Конструирование классов

Абстракция
Инкапсуляция
Наследование
Полиморфизм

Класс можно представить как шаблон, на основе которого создаются конкретные объекты.

Поскольку язык Java является
объектно-ориентированным языком, мы в дальнейшем будем постоянно использовать следующие основные принципы ООП:

Атрибуты определяют состояние
будущих объектов.

В верхнем прямоугольнике мы видим название класса – Cat.
Во втором прямоугольнике описаны атрибуты с названиями и типами данных. Символ +, стоящий слева показывает, что атрибуты являются общедоступными, то есть к ним можно обращаться из других классов.
В третьем прямоугольнике описаны методы, которые определяют поведение будущих объектов.

Методы определяют поведение
будущих объектов.

public class Cat {
public String name;
public int weight;
public int age = 1;
public void eat() {
// кошка ест
}
public void sleep() {
// кошка спит
}
public void printDescription(){
System.out.println( "name = " + name
+ " weight = "+ weight + " age = "+ age);
}
}

Создавая класс, мы тем самым создаем абстрактное представление о действительных объектах.
Абстрагирование неизбежно.

public String name;
public int weight;
public int age;

Переменные, описанные в классе следующим образом:

ЗАМЕЧАНИЕ: При описании вложенных (и только вложенных) классов можно еще использовать и модификаторы доступа protected и private.

являются атрибутами описывающими состояние объекта, называются переменными экземпляра и создаются в куче, а не в стеке. Базовый синтаксис декларации атрибута:

<модификатор_доступа>* <тип> <название> [ = <инициализирующее_значение>];

<тип> и <название> являются обязательными. То, что стоит в квадратных скобках (в данном случае инициализация) – необязательно.

Создание объектов осуществляется с помощью оператора new. Переменная, которая будет ссылаться на объект типа Cat, декларируется таким же образом, что и любая примитивная переменная.

Cat cat;
cat = new Cat();

Второй оператор выполняет ее инициализацию.
Однако мы можем сразу описать переменную и проинициализировать ее.

Cat cat = new Cat();

public class TestCats {
public static void main(String[] args) {
Cat cat_1 = new Cat();
cat_1.name = "Perl";
cat_1.weight = 12;
cat_1.age = 3;
Cat cat_2;
cat_2 = new Cat();
cat_2.name = "Fuzzy";
cat_2.weight = 10;
cat_2.age = 2;
}
}

Переменная cat_1 имеет тип Cat. Так как она создается в методе main(), она является локальной или стековой, то есть ячейка памяти под нее по-прежнему выделяется в стеке. Однако в отличие от примитивных переменных она будет содержать не конкретное примитивное значение, а ссылку на объект, созданный в куче. Объект создается с помощью оператора new и вызова конструктора класса (в данном случае Cat()).

main()

Числовые переменные получают нулевые значения соответствующих типов.
Символьные переменные инициализируется значением '\u0000'.
Переменные типа boolean инициализируются значениями false.
Ссылочные переменные получают значение null.

public int age = 1;

main()

main()

cat_1.name = "Барсик";
cat_1.weight = 12;
cat_1.age = 3;

Так мы установили конкретные значения нашей кошке по имени «Жемчужина».

И на самом деле переменная name содержит ссылку на объект класса String, тогда как примитивные переменные weight и age содержат конкретные значения.

cat_1.name = "Perl";
cat_1.weight = 12;
cat_1.age = 3;

Cat cat_2;
cat_2 = new Cat();
cat_2.name = "Fuzzy";
cat_2.weight = 10;
cat_2.age = 2;

Результаты отличаются незначительно

main()

ЗАМЕЧАНИЕ: При этом мы разнесли в два оператора описание переменной и создание объекта, то есть не сразу проинициализировали переменную cat_2:

Cat cat_2;
cat_2 = new Cat();

cat_2 = cat_1;

мы тем самым переменной cat_2 присвоим ссылку на «Жемчужину» и теперь будем иметь на этот объект две ссылки. А объект «Пушистик» больше ссылки не имеет, в связи с чем, он стал недоступен.
Попросту говоря, этот объект стал мусором, и сборщик мусора имеет полное право его удалить.

main()

В куче выделяется пространство для объекта, и в частности, для его атрибутов.
Атрибуты инициализируются значениями по умолчанию.
Выполняется явная инициализация атрибутов.
Выполняется конструктор.
Ссылка на новый объект, созданный оператором new, помещается в соответствующую ссылочную переменную.

