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1、面向对象面向对象第一页，本课件共有59页教学目标教学目标n比较面向对象与面向过程的程序设计n面向对象程序设计的基本特征n类与对象n封装与信息隐藏n继承n多态性第二页，本课件共有59页一一.比较面向对象与面向过程程序设计比较面向对象与面向过程程序设计n面向过程程序设计面向过程程序设计n程序由多个模块构成程序由多个模块构成 n程序组成单位程序组成单位:数据、过程或函数数据、过程或函数n自顶向下的功能分解法自顶向下的功能分解法n一个要解决的问题被分解成若干个子问题，每一个要解决的问题被分解成若干个子问题，每个子问题又被划分成若干个子子问题。这种自个子问题又被划分成若干个子子问题。这种自顶向下的功能分
2、解一直持续下去，直到子问题顶向下的功能分解一直持续下去，直到子问题足够简单，可以在相应的子过程中解决足够简单，可以在相应的子过程中解决。n存在存在问题问题：把数据和：把数据和处处理数据的理数据的过过程分离程分离n可复用性差可复用性差 、可、可读读性差、开性差、开发发和和维护维护都很困都很困难难。第三页，本课件共有59页面向过程程序设计面向过程程序设计int max(int num1,int num2)if(num1num2)return num1;else return num2;图图1-11-1：自顶向下的功能分解与程序结构：自顶向下的功能分解与程序结构第四页，本课件共有59页面向对象的程序
3、设计（继承）面向对象的程序设计（继承）PointLineCircleSquareTriangleCylinderConen 模块化：不同对象代码之间有一定独立，对象可以在模块化：不同对象代码之间有一定独立，对象可以在系统中方便移动。系统中方便移动。n 面向对象的模块化技术是：如何定义程序模块才能使面向对象的模块化技术是：如何定义程序模块才能使它们它们“即插即用即插即用”的技术的技术第五页，本课件共有59页继承继承(续续).模板模板模板模板模板模板模板模板第六页，本课件共有59页多态性多态性n多态性多态性（PolymorphismPolymorphism）:n指在超类中定义的属性或行为，被子类继
4、承之指在超类中定义的属性或行为，被子类继承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为行为,n这使得同一个属性或行为在超类及其各个子类这使得同一个属性或行为在超类及其各个子类中具有不同的语义。中具有不同的语义。第七页，本课件共有59页多态性多态性(续续)艺术家方法：创作（）n父类（父类（艺术家艺术家）有一个方法：）有一个方法：创作创作n每个子类实现了自己的每个子类实现了自己的“创作创作”方法方法n假定假定子类子类是雕塑家，是雕塑家，子类子类、分别是作曲家分别是作曲家和画家和画家n当调用不同的艺术家的当调用不同的艺术家的“创作创作”方法时，将会方法时，将
5、会进行不同的进行不同的“创作创作”行为。行为。雕塑家创作（）雕塑作曲家创作（）作曲画家创作（）绘画第八页，本课件共有59页机器语言决定代码移植的可行性机器语言决定代码移植的可行性为一种计算机编写的代码不能在另一种计算机上运行为一种计算机编写的代码不能在另一种计算机上运行SoftwareforIBMMachineSunSolarisSoftwareforSolarisMACSoftwareforMACMachineIBM第九页，本课件共有59页Java特征特征-半编译，半解释半编译，半解释编译器编译编译器编译javacJAVA源程序源程序字节码字节码解释器解释执行解释器解释执行java优点优点:
6、n兼具编译执行的效率优势和解释执行的灵活性；兼具编译执行的效率优势和解释执行的灵活性；n提高了应用程序的可移植性：源程序、中间代码提高了应用程序的可移植性：源程序、中间代码第十页，本课件共有59页二、二、Java语言的特点语言的特点Java的特点：的特点：n简单性简单性n面向对象面向对象n安全性安全性n平台无关平台无关n多线程多线程n网络功能网络功能n执行效率执行效率JavaJava源程序源程序编译器编译器字节码文件字节码文件.class.classWindowsWindows操作环境操作环境UnixUnix操作环境操作环境JVMJVMJVMJVMJVMJVMMacMac操作环境操作环境第十一
