3. java lecture classes

1

Классы и методы

Описание класса

<модификатор> class <ИмяКласса>

{[модификатор] <тип> <переменная_экземпляра1>;

…

[модификатор] <тип> <переменная_экземпляраN>;

[модификатор] <тип> <метод_класса1>(<список форм. парам.)

{ // тело метода; }

…

[модификатор] <тип> <метод_классаМ>(<список форм.парам.>)

{ // тело метода; }

}

2


Описание классаclass Point

{int x, y;

Point ()

{x=0; y=0;

}

Point (int x1,int y1)

{x=x1; y=y1;

}

int getX() {return x;}

int getY() {return y;}

}

Экземплярные переменные (instance variables)

Методы класса (methods)

Конструкторы (перегруженные) Члены класса (class

members)

3


Создание ссылочных переменных

и объектов класса

Point p1; создана ссылочная переменная

p1 = new Point(); создан объект

Point p3 = p1; создана ссылочная переменная

указывающая на p1

Point p2 = new Point(); «короткая форма»

создания объекта

p1

p3

объект

cсылка на p1

4

Классы и методыСоздание ссылочных переменных

и объектов класса

Point p1;

{ p1 = new Point(5,10);

p1 = null;

}

System.out.println(p1.x + "" + p1.y);

NullPointerException

{Point p1 = new Point(5,10);

}

System.out.println(p1.x + "" + p1.y);Cannot find variable p1

Point p2;

{Point p1 = new Point(5,10);

p2 = p1;

p1 = null;

}

System.out.println(p2.x + “, “ + p2.y);5, 10

5


Перегрузка (overloading) методов

[модификатор] <тип> <имя_метода> (<список форм. парам.)

сигнатура метода

Перегрузка – создание 2 и более методов с одинаковыми

именами но разными сигнатурами

6


class OverloadDemo

{void test()

{System.out.println(“Параметры отсутствуют”);

}

void test(int a, int b)

{System.out.println(“a и b:” + a + ” “ + b);

}

void test(double a)

{System.out.println(“Вещественное a:” + a);

}

}

Перегрузка (overloading) методов

7


Модификатор static

Статические переменные

Объявление: static <type> <name>

Статические переменные:

• создаются в единственном экземпляре

• существуют вне зависимости от объектов класса

• создаются JVM в момент первого обращения к классу

• допускают обращение до создания объектов класса

Обращение: <classname>.<varname>

8



Статические методы

Обращение: <classname>.<metodname>()

Статические методы:

• могут вызывать только другие статические методы данного класса

• должны обращаться только к статическим переменным

• внутри статических методов нельзя использовать ссылки this и super

Объявление: static <type> <name> (<parameters>)

9



Статические блоки кода

Объявление:

static

{

…

}

Статический блок кода выполняется один раз при

первоначальной загрузке класса

10


Использование ключевого слова this

1. Чтобы обойти скрытие переменной экземпляра формальными параметрами

Class Point

{ int x, y;

Point (int x, int y)

{this.x=x;

this.y=y;

}

}

11



2. Чтобы вызвать один конструктор из другого конструктора (explicit constructor invocation)

public class Rectangle

{private int x, y, w, h;

public Rectangle()

{this.x = 0; this.y = 0; this.w = 0; this.h = 0;}

public Rectangle(int w, int h)

{this.x = 0; this.y = 0; this.w = w; this.h = h;}

public Rectangle(int x, int y, int w, int h)

{this.x = x; this.y = y; this.w = w; this.h = h; }

}

12



2. Чтобы вызвать один конструктор из другого конструктора (explicit constructor invocation)

public class Rectangle

{private int x, y, w, h;

public Rectangle()

{this(0, 0, 0, 0);}

public Rectangle(int w, int h)

{this(0, 0, w, h);}

public Rectangle(int x, int y, int w, int h)

{this.x = x; this.y = y; this.w = w; this.h = h; }

}

13


Вложенные классы

Вложенные классы

Статические вложенные классы

(static nested classes)

Нестатические вложенные классы

(inner classes - внутренние классы)

Причины создания вложенных классов:

1.Логическая группировка классов

2.Расширяет возможности инкапсуляции

3.В некоторых случаях повышает читабельность кода

14


Статические вложенные классы

Статический вложенный класс является статическим членом класса, в который он вложен. Т.е. он не может напрямую работать с нестатическими переменными и методами внешнего класса.

15


Статические вложенные классыclass A {

static int x;

int y;

A()

{ System.out.println("constructor A"); }

static class B

{B()

{ System.out.println("constrcutor B");

x = 5;

A a = new A();

a.y = 15;

}

}

}

public class Test {

public static void main(String[ ] args)

{

A.B b = new A.B();

}

}

16



Нестатический вложенный класс является обычным членом внешнего класса, т.е. существует только в составе объекта внешнего класса и имеет прямой доступ к переменным и методам внешнего класса.

