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“開發(fā)寶典叢書”是由清華大學出版社為軟件開發(fā)愛好者精心打造的一套軟件開發(fā)百科全書。叢書強調“全面、新穎、詳細、實用、深入、高效”等特色，涵蓋常見的編程語言和技術。叢書中的每本書都是由從事軟件開發(fā)多年、具備豐富的開發(fā)經(jīng)驗的老手精心編寫，講解細膩，內(nèi)容實用，并精心錄制了配套教學視頻�？梢哉f，這套叢書是編程愛好者系統(tǒng)學習軟件開發(fā)技術的不二選擇，一冊在手，萬事無憂！

《Java編程實戰(zhàn)寶典》以J2SE為平臺，以最新的JDK1。7技術規(guī)范為切入點，全面、系統(tǒng)地介紹了Java的基礎編程技術和常用開發(fā)方法。書中的各個技術點都提供了實例以供讀者實戰(zhàn)演練，各章最后還提供了實戰(zhàn)練習題以幫助讀者鞏固和提高。本書配1張DVD光盤，內(nèi)容為書中涉及的實例源文件及作者專門為本書錄制的配套教學視頻，以幫助讀者更加高效、直觀地學習本書內(nèi)容。另外，光盤中還贈送了大量的Java范例、模塊及項目案例開發(fā)的源程序和教學視頻，非常超值。
　　本書共22章，分為8篇。首先講述了Java的基礎語法，然后介紹了Java中類和對象的實現(xiàn)，這也是Java的核心所在。隨后介紹了Java中的高級技術，詳細討論了其中的多線程、集合、泛型和RTTI等。這些基本知識介紹完畢之后，就進入實際編程階段，先后介紹了GUI程序設計、多媒體程序設計、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡程序設計，這些知識均以示例程序來講解。最后用3章的篇幅介紹了一個完整的即時通信軟件設計實例，讓讀者能夠從實例中學習程序設計的真諦（因篇幅所限，此3章內(nèi)容以PDF電子文檔的格式收錄于本書的配書光盤中）。
　　本書內(nèi)容全面，實例豐富，特別適合想全面自學Java開發(fā)技術的人員閱讀，也適合使用Java進行開發(fā)的工程技術人員和科研人員閱讀。對于Java程序員，本書更是一本不可多得的案頭必備參考手冊。另外，本書也可作為計算機和軟件工程等專業(yè)的教材和教學參考書。