7、页，本课件共有59页n电子商务电子商务n远程教育远程教育n企业综合信息服务企业综合信息服务n分布式计算分布式计算(移动计算）移动计算）n嵌入式应用嵌入式应用三三.JAVA应用应用第十二页，本课件共有59页Project WonderlandProject WonderlandnProject Wonderland,developed by Sun Labs nProvide a 3D collaborative virtual environmentnUse text and voice chat for communication第十三页，本课件共有59页非接触sensor(注視点計測)（隠
8、）(動作表情計測)内臓型内臓型sensor(脈波、体温、発汗)生体効率的統合型型sensor(脈波、体温、加速度)座席内蔵型sensor(動計測)第十四页，本课件共有59页A顎輪郭線求。少、面倒。B上順、目、鼻、口認識。重心求 第十五页，本课件共有59页 Evaluation findingEvaluation finding (a)speaker (b)listenerFig.1.User B is listening to User As lecture (a)sleepy (b)change color Fig.2.User B:audience 50%sleepy(a)User B w
9、akes (b)Keywords/Summary messageFig.3.User B keeps up with speaker explanation by reading Keyword and SummaryKeywordSummaryuser B:Wakeup!audience 50%sleepy第十六页，本课件共有59页四四.Java发展的历史发展的历史 Java的历史可以追溯到的历史可以追溯到1991年，源自年，源自Patrick Naughton和和James Gosling领导的一个领导的一个SUN公司工程师小组的项目。公司工程师小组的项目。SUN公司在公司在1996年早期
10、发布了年早期发布了Java第第1版。版。第十七页，本课件共有59页JavaJava技术的构架技术的构架 nJ2SEJ2SE（J Java ava 2 2 Platform Platform S Standard tandard E Editiondition）标准）标准版，版，JavaJava中最通行的版本，适合于开发桌面系统中最通行的版本，适合于开发桌面系统和低端商务应用系统。和低端商务应用系统。nJ2EEJ2EE（J Java ava 2 2 Platform Platform E Enterprise nterprise E Editiondition）企）企业版，为企业提供电子商务构架
11、及业版，为企业提供电子商务构架及WebWeb服务的解决方服务的解决方案案(资源共享资源共享,负载均衡负载均衡)。nJ2MEJ2ME（J Java ava 2 2 Platform Platform M Micro icro E Editiondition）精简版，）精简版，J2MEJ2ME是移动商务最佳的应用典范是移动商务最佳的应用典范(嵌入式计算的一嵌入式计算的一套技术的规范套技术的规范)。第十八页，本课件共有59页n两种应用程序两种应用程序nJava application:Java application:编译器编译编译器编译运行运行nJava appletJava applet：编译器
12、编译编译器编译编写编写HTMLHTML文文件把件把AppletApplet嵌入其中嵌入其中浏览器中运行浏览器中运行n类库类库APIAPInJava APIJava API是是SUNSUN提供的用提供的用JavaJava语言开发的语言开发的类集合。类集合。nJava APIJava API包括几十个包，常用的有：包括几十个包，常用的有：java.lang,java.io,java.util,java.lang,java.io,java.util,java.awt,java.awt,java.applet等。等。关键性术语关键性术语第十九页，本课件共有59页20JavaJava平台平台 下图说明了
13、下图说明了Java程序与程序与Java平台之间的关系：平台之间的关系：nJava平平 台台 由由Java应应 用用 编编 程程 接接 口口（ApplicationProgrammingInterface，简简称称API）和和Java虚虚拟拟机机（Javavirtualmachine，简称，简称JVM）构成。）构成。nJava应应用用编编程程接接口口是是已已编编译译的的可可在在我我们们的的程程序序中中使使用用的的代代码码库库。它它们们使使我我们们能能够够添添加加现现成成的的可可定定制制的的功功能能，以节约编程时间。以节约编程时间。第二十页，本课件共有59页1.机器要求机器要求 Java对对 机机