Объект вложенного класса может существовать только внутри объекта внешнего класса

Существуют (и довольно часто используются) также анонимные внутренние классы (рассмотрим в обработке событий)

17



class A {

static int x;

int y;

A()

{ System.out.println("constructor A"); }

class B {

B()

{ System.out.println("constrcutor B");

x = 5;

y = 15;

}

}

}

public class Test {

public static void main(String[ ] args)

{ A a = new A();

A.B b = a.new B();

}

}

18


Наследование

Общая форма объявления класса, наследующего

суперкласс:

class <subclass_name> extends <superclass_name>

{

//тело класса

}

Язык Java не поддерживает множественного

наследования классов!!!

19


Наследование

class Point3D extends Point

{int z;

Point3D ()

{ z=0; }

Point3D (int x1, int y1, int z1)

{ z=z1; }

}

20


Порядок вызова конструкторов при наследовании

При создании объекта подкласса всегда вызывается

конструктор его базового класса, у того конструктор

его базового класса и т.д. вплоть до корня иерархии

(класса Object). Причем если не указано явно (с

помощью super) вызывается конструктор без

параметров (созданный явно или по умолчанию). Если

подходящего конструктора нет – выдается ошибка

компиляции.

21


Ключевое слово super

super (parameters) – вызов должен быть первым

в конструкторе подкласса

Внимание! Это применяется только если надо

вызвать конструктор суперкласса с параметрами!

1. Вызов конструктора непосредственного суперкласса

super.var_name или super.metod_name()

(super не влияет на тип доступа)

2. Доступ к элементу суперкласса, скрытому элементом подкласса

22


Порядок вызова конструкторов при наследовании без использования super


{int z;

Point3D ()

{ z=0; }

Point3D (int x1,int y1, int z1)

{ z=z1; }

}

Point3D p3d = new Point3D();

Point() -> Point3D()

Point3D p3d = new Point3D(10, 20, 30);

Point() -> Point3D(10,20,30)

23


Порядок вызова конструкторов при наследовании с использованием

super


{int z;

Point3D ()

{ z=0; }

Point3D (int x1,int y1, int z1)

{ super (x1, y1);

z=z1; }

}

Point3D p3d = new Point3D();

Point() -> Point3D()

Point3D p3d = new Point3D(10, 20, 30);

Point(10, 20) -> Point3D(10,20,30)

24


Модификаторы доступа

class Parent

{public int v1;

private int v2;

protected int v3;

int v4;

}

class Child

extends Parent

{

// доступны v1, v3, v4

// недоступна v2

}

class Other

{

// доступны v1, v3, v4

// недоступна v2

}

25



В правильно спроектированном Java-

классе, все экземплярные

переменные класса должны иметь

модификатор private, доступ должен

осуществляться через set/get методы

(«сеттеры/геттеры»)

В Eclipse:

Source -> generate Getters and Setters

26



class Point

{int x, y;

Point ()

{x=0; y=0; }

Point (int x1,int y1)

{x=x1; y=y1; }

}

class Point

{private int x, y;

Point () {x=0; y=0; }

Point (int x1,int y1) {x=x1; y=y1; }

public int getX() {return x;}

public int getY() {return y;}

public int setX(int x) {

this.x = x;}

public int setY(int y) {

this.y = y;}

}

27


Динамическая

диспетчеризация ссылок

Ссылочной переменной суперкласса может быть

назначена ссылка на любой подкласс, производный

от этого суперкласса. Если ссылочная переменная

суперкласса указывает на объект подкласса, через

эту переменную можно получить доступ только к тем

членам подкласса, которые определяются в

суперклассе.

28



диспетчеризация ссылок

class Point

{

int x, int y;

}


{

int z;

}

…

Point Pobj = new Point();

Point3D Cobj = new Point3D();

Pobj = Cobj;

Pobj.x = 1; //верно! x определена в Point

Pobj.z = 10; //ошибка! z не определена в Point

…

29



диспетчеризация методов

Переопределение метода (overriding) – создание в подклассе

метода, совпадающего по сигнатуре с методом суперкласса.

Динамическая диспетчеризация методов – это механизм,позволяющий определить какой из переопределенных методов нужно вызвать, во время выполнения, а не во время компиляции.