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18小時配套教學視頻

23小時Java開發(fā)實例教學視頻

4個Java項目案例源程序及3小時教學視頻

100頁本書第8篇內(nèi)容的電子書

355頁《Java程序員面試寶典》電子書

一分鐘了解本書精華內(nèi)容

Java的開發(fā)運行環(huán)境（57分鐘視頻）

Java語言基礎（75分鐘視頻）

對象和類（33分鐘視頻）

繼承與多態(tài)（35分鐘視頻）

數(shù)組與字符串（69分鐘視頻）

Java的異常處理（58分鐘視頻）

Java輸入輸出處理技術（110分鐘視頻）

Java的多線程機制（83分鐘視頻）

運行時類型識別（37分鐘視頻）

泛型（18分鐘視頻）

Java集合框架（20分鐘視頻）

類型包裝器、自動裝箱和元數(shù)據(jù)（21分鐘視頻）

常用工具類（74分鐘視頻）

GUI程序設計（29分鐘視頻）

Java多媒體編程應用（16分鐘視頻）

數(shù)據(jù)庫基礎（47分鐘視頻）

Java數(shù)據(jù)庫編程技術（110分鐘視頻）

Java網(wǎng)絡編程技術（78分鐘視頻）

JSP程序設計（42分鐘視頻）

即時通訊系統(tǒng)開發(fā)項目實戰(zhàn)（71分鐘視頻）

　　第3 章對象和類
　　在當今的計算機大型應用軟件開發(fā)領域，面向對象技術正在逐步取代面向過程的程序設計技術。本章將介紹面向對象的基本知識和Java 實現(xiàn)面向對象程序設計的主要工具——類。如果讀者缺乏關于面向對象程序設計的背景，一定要仔細閱讀本章。如果讀者有C++編程經(jīng)驗，也要注意二者之間的區(qū)別，畢竟Java 在類的具體實現(xiàn)上與C++有較大的差別。學習本章面向對象的相關知識，主要內(nèi)容有以下幾點：
　　面向對象的基本概念；
　　對象與類的理解；
　　成員變量的定義與使用；
　　方法的定義及實現(xiàn)；
　　方法調用；
　　構造方法與靜態(tài)方法；
　　終結處理與垃圾回收。
　　3.1 什么是面向對象
　　面向對象（Object Oriented，OO）是當前計算機界關心的重點，它是20 世紀90 年代軟件開發(fā)方法的主流。面向對象的概念和應用已超越了程序設計和軟件開發(fā)，擴展到很廣的范圍。例如，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、交互式界面、應用結構、應用平臺、分布式系統(tǒng)、網(wǎng)絡管理結構、CAD 技術和人工智能等領域。面向對象是一種對現(xiàn)實世界理解和抽象的方法，是計算機編程技術發(fā)展到一定階段后的產(chǎn)物，它是相對于面向過程而言的。通過面向對象的方式，將現(xiàn)實世界的物抽象成對象，現(xiàn)實世界中的關系抽象成類、繼承等，以更直觀、清晰地完成對現(xiàn)實世界的抽象與數(shù)字建模。討論面向對象方面的文章非常多。但是，明確地給出“面向對象”的定義卻非常少。
　　最初，“面向對象”是專指在程序設計中采用封裝、繼承和抽象等設計方法�？墒�，這個定義顯然不能再適合現(xiàn)在的情況。面向對象的思想已經(jīng)涉及到軟件開發(fā)的各個方面。例如，面向對象的分析（Object Oriented Analysis，OOA）、面向對象的設計（Object Oriented Design，OOD）以及經(jīng)常說的面向對象的編程（Object Oriented Programming，OOP）。許多有關面向對象的文章，都只是講述在面向對象的開發(fā)中所需要注意的問題，或所采用的比較好的設計方法。看這些文章只有真正懂得什么是對象，什么是面向對象，才能最大程度地收獲知識。