14、 器器 运运 行行 要要 求求 不不 高高。下下 面面 给给 出出 的的 是是 基基 于于Windows平平台的机器要台的机器要求。求。硬硬件件要要求求：CPU P以以上上、64MB内内存存、100MB硬硬盘空间。盘空间。软件要求：软件要求：Windows 98/Me/XP/NT2000、IE 5以上。以上。SDK的下载与安装的下载与安装 第二十一页，本课件共有59页2.下载下载SDK(Standard Developers Kits)SDK包包含含了了一一整整套套开开发发工工具具，其其中中包包含含对对编编程程最最有有用用的的Java编译器和编译器和Java解释器解释器如何下载安装如何下载安装
15、SDK?Sun公司网站页面公司网站页面:http:/ 载载 的的“Download j2sdk-1_4_2_01-windows-i586.exe”软件包软件包”SDK的下载与安装的下载与安装第二十二页，本课件共有59页设置设置Windows 98 在在C:autoexec.bat文件中，添加以下两行内容：文件中，添加以下两行内容：set path=%path%;E:j2sdk1.4.2_01bin set classpath=.;E:j2sdk1.4.2_01lib3.配置配置Java运行环境运行环境 第二十三页，本课件共有59页设置设置Windows XP/NT/2000以以Windows
16、 XP为为例例说说明明设设置置过过程程。在在桌桌面面“我我的的电电脑脑”图图标标上上单单击击右右键键，选选择择“属属性性”菜菜单单，将将出出现现系系统统属属性性设设置置界界面面，在在“高高级级”选选项项卡卡中中单单击击“环环境境变变量量”按按钮钮。将将出出现现“环环境境变变量量”设置界面设置界面PATH环境变量指定环境变量指定Java工具的路经，工具的路经，CLASSPATH环境变量是指定类的路经环境变量是指定类的路经 变量名：变量名：PATH 变量值：变量值：E:jdk1.4bin 变量名：变量名：CLASSPATH 变量值：变量值：E:j2sdk1.4.2_01lib3.配置配置Java运
17、行环境运行环境 第二十四页，本课件共有59页第二十五页，本课件共有59页第二十六页，本课件共有59页五五.程序的执行分三步：编写、编译和运行。程序的执行分三步：编写、编译和运行。第一步：利用文本编辑工具，编写生成第一步：利用文本编辑工具，编写生成JavaJava源程序源程序，命名为 FirstApp.java FirstApp.java 注；源文件的名字（扩展名必须是注；源文件的名字（扩展名必须是 .java.java）与main()方法所在所在的类名相同，的类名相同，第二步：编译。调用第二步：编译。调用JavaJava编译器编译器javac.exe,javac.exe,将源文件将源文件Fir
18、stApp.javaFirstApp.java编译生成类编译生成类FirstApp.classFirstApp.class。D:D:javac FirstApp.javajavac FirstApp.java 第三步：运行第三步：运行。调用。调用JavaJava解释器解释器java.exejava.exe对类文件对类文件FirstApp.classFirstApp.class解释执行，输出程序的执行结果。解释执行，输出程序的执行结果。D:D:java FirstAppjava FirstApp 输出结果输出结果第二十七页，本课件共有59页第一个第一个Java application：/Firs
19、tApp.java public class FirstApp public static void main(String args)System.out.println(This is the first Java Application!);This is the first Java Application!定义类的关键字 类名 必须这么写 文档注释，程序运行输出结果程序运行输出结果:第二十八页，本课件共有59页第一个第一个Java application的说明的说明n用关键字用关键字classclass来声明一个新的类来声明一个新的类n类中封装了类的类中封装了类的变量（域）变量（域）
20、和类的和类的方法。方法。n一个一个JavaJava应用程序由应用程序由n(n0)n(n0)个类个类组成，但这组成，但这n n个类中只能有个类中只能有一个是一个是publicpublic类类(公共类公共类)，且且程序名必须与公共类名程序名必须与公共类名相同，相同，n在该类中定在该类中定义了义了一个一个mainmain方法方法n它是应用它是应用程序执行的入口点程序执行的入口点。mainmain方法所在方法所在的类叫做的类叫做主类主类，一个应用程序的主类只能有，一个应用程序的主类只能有一个。一个。nmainmain方法的署名方法的署名(signature)(signature)一定是：一定是：sta