cat_1.printDescription();

Обратите внимание, что таким образом мы даем знать методу с состоянием какого объекта он должен работать. То есть вызов cat_1.printDescription() выводит информацию о «Жемчужине», а вызов cat_2.printDescription() выводит информацию о «Пушистике».
Базовый синтаксис метода:

<модификатор_доступа>* <возвращаемый_тип> <название>( <параметр>* ) {
<оператор>*
}

Возвращаемый тип, название метода, круглые скобки для параметров, а также фигурные скобки для тела метода обязательны.
Список параметров и тело могут быть пустыми.

Если метод возвращает значение примитивного типа или ссылку на объект (по сути, является функцией), то он должен иметь, хотя бы один, оператор return, возвращающий значение описанного типа.
Если метод не возвращает значения (по сути, является процедурой), он должен возвращать значение типа void (пустое значение) и наличие оператора return не требуется.

Оператор return предназначен для возврата управления из выполняющегося метода в вызывающий метод.

return (a + 12) / getAge();

В этом случае сначала будет выполнено выражение, а затем результат его выполнения будет передан в вызывающий метод.
Хотя это считается не слишком хорошим стилем программирования, вы можете в одном методе задействовать несколько операторов return, с использованием операторов управления, естественно.

printDescription();

МЕТОДЫ С ПАРАМЕТРАМИ

Если в методе описаны формальные параметры, то при вызове надо указывать фактические параметры, значение, которых будет скопировано в формальные параметры метода. Фактическим параметром может быть не только литерал, но и инициализированная переменная (возможно ссылочная).

public double mult( double p_multiplier1, double p_multiplier2 ) {
return p_multiplier1 * p_multiplier2;
}

ЗАМЕЧАНИЕ: Обратите внимание на то, что второй фактический параметр представлен переменной целого типа, а формальный параметр имеет тип double. То есть в таком случае будет выполняться неявное приведение типа .

Сам метод в таком случае может быть следующим:

// неверно – задать умолчания для параметров невозможно
public void doSomeJob( String name, int v = 2, int t = 0) {
…
}

Каждый класс обязан иметь конструктор.
Если в классе никакого конструктора явно не написано, то система автоматически создает конструктор без параметров, который называется конструктором по умолчанию.
Если в классе явно описан какой-либо конструктор с параметрами, то конструктор по умолчанию системой не создается .

package zoostore.model;
public class Cat {
public String name;
public int weight;
public int age = 1;
public Cat() {
weight = 10;
}
public void eat() {
// . . .
}
public void sleep() {
// . . .
}
public void printDescription(){
System.out.println( "name = " + name
+ " weight = "+ weight + " age = "+ age);
}
}

Однако при описании конструктора можно использовать только модификаторы доступа, а такие ключевые слова, как abstract, final, native, static или synchronized - нельзя. Конструктор, объявленный как private, можно вызвать только из другого метода этого же класса, но не извне.

ЗАМЕЧАНИЕ: Конструктор не имеет возвращаемого значения. Если вы по ошибке укажете для конструктора возвращаемое значение, то ваш конструктор будет рассматриваться не как конструктор, а как обычный метод.

Обратите внимание на первый оператор package

C:
cd \
cd sources\demo\d_07
SET CLASSPATH=./classes
javac -d ./classes ./src/zoostore/model/Cat.java
javac -d ./classes ./src/zoostore/test/TestCats.java
java zoostore.test.TestCats

С помощью команды SET CLASSPATH=./classes мы устанавливаем значение переменной окружающей среды операционной системы, CLASSPATH, которая указывает, где находятся классы приложения.

SET CLASSPATH=./classes;./lib/junit-4.5.jar

ЗАМЕЧАНИЕ: Вспомним, что символ точка означает текущую директорию .

При выполнении компиляции задается аргумент -d, значение которого ./classes указывает на директорию, где должны размещаться файлы классов, полученные в результате компиляции. Обратите внимание на то, что символ разделителя директорий (/) может быть указан, как для платформы Windows, так и для платформы Unix. При компиляции множества классов из одного пакета можно использовать символ *:

javac -d ./classes ./src/zoostore/model/*.java

ЗАМЕЧАНИЕ: При выполнении название стартового класса должно быть полностью квалифицировано – с указанием цепочки иерархии пакетов.