　　？說明：在本章中，著重討論OOP，有關OOA 和OOD 請讀者查閱有關軟件工程的書籍。OOP 從所處理的數(shù)據(jù)入手，以數(shù)據(jù)為中心而不是以服務（功能）為中心來描述系統(tǒng)。它把編程問題視為一個數(shù)據(jù)集合，因為數(shù)據(jù)相對于功能而言，具有更強的穩(wěn)定性。OOP 同結構化程序設計相比最大的區(qū)別就在于：前者首先關心的是所要處理的數(shù)據(jù)，而后者首先關心的是功能。在計算機編程中使用OOP 方法，更利于從人理解的方式對于復雜系統(tǒng)的進行分析、設計與編程。同時能有效提高編程的效率，通過封裝技術，消息機制可以像搭積木的一樣快速開發(fā)出一個全新的系統(tǒng)。
　　3.1.1 對象的理解
　　OOP 是一種圍繞真實世界的概念來組織模型的程序設計方法，它采用對象來描述問題空間的實體。可以說，“對象”這個概念是OOP 最本質的概念之一，在面向對象的編程過程中，首先根據(jù)客戶需求抽象出業(yè)務對象；然后對需求進行合理分層，構建相對獨立的業(yè)務模塊；之后設計業(yè)務邏輯，利用多態(tài)、繼承、封裝和抽象的編程思想，實現(xiàn)業(yè)務需求；最后通過整合各模塊，達到高內(nèi)聚、低耦合的效果，從而滿足客戶要求。但是，如何給“對象”下一個嚴謹?shù)亩x，卻是一個棘手的問題，目前還沒有統(tǒng)一的認識。
　　在現(xiàn)實生活中，一般認為對象是行動或思考時作為目標的各種事物。對象所代表的本體可能是一個物理存在，也可能是一個概念存在。例如一枝花、一個人、一項計劃等。在使用計算機解決問題時，對象是作為計算機模擬真實世界的一個抽象，一個對象就是一個物理實體或邏輯實體，它反映了系統(tǒng)為之保存信息和（或）與它交互的能力。
　　在計算機程序中，對象相當于一個“基本程序模塊”，它包含了屬性（數(shù)據(jù)）和加在這些數(shù)據(jù)上的操作（行為）。對象的屬性是描述對象的數(shù)據(jù)，屬性值的集合稱為對象的狀態(tài)。對象的行為則會修改這些數(shù)據(jù)值并改變對象的狀態(tài)。因此，在程序設計領域，可以用“對象=數(shù)據(jù)+作用于這些數(shù)據(jù)上的操作”這一公式來表達。
　　下面以一個生活中常見的例子來說明對象這個概念。例如“椅子”這個對象，它是“家具”這個更大的一類對象的一個成員。椅子應該具有家具所具有的一些共性，如：價格、重量和所有者等屬性。它們的值也說明了椅子這個對象的狀態(tài)。例如，價格為100 元，重量為5 公斤，所有者是小王等。類似地，家具中的桌子、沙發(fā)等對象也具有這些屬性。這些對象所包含的成分可以用圖3.1 來說明。
　　對象的操作是對對象屬性的修改。在面向對象的程序設計中，對象屬性的修改只能通過對象的操作來進行，這種操作又稱為方法。比如上面的對象都有“所有者”這一個屬性，修改該屬性的方法可能是“賣出”，一旦執(zhí)行了“賣出”操作，“所有者”這個屬性就會發(fā)生變化，對象的狀態(tài)也就發(fā)生了改變�，F(xiàn)在的問題是，所有的對象都有可能執(zhí)行“賣出”操作，那么如何具體區(qū)分賣出了哪個對象，這是需要考慮的。面向對象的設計思路把“賣出”這個操作包含在對象里面，執(zhí)行“賣出”操作，只對包含了該操作的對象有效。因此，整個對象就會變成圖3.2 這個樣子。
　　由于對象椅子已經(jīng)包含了“賣出”操作，因此，當執(zhí)行“賣出”操作時，對象外部的使用者并不需要關心它的實現(xiàn)細節(jié)，只需要知道如何來調用該操作，以及會獲得怎樣的結果就可以了，甚至不需要知道它到底修改了哪個屬性值。這樣做不僅實現(xiàn)了模塊化和信息隱藏，有利于程序的可移植性和安全性，也有利于對復雜對象的管理。圖3.1 對象的屬性集合圖3.2 封裝了屬性和操作的對象