21、tic void main(String args)static void main(String args)第二十九页，本课件共有59页第一个第一个Java application的说明的说明mainmain方法署名中的符号解释如下：方法署名中的符号解释如下：publicpublic：指明：指明为为公共方法。公共方法。publicpublic方法方法可以被可以被类类的的对对象使用象使用。staticstatic：指明方法是一个静态方法，静态方法是：指明方法是一个静态方法，静态方法是类的方法类的方法,而不是对象的方法，而不是对象的方法，静态方法静态方法可以可以通过类通过类名直接调用。名直接调用
22、。voidvoid：表示：表示mainmain方法执行后不会返回任何值。方法执行后不会返回任何值。括括号号中中的的String String argsargs是是定定义义传传递递给给mainmain方方法法的的参参数，参数名为数，参数名为argsargs，为，为String String 类的数组类的数组。第三十页，本课件共有59页例例2-22-2第二个第二个Java applicationJava application：在对话框中显：在对话框中显示文本示文本/Welcome.java/Welcome.javaimport javax.swing.JOptionPane;/import ja
23、vax.swing.JOptionPane;/导入类导入类JOptionPaneJOptionPanepublic class Welcome public class Welcome public static void main(String args)public static void main(String args)JOptionPane.showMessageDialog(JOptionPane.showMessageDialog(null,null,欢欢迎迎你你nn学学习习对话框程序设计对话框程序设计!，););System.exit(0);System.exit(0);/终止
24、应用程序终止应用程序 第三十一页，本课件共有59页第二个第二个Java applicationJava application的说明的说明(1)语句语句:import javax.swing.JOptionPane;import javax.swing.JOptionPane;是一个是一个importimport声明，导入类声明，导入类JOptionPaneJOptionPane。(2)(2)语句语句:JOptionPane.showMessageDialog(null,JOptionPane.showMessageDialog(null,欢迎你欢迎你nn学学习对话框程序设计习对话框程序设计!
25、，););是调用类是调用类JoptionPaneJoptionPane的静态方法的静态方法showMessageDialogshowMessageDialog，以显示一个包含消息的对话框。，以显示一个包含消息的对话框。该方法有两个参数，各参数用逗号分隔。第一个参数该方法有两个参数，各参数用逗号分隔。第一个参数定义显示对话框的父窗口，这里为关键字定义显示对话框的父窗口，这里为关键字nullnull表示在表示在缺省的父窗口显示该对话框。第二个参数是对话框中缺省的父窗口显示该对话框。第二个参数是对话框中要显示的消息字符串。字符串要显示的消息字符串。字符串 欢迎你欢迎你nn学习对话框学习对话框程序设计
26、程序设计!之所以分两行显示，是由于字符串中含有之所以分两行显示，是由于字符串中含有换行转义符换行转义符nn。第三十二页，本课件共有59页 Java集成开发环境集成开发环境nJavaJava开发领域的集成开发环境开发领域的集成开发环境IDE:IDE:JCreatorJCreator、EclipseEclipse、JBuilderJBuilder、Visual J+Visual J+、JPadJPad等等。JavaJava的集成开发环境（的集成开发环境（IDEIDE）包括：菜单、工）包括：菜单、工具栏、组件面板、窗体设计器、代码浏览器、具栏、组件面板、窗体设计器、代码浏览器、代码编辑器、项目管理器
