱(形式參數列) { //程式敘述 }

58 定義建構子 建構子也可以多載 class SomeClass { public SomeClass() //不使用參數建立物件 }
public SomeClass(int x, int y) //使用參數建立物件

59 建構子的呼叫 建立物件時呼叫建構子 方法可以和建構子同名。有回傳型別者為方法； 反之，無回傳型別者為建構子。
類別名稱　物件名稱 = new 類別名稱(形式參數列);

60 範例2:EX7_19.java class EX7_19 //程式起始方法
{ public static void main(String [] args) { Rectangle rect1 = new Rectangle(); //以沒有參數的建構子建立物件 System.out.println("rect1的面積為:" + rect1.getArea()); Rectangle rect2 = new Rectangle(3, 4); //以需要兩個參數的建構子建立物件 System.out.println("rect2的面積為:" + rect2.getArea()); }} class Rectangle //Rectangle類別定義 { int height; //高 int width; //寬 public Rectangle() //沒有參數的建構子 { height = 1; width = 1; } public Rectangle(int height, int width) //需要兩個參數的建構子 { this.height = height; //區域變數會遮敝屬性 this.width = width; } public int getArea() //求得面積的方法 { return height*width; }}

61 範例2:EX7_19.java延伸 class EX7_19 //程式起始方法
{ public static void main(String [] args) { Rectangle rect1 = new Rectangle(); //以沒有參數的建構子建立物件 System.out.println("rect1的面積為:" + rect1.getArea()); Rectangle rect2 = new Rectangle(3, 4); //以需要兩個參數的建構子建立物件 System.out.println("rect2的面積為:" + rect2.getArea()); }} class Rectangle //Rectangle類別定義 { int height; //高 int width; //寬 public Rectangle() //沒有參數的建構子 { height = 1; width = 1; } public Rectangle(int height, int width) //需要兩個參數的建構子 { height = height; //區域變數會遮敝屬性 width = width; } public int getArea() //求得面積的方法 { return height*width; }} 程式名:EX7_19_3.java, 另外,還有一個測試程式EX7_19_2.java 結果??

62 範例2:EX7_19.java延伸(結果)

63 使用this() 建構子多載時，建構子可以呼叫其它建構子，不過有以下限制： 必須使用 this() 取代類別名稱()。
只能在第一個敘述呼叫。 不能造成建構子遞迴。

64 封裝 封裝的特點： 隱藏類別實作的細節。 強迫使用者透過方法來操作屬性，如此可以保護資 料不會被濫用。 使程式碼更容易被維護。

65 封裝 沒有封裝的 物件：兩個使用者 可以同時要求設定 屬性一 完整封裝 的物件：使用者必 須透過方法來設定 屬性一時，此時二
人必須排隊來使用 方法

66 完整封裝的物件 屬性宣告為private 會設定一些方法來取用屬性，而這些方法為 public

67 範例5:EX7_22.java class EX7_22 { //程式起始方法
public static void main(String [] args) 銀行帳號 哈利 = new 銀行帳號("8888", 100); 哈利.存款(2000); 哈利.提款("6666", 10000); 哈利.提款("8888", 10000); 哈利.查詢("8888"); 哈利.提款("8888", 1000); //System.out.println(哈利.金額); //錯誤 //哈利.查詢(); //錯誤 } 程式名:EX7_22.java

68 範例5:EX7_22.java class 銀行帳號 { private String 密碼; private int 金額;
銀行帳號(String 密碼, int 開戶金) { this.密碼 = 密碼; 金額 = 開戶金; System.out.print("恭喜開戶成功！ "); 查詢(); //呼叫查詢方法 } public void 存款(int 存入金) { 金額 += 存入金; System.out.print("完成存入！ "); 查詢(); //呼叫查詢方法 }

69 public void 提款(String 密碼, int 提出金)
{ if( this.密碼.equals(密碼) ) { if(提出金 <= 金額) { 金額 -= 提出金; System.out.print("完成提出:"+ 提出金 +" "); 查詢(); //呼叫查詢方法 } else System.out.println("剩餘金額不夠提出:"+提出金); System.out.println("密碼錯誤！"); private void 查詢() { System.out.println("目前金額:" + 金額); } public void 查詢(String 密碼) { if( this.密碼.equals(密碼) ) 查詢(); //呼叫查詢方法

70 大富翁.java class 骰子 { static int 擲骰子() return (int)(Math.random()*11+2);
9/10/2017 class 大富翁 { public static void main(String [] args) 玩家 [] A = new 玩家[4]; A[0] = new 玩家(); A[1] = new 玩家(); A[2] = new 玩家(); A[3] = new 玩家(); A[0].名字 = "趙一"; A[1].名字 = "王二"; A[2].名字 = "張三"; A[3].名字 = "李四"; for(int i = 0; i < 20; i++) System.out.println("第" + i + "輪:"); for(int j = 0; j < 4; j++) A[j].位置 = A[j].位置 + 骰子.擲骰子(); if (A[j].位置 >= 40) A[j].位置 = A[j].位置 - 40; System.out.println(A[j].名字 + "的位置在" + A[j].位置); } class 骰子 { static int 擲骰子() return (int)(Math.random()*11+2); } class 玩家 String 名字; int 錢 = 10000; int 位置 = 0;