　　3.1.2 什么是類
　　“物以類聚”是人們區(qū)分、歸納客觀事物的方法。在面向對象系統(tǒng)中，人們不需要逐個去描述各個具體的對象，而是關注具有同類特性的一類對象，抽象出這樣一類對象共有的結構和行為，進行一般性描述，這就引出了類的概念。椅子、桌子、沙發(fā)等對象都具有一些相同的特征，由于這些相同的特征，它們可以歸為一類，稱為家具。因此，家具就是一個類，它的每個對象都有價格、重量及所有者這些屬性。也可以將家具看成是產(chǎn)生椅子、桌子、沙發(fā)等對象的一個模板。椅子、桌子、沙發(fā)等對象的屬性和行為都是由家具類所決定的。家具和椅子之間的關系就是類與類的成員對象之間的關系。類是具有共同屬性、共同操作的對象的集合。而單個的對象則是所屬類的一個成員，或稱為實例（instance）。在描述一個類時，定義了一組屬性和操作，而這些屬性和操作可被該類所有的成員所繼承，如圖3.3 所示。
　　圖3.3 由類到對象的繼承
　　圖3.3 表明，對象會自動擁有它所屬類的全部屬性和操作。正因為這一點，人們才會知道一種物品是家具時，主動去詢問它的價格、尺寸和材質等屬性。對于初學者而言，類和對象的概念最容易混淆。類屬于類型的范疇，用于描述對象的特性。對象屬于值的范疇，是類的實例。從集合的角度看，類是對象的集合，它們是從屬關系。也可以將類看成是一個抽象的概念，而對象是一個具體的概念。例如蘋果是一個類，而“桌子上的那個蘋果”則是一個對象。從編程的角度看，類和對象的關系可以看成是數(shù)據(jù)類型和變量的關系。還可以認為類是一個靜態(tài)的概念，而對象是一個動態(tài)的概念，它具有生命力。類和對象的關系可以用如圖3.4 所示這個實例來演示，如圖3.4 所示。
　　圖3.4 類與對象的關系
　　3.1.3 消息的定義
　　由上述內(nèi)容可知，對象的行為是通過其定義的一組方法來描述，對象的結構特征是由它的屬性來表現(xiàn)。但是，對象不會無緣無故地執(zhí)行某個操作，只有在接受了其他對象的請求之后，才會進行某一操作，這種請求對象執(zhí)行某一操作，或是回答某些信息的要求稱為消息。對象之間通過消息的傳遞來實現(xiàn)相互作用。消息一般有3 個組成部分：消息接收者（接收對象名）、接收對象應采用的方法以及方法所需要的參數(shù)。同時，接收消息的對象在執(zhí)行完相應的方法后，可能會給發(fā)送者返回一些信息。
　　例如，教師向學生布置作業(yè)“07 級計算機1 班做5 道習題”。其中，教師和學生都是對象，“07 級計算機1 班”是消息的接收者，“做習題”是要求目標對象——學生執(zhí)行的方法，“5 道”是要求對象執(zhí)行方法時所需要的參數(shù)。學生也可以向教師返回作業(yè)信息。這樣，對象之間通過消息機制，建立起了相互關系。由于任何一個對象的所有行為都可以用方法來描述，所以通過消息機制可以完全實現(xiàn)對象之間的交互。在Java 程序設計中，所需完成的功能任務就在對象之間的消息傳遞與相互作用之間完成。
　　3.1.4 面向對象的基本特征
　　在上述面向對象的基本概念基礎之上，不可避免地要涉及到面向對象程序設計所具有的4 個共同特征：抽象性、封裝性、繼承性和多態(tài)性。
　　1．抽象