27、、对象观察器等，代码编辑器、项目管理器、对象观察器等，可以完成可以完成JavaJava程序的编写、编译和运行程序的编写、编译和运行第三十三页，本课件共有59页JCreatorJCreator的安装的安装nJCreatorJCreator的下载地址：的下载地址：http:/ PROJCreator PRO。运行。运行JCreator PROJCreator PRO，JCreatorJCreator显示界面显示界面如图所示。如图所示。第三十四页，本课件共有59页JCreatorJCreator显示界面显示界面第三十五页，本课件共有59页优秀优秀Java开发工具介绍开发工具介绍 nEclipse是一
28、个开放源代码的、是一个开放源代码的、基于基于Java的可扩展开发平台的可扩展开发平台。就其本身而言，它只是。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。建开发环境。nEclipse附带了一个附带了一个Java开发工具（开发工具（JDT）插件，是全功能的插件，是全功能的Java IDE。它允许用户。它允许用户编辑、编译和运行编辑、编译和运行Java程序。程序。第三十六页，本课件共有59页优秀优秀Java开发工具介绍开发工具介绍 代码编辑器项目管理器对象浏览器菜单包资源管理器大纲代码编辑器工具栏透视图工具栏代码辅助功能各种观察窗口第三
29、十七页，本课件共有59页面向对象程序设计面向对象程序设计n面向对象其实是现实世界模型的自然延伸。面向对象其实是现实世界模型的自然延伸。n现实世界中所有的事物都是对象，对象都具有现实世界中所有的事物都是对象，对象都具有某些某些特征特征(state)，并展现某些，并展现某些行为行为(behavior)特性特性:车型、载客人数、车型、载客人数、起始站点、终点、起始站点、终点、行为：启动、行驶、刹行为：启动、行驶、刹车、开门、车、开门、特性特性:姓名、年龄、学姓名、年龄、学历、体重、历、体重、行为：学习、散步、跑行为：学习、散步、跑步、吃饭、步、吃饭、n软件对象也具有状态与行为：软件对象也具有状态与行
30、为：状态：以一个或多个变量保存状态：以一个或多个变量保存 行为：用方法实现行为行为：用方法实现行为第三十八页，本课件共有59页 对象（Object)的概念n软件对象是现实对象在程序中的模型。软件对象是现实对象在程序中的模型。n现实世界对象的两个特征：状态（现实世界对象的两个特征：状态（state)与行为（与行为（behavior).n软件对象也具有状态与行为：软件对象也具有状态与行为：状态：以一个或多个变量保存状态：以一个或多个变量保存 行为：用方法实现行为行为：用方法实现行为第三十九页，本课件共有59页类与对象类与对象n面向对象程序设计面向对象程序设计:n将客观事物（或实体）看作具有属性和行
31、为（或称服务）的对象（object），通过抽象抽象找出同一类对象的共同属性（静态特征）和行为（动态特征），而形成类类(class)的概念。抽象是对具体对象进行概括、归纳、分类，抽象出这一类对象的公共性质并加以描述的过程。属性属性方法方法类类数据抽象是识别特定实体的属性和方法的过程第四十页，本课件共有59页类与对象（抽类与对象（抽 象）象）各种多边形对象抽象多边形类属性顶点边的颜色填充颜色方法绘制擦除移动第四十一页，本课件共有59页类与对象类与对象(续续)n类是相同对象的集合的描述。类是相同对象的集合的描述。例如，类Human就是现实世界中人（对象）的集合，我、你、他都是Human的对象。分析H
32、uman类的所有对象（人），得到对象的共同的数据属性和行为，如下所示：数据属性：身份证号、姓名、年龄，行为：吃饭、走路、跳舞,张三类（Human）如：“manclass”对对象进行抽象为类对类进行实例化第四十二页，本课件共有59页类与对象类与对象(续续)定义Human类：class Human int ID;String name;int age;void eat()void walk()Human被称作类名。ID,name,age被称作域（fields）或变量,eat(),walk()被称作方法（methods），它们都是类的成员。第四十三页，本课件共有59页类与对象类与对象(续续)n在面向
33、对象的编程语言中在面向对象的编程语言中，n类是一个数据类型(创建对象的模板）n对象是类的实例(instance)。n通过new方法来创建类的实例例如，Human p1=new Human(1,“张三”，20，)；p1被称作对象引用变量，new Human(1,”张三“，20，)被称作Human的对象。JAVA程序的基本组成单元程序的基本组成单元-类是运行时动态装载的类是运行时动态装载的第四十四页，本课件共有59页对象对象n对象对象:是用来描述是用来描述现实世界中实际存在的事物现实世界中实际存在的事物的实体的实体，它是用来构成系统的一个单位。n对象由一组属性和一组行为对象由一组属性和一组行为(操