30




class Figure

{double dim1, dim2;

Figure(double a, double b)

{dim1 = a; dim2 = b; }

void square()

{System.out.println (“Square is not defined”); }

}

class Rectangle extends Figure

{Rectangle(double a, double b)

{super(a,b); }

void square()

{System.out.println(“Rectangle square = ” + (dim1*dim2)); }

}

31




class Triangle extends Figure

{Triangle(double a, double b)

{super(a,b); }

void square()

{System.out.println(“Triangle square= ” + (dim1*dim2/2)); }

}

class FindSquare

{public static void main(String args[ ])

{Figure f;

Random r = new Random();

for (int k=0; k<10; k++) {

int i = r.nextInt(100);

if (i<50)

{ f = new Rectangle(9,5); }

else

{ f = new Triangle(10,8); }

f.square(); }

} }

32




Вывод этой программы: Rectangle square = 45.0

Triangle square= 40.0

Rectangle square = 45.0








33


Абстрактные методы и классы

Объявление абстрактного метода:

abstract <type> <method_name> (<parameters>);

Если в классе есть хотя бы один абстрактный метод ->

класс должен быть объявлен абстрактным.

abstract class <class_name>

{

…

}

Любой подкласс абстрактного класса должен или реализовать

все его абстрактные методы или сам должен быть объявлен

абстрактным !

34


Абстрактные методы и классы

abstract class Figure

{double dim1, dim2;

Figure(double a, double b)

{dim1 = a;

dim2 = b;

}

abstract void square();

}

35

Интерфейсы

[<модификатор>] interface <имя> [extends <список интерфейсов>]

{ <тип> <имя_метода>(<список параметров>);

...

<тип> <имя_константы> = <значение>;

}

1. Интерфейсы допускают множественное наследование

2. Все методы – абстрактные (без модификатора abstract)

3. Все переменные – static и final (без соотв. модификаторов), необходима инициализация

4. Все переменные и методы – public (без модификатора)

36


Реализация интерфейсов

class <имя_класса> [extends <имя_суперкласса>]

[implements <список интерфейсов>]

{ …}

interface Callback

{void callback(int param);

}

class Client implements Callback

{public void callback(int p)

{System.out.println("callback called with " + p); }

}

37


Реализация интерфейсов

Особенности реализации интерфейсов:

1. Методы, которые реализуют интерфейс, должны быть объявлены как public. Сигнатура типа реализующего метода должна точно соответствовать сигнатуре типа, указанной в определении интерфейса.

2. Если класс включает интерфейс, но реализует не все его методы, то такой класс должен быть объявлен как абстрактный.

3. Если класс реализует интерфейс, унаследованный от другого интерфейса, класс должен реализовать все методы, определенные в цепочке наследования интерфейсов.

38

ИнтерфейсыСсылочные переменные

интерфейсного типа

interface Callback

{void callback(int param);

}

class Client implements Callback

{ public void callback(int p) //реализация метода интерфейса

{System.out.println("callback called with " + p);}

int getSquare(int p) //собственный метод класса

{System.out.println("square = " + (p*p));}

}

39


class TestIface

{public static void main(String args[ ])

{Callback с = new Client();

c.callback(42); //верно!

c.getSquare(42); //ошибка! ссылочная переменная интерфейсного типа не может обращаться к собственным методам классов

}

}

Ссылочные переменные интерфейсного типа

40

ИнтерфейсыВзаимоотношения классов и

интерфейсов

C2

C1

C3

C5C4 C7C6

I2

I1

I3

I5I4 I7I6

I8

Классы Интерфейсы

extends

extends

extends

extends

extends

implements

implements

41


Модификатор final

1. final double pi = 3.14; //неизменяемая локальная переменная

2. final int getX()

{…}

//метод, для которого запрещено переопределение (overriding)

3. final class A

{…}

//класс, для которого запрещено наследование

42


final-члены классов,

неизменяемые объектыclass A {

final String mName;

public A(String name) {

mName = name;

}

public getName() {

return mName;

}

public setK(String name) {

mName = name;

}

}

Преимущества

неизменяемых объектов:

1) Потокобезопасность !

2) Производительность !

43

Перечисления в Java: enum

enum Season

{ WINTER, SPRING, SUMMER, AUTUMN }

Season season = Season.SPRING;

if (season == Season.SPRING) {

season = Season.SUMMER;

}

System.out.println(season);


44

Перечисление – это класс

Объявляя enum мы неявно создаем класс производный от java.lang.Enum. Конструкция

enum Season { ... }

эквивалентна

class Season extends java.lang.Enum { ... }.

Явным образом наследоваться от java.lang.Enum не позволяет компилятор, но:

System.out.println(Season.class.getSuperclass());

дает вывод:

class java.lang.Enum


45

Перечисление – это класс

Собственно наследование за нас автоматически выполняет компилятор Java.

Условимся называть класс, созданный

компилятором для реализации перечисления –

enum-классом,

а возможные значения перечисляемого типа –

элементами enum-a.

Элементы перечисления - экземпляры enum-класса, доступные статически.


46

Название и порядковый номер элемента enum

Любой enum-класс наследует java.lang.Enum, который содержит ряд методов полезных для всех перечислений.