　　抽象是人們認識事物的常用方法，比如地圖的繪制。抽象的過程就是如何簡化、概括所觀察到的現(xiàn)實世界，并為人們所用的過程。抽象是軟件開發(fā)的基礎。軟件開發(fā)離不開現(xiàn)實環(huán)境，但需要對信息細節(jié)進行提煉、抽象，找到事物的本質和重要屬性。抽象包括兩個方面：過程抽象和數(shù)據(jù)抽象。過程抽象把一個系統(tǒng)按功能劃分成若干個子系統(tǒng)，進行“自頂向下逐步求精”的程序設計。數(shù)據(jù)抽象以數(shù)據(jù)為中心，把數(shù)據(jù)類型和施加在該類型對象上的操作作為一個整體（對象）來進行描述，形成抽象數(shù)據(jù)類型ADT。所有編程語言的最終目的都是提供一種“抽象”方法。一種較有爭議的說法是：解決問題的復雜程度直接取決于抽象的種類及質量。其中，“種類”是指準備對什么進行“抽象”。匯編語言是對基礎機器的少量抽象。后來的許多“命令式”語言（如FORTRAN、BASIC 和C）是對匯編語言的一種抽象。與匯編語言相比，這些語言已有了較大的進步，但它們的抽象原理依然要求程序設計者著重考慮計算機的結構，而非考慮問題本身的結構。
　　在機器模型（位于“方案空間”）與實際解決的問題模型（位于“問題空間”）之間，程序員必須建立起一種聯(lián)系。這個過程要求人們付出較大的精力，而且由于它脫離了編程語言本身的范圍，造成程序代碼很難編寫，而且要花較大的代價進行維護。由此造成的副作用便是一門完善的“編程方法”學科。
　　為機器建模的另一個方法是為要解決的問題制作模型。對一些早期語言來說，如LISP和APL，它們的做法是“從不同的角度觀察世界”、“所有問題都歸納為列表”或“所有問題都歸納為算法”。PROLOG 則將所有問題都歸納為決策鏈。對于這些語言，可以認為它們一部分是面向基于“強制”的編程，另一部分則是專為處理圖形符號設計的。每種方法都有自己特殊的用途，適合解決某一類的問題。但只要超出了它們力所能及的范圍，就會顯得非常笨拙。
　　面向對象的程序設計在此基礎上則跨出了一大步，程序員可利用一些工具來表達問題空間內(nèi)的元素。由于這種表達非常普遍，所以不必受限于特定類型的問題。人們將問題空間中的元素以及它們在方案空間的表示物稱作“對象”。當然，還有一些在問題空間沒有對應體的其他對象。通過添加新的對象類型，程序可進行靈活的調整，以便與特定的問題配合。所以在閱讀方案的描述代碼時，會讀到對問題進行表達的話語。與以前的方法相比，這無疑是一種更加靈活、更加強大的語言抽象方法。
　　總之，OOP 允許人們根據(jù)問題，而不是根據(jù)方案來描述問題。然而，仍有一個聯(lián)系途徑回到計算機。每個對象都類似一臺小計算機；它們有自己的狀態(tài)，而且可要求它們進行特定的操作。與現(xiàn)實世界的“對象”或者“物體”相比，編程“對象”與它們也存在共通的地方：它們都有自己的特征和行為。
　　2．封裝
　　封裝是面向對象編程的特征之一，也是類和對象的主要特征。封裝將數(shù)據(jù)以及加在這些數(shù)據(jù)上的操作組織在一起，成為有獨立意義的構件。外部無法直接訪問這些封裝了的數(shù)據(jù)，從而保證了這些數(shù)據(jù)的正確性。如果這些數(shù)據(jù)發(fā)生了差錯，也很容易定位錯誤是由哪個操作引起的。
　　如果外部需要訪問類里面的數(shù)據(jù)，就必須通過接口（Interface）進行訪問。接口規(guī)定了可對一個特定的對象發(fā)出哪些請求。當然，必須在某個地方存在著一些代碼，以便滿足這些請求。這些代碼與那些隱藏起來的數(shù)據(jù)叫做“隱藏的實現(xiàn)”。站在過程化程序編寫（Procedural Programming）的角度，整個問題并不顯得復雜。一種類型含有與每種可能的請求關聯(lián)起來的函數(shù)。一旦向對象發(fā)出一個特定的請求，就會調用那個函數(shù)。通常將這個過程總結為向對象“發(fā)送一條消息”（提出一個請求）。對象的職責就是決定如何對這條消息作出反應（執(zhí)行相應的代碼）。
　　若任何人都能使用一個類的所有成員，那么可對這個類做任何事情，則沒有辦法強制他們遵守任何約束——所有東西都會暴露無遺。有兩方面的原因促使了類的編制者控制對成員的訪問。第一個原因是防止程序員接觸他們不該接觸的東西——通常是內(nèi)部數(shù)據(jù)類型的設計思想。若只是為了解決特定的問題，用戶只需操作接口即可，無需明白這些信息。類向用戶提供的實際是一種服務，因為他們很容易就可看出哪些對自己非常重要，以及哪些可忽略不計。進行訪問控制的第二個原因是允許庫設計人員修改內(nèi)部結構，不用擔心它會對客戶程序員造成什么影響。例如，編制