34、作或服务)构成构成。n对象的状态对象的状态:n对象的属性值对象的属性值表示了它所处于的状态；n对象的操作对象的操作是用来改变对象状态。第四十五页，本课件共有59页对象（续）对象（续）n对象之间通过发送消息进行交互与通信 n对象的行为是通过它的方法表达的n相互交换消息的对象可以在不同的进程，甚至在不同的机器上。第四十六页，本课件共有59页计计算算机机世世界界概概念念世世界界现现实实世世界界实体实体抽象数据类型抽象数据类型类类对象对象抽象抽象转换转换抽象抽象实例化实例化第四十七页，本课件共有59页封装与信息隐藏封装与信息隐藏n封装封装（Encapsulation）是面向对象方法的重要原则。n就是把
35、对象的属性和操作（或服务）结合为一个独立的整体（系统单位）。n封装有两个含义：n其一，把对象的全部属性和全部操作结合在一起，形成一个不可分割的独立单位不可分割的独立单位类类。n其二，“信息隐蔽”，尽可能隐蔽对象的内部细节。第四十八页，本课件共有59页继承继承InheritanceInheritancen继继承承:在已有类（父类或超类）的基础上派生出新的类（子类），新的类能够吸收已有类的属性和行为，并扩展新的能力。n继承支持着软件代码的复用，是提高软件开发效率的重要因素之一。第四十九页，本课件共有59页继承的例子继承的例子 例如，给定类Car、Motocycle和Truck，我们把它们的公共属性
36、放在一个称为Vehicle的公共父类中。VehicalCarMotocycleTruck第五十页，本课件共有59页继承的例子继承的例子苹果苹果梨梨西瓜西瓜水果水果第五十一页，本课件共有59页继承继承(续续)n继承分为继承分为:n单继承单继承是指一个子类最多只能有一个父类。n多继承多继承是一个子类可有二个以上的父类。n由于多继承会带来二义性，在实际应用中应尽量使用单继承。n如何设计继承并完成继承层次是面向对象设计的核心问题。第五十二页，本课件共有59页小结小结n面向对象方法的显著特性n封装性、抽象性、继承性和多态性n将面向对象设计方法应用于程序的开发工具和开发过程中，不仅可以加快开发的速度，还可
37、极大地增强程序的可维维护护性性和可扩展性扩展性，提高代码重用率。第五十三页，本课件共有59页n面向对象编程和设计关键性的概念：n类是一组对象集合的描述。n对象是类的一个特例,对象通过接口交互；n引用变量的类型是某个类的变量，其值是对象的地址（或称做指向一个对象）。n封装性、抽象性、继承性和多态性必须在以后的程序设计中体现。第五十四页，本课件共有59页Java核心类包举例核心类包举例Java.langJAVA语言的核心类组成，包括了基本数据类型语言的核心类组成，包括了基本数据类型和出错处理方法等。和出错处理方法等。Java.ioJAVA语言的标准语言的标准I/O库库Java.util工具类，如工
38、具类，如Date等。等。J实现网络操作。实现网络操作。Java.awt-（AbstractWindowToolkit)创建用户界面。创建用户界面。Java.applet支持支持Applet开发。开发。第五十五页，本课件共有59页2.3 Java 类库类库JDK中的一些重要的包:njava.lang:提供支持Java的基础类。njava.util:提供实用方法和数据结构的类。njava.AWT:njavax.swing:njava.applet:创建小应用程序提供必要的元件njava.io:提供输入、输出流支持。:提供支持联网的类。提供图形用户界面编程的类库集合。第五十六页，本课件共有59页消息
39、的构成n消息由三部分构成：消息由三部分构成：n接收消息的对象接收消息的对象n方法名称方法名称n方法的参数方法的参数第五十七页，本课件共有59页Java 中的Object类nJava中的中的Object类是最顶层的类，所有其类是最顶层的类，所有其他的类都是它直接或间接的子类。他的类都是它直接或间接的子类。n类型是类型是Object的变量可以指向任意的对象。的变量可以指向任意的对象。nObject提供了运行在提供了运行在JVM中的所有对象都中的所有对象都需要的行为（方法）。需要的行为（方法）。第五十八页，本课件共有59页2.3 Java 类库类库nJavaJava中的包中的包:nJava为编写应用程序提供了丰富的预定义类库，这些预定义类库按相关类的范畴进行了分组，这些分组被称作包包（package）.n一个包是一个已命名的类的集合，一个包还可以包含其他的子包。Java所有的包被称为Java应用程序接口API。Java API包分成:n核心包（以java开头的包）n和可选包（以javax开头的包）核心包和可选包一般被包含Java开发工具包中。第五十九页，本课件共有59页