Пример:

Season season = Season.WINTER; System.out.println("season.name()=" + season.name() + " season.toString()=" + season.toString() + " season.ordinal()=" + season.ordinal());

Вывод:

season.name()=WINTER season.toString()=WINTER season.ordinal()=0


47

Получение элемента по строковому имени

Задача: получить элемент enum по его строковому представлению.

Решение: В каждом enum-классе компилятор автоматически создает специальный статический метод: public static EnumClass valueOf(String name), который возвращает элемент перечисления EnumClass с названием, равным name.

Пример использования:

String name = "WINTER"; Season season = Season.valueOf(name);

Результат: переменная season будет равна Season.WINTER. Если элемент не будет найден, то будет выброшен IllegalArgumentException, а если name равен null - NullPointerException.


48

Получение всех элементов перечисления

Иногда необходимо получить список всех элементов enum-класса во время выполнения. Для этих целей в каждом enum-классе компилятор создает метод:

public static EnumClass[ ] values()

Пример использования:

System.out.println(Arrays.toString(Season.values()));

Вывод:

[WINTER, SPRING, SUMMER, AUTUMN]

Обратите внимание, что ни метод valueOf(), ни метод values() не определен в классе java.lang.Enum. Вместо этого они автоматически добавляются компилятором на этапе компиляции enum-класса.


49

Методы с переменным числом аргументов в Java

Возможность была добавлена в JDK 1.5.

Для указания аргумента переменной длины используют три точки (...). Например:

static void vaTest(int ... v) { … }

Эта синтаксическая конструкция указывает компилятору, что метод vaTest () может вызываться с нулем или более аргументов. В результате v неявно объявляется как массив типа int [ ]. Таким образом, внутри метода vaTest () доступ к v осуществляется с использованием синтаксиса обычного массива.


50


class VarArgs {

static void vaTest(int ... v) {

System.out.println("Кол-во аргументов: " + v.length);

for (int i=0;i<v.length;i++) {

System.out.print (v[i] + " ");

}

public static void main(String args[]) {

vaTest (10); //1 аргумент

vaTest (1, 2, 3); //3 аргумента

vaTest (); // без аргументов

}

}


51


Вывод:

Количество аргументов: 1

10


1 2 3



52


Вместе с параметром переменной длины массив может содержать обычные параметры. Однако параметр переменной длины должен быть последним параметром, объявленным методом. Например:

int dolt(int a, int b, double с, int ... vals) //верно!

int dolt (int a, int b, double с, int ... vals, boolean stopFlag) // ошибка!

Метод должен содержать только одни параметр типа varargs.

int dolt (int a, int b, double с, int ... vals, double ... morevals) // ошибка!


53

Пакеты

Java обеспечивает специальный механизм для

разделения пространства имен классов на

именованные области. Этот механизм

называется «пакеты» (packages). Пакет – это

контейнер для классов, в пределах которого

должна сохраняться уникальность имен

классов.

Общая форма определения пакета:

package <pkg_name>;

Понятие пакета

54

Пакеты

Чтобы хранить пакеты, Java использует

каталоги файловой системы. Class-

файлы для всех классов, принадлежащих

к одному пакету, должны быть сохранены

в каталоге, название которого

совпадает с именем пакета (регистр важен).

package pkg1[.pkg2[.pkg3]];Иерархия пакетов:

package java.awt.image; java\awt\image

Размещением корня любой иерархии пакетов в файловой

системе управляет специальная переменная окружения

CLASSPATH.

Иерархия пакетов

55

ПакетыИмпорт пакетов

Импорт класса или пакета:

import pkg1[.pkg2].(classname|*);

Полное имя класса включает всю иерархию пакетов.

1. Импортирование класса никак не влияет на

уровень доступа к его элементам !!!

2. В любую Java-программу автоматически

импортируется пакет java.lang.* !!!

56

Пакеты

Уровни доступа с учетом пакетов

package p1; package p2;

public class A { public class D extends A {

public int pub; }

protected prot; public class E {

int def; }

private int priv;

}

public class B extends A {

}

public class C { }

57

Пакеты


A B C D E

public + + + + +

protected

+ + + + -

<default> + + + - -

private + - - - -

58

Пакеты


1. Доступ на уровне класса: - public - класс виден везде

- <default> - класс виден в пределах своего пакета

2. Доступ на уровне членов класса:

Модифи-катор

Внутри класса

В том же

пакете

Подкласс в другом пакете

Произвольный класс в другом

пакете

public + + + +

protected + + + -

<default> + + - -

private + - - -

59

Структура Java-программы

- В первой строке файла может быть 1 необязательный оператор package

- В следующих строках может быть 1 или несколько необязательных операторов import

- Далее идут описания классов и интерфейсов

Среди классов, описанных в одном

файле, только один может быть

объявлен с модификатором

public.

3. java lecture classes

Education