　　者最開始可能設計了一個形式簡單的類，以便簡化開發(fā)。后來又決定進行改寫，使其更快地運行。若接口與實現(xiàn)方法早已隔離開，并分別受到保護，就可放心做到這一點，只要求用戶重新鏈接一下即可。封裝考慮的是內(nèi)部實現(xiàn)，抽象考慮的是外部行為。符合模塊化的原則，使得軟件的可維護性、擴充性大為改觀。
　　3．繼承
　　繼承是一種聯(lián)結類的層次模型，并且允許和鼓勵類的重用，它提供了一種明確表述共性的方法。對象的一個新類可以從現(xiàn)有的類中派生，這個過程稱為類的繼承。新類繼承了原始類的特性，新類稱為原始類的派生類（子類），而原始類稱為新類的基類（父類）。派生類可以從它的基類那里繼承方法和實例變量，并且派生類可以修改或增加新的方法使之更適合特殊的需求。這也體現(xiàn)了大自然中一般與特殊的關系。繼承性很好地解決了軟件的可重用性問題。比如說，所有的Windows 應用程序都有一個窗口，它們可以看作都是從一個窗口類派生出來的。但是有的應用程序用于文字處理，有的應用程序用于繪圖，這是由于派生出了不同的子類，各個子類添加了不同的特性。關于繼承的詳細討論，將在本書4.1～4.2 節(jié)進行。
　　4．多態(tài)
　　多態(tài)也叫多態(tài)性，是指允許不同類的對象對同一消息作出響應。比如同樣的加法，把兩個時間加在一起和把兩個整數(shù)加在一起肯定完全不同。又比如，同樣的選擇“編輯”和“粘貼”操作，在字處理程序和繪圖程序中有不同的效果。多態(tài)性包括參數(shù)化多態(tài)性和運行時多態(tài)性。多態(tài)性語言具有靈活、抽象、行為共享和代碼共享的優(yōu)勢，很好地解決了應用程序函數(shù)同名問題。關于多態(tài)性的討論，將在4.4 節(jié)進行。最后，以Alan Kay 的話作為本節(jié)的結束語。他總結了Smalltalk（這是第一種成功的面向對象程序設計語言，也是Java 的基礎語言）的5 大基本特征。通過這些特征，讀者可以理解“純粹”的面向對象程序設計方法。
　�。�1）所有東西都是對象。可將對象想象成一種新型變量，它保存著數(shù)據(jù)，但可要求它對自身進行操作。理論上講，可從要解決的問題上，提出所有概念性的組件，然后在程序中將其表達為一個對象。
　　（2）程序是一大堆對象的組合。通過消息傳遞，各對象知道自己該做些什么。為了向對象發(fā)出請求，需向那個對象“發(fā)送一條消息”。更具體地講，可將消息想象為一個調用請求，它調用的是從屬于目標對象的一個子例程或函數(shù)。
　　（3）每個對象都有自己的存儲空間，可容納其他對象。或者說，通過封裝現(xiàn)有對象，可制作出新型對象。所以，盡管對象的概念非常簡單，但在程序中卻可達到任意高的復雜程度。
　�。�4）每個對象都有一種類型。根據(jù)語法，每個對象都是某個“類（Class）”的一個“實例”。其中，“類”是“類型（Type）”的同義詞。一個類最重要的特征就是“能將什么消息發(fā)給它？”。
　�。�5）同一類所有對象都能接收相同的消息。這實際是別有含義的一種說法，讀者不久便能理解。例如，由于類型為“圓（Circle）”的一個對象也屬于類型為“形狀（Shape）”的一個對象，所以一個“圓”完全能接收“形狀”的消息。這意味著可讓程序代碼統(tǒng)一指揮“形狀”，令其自動控制所有符合“形狀”描述的對象，其中自然包括“圓”。這一特性稱為對象的“可替換性”，是OOP 最重要的概念之一。
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