3.3 示例程序設(shè)計(jì)的Java語法要點(diǎn)

3.3.1 類和對象

1.類的定義

將具有相同屬性及相同行為的一組對象稱為類，它是Java程序的基本組成單元。類、屬性和方法的定義格式和作用如下。

[修飾符]class類名[extends父類名][implements接口1，接口2]{

類屬性聲明：[修飾符]屬性類型 屬性名

類方法聲明：[修飾符]返回值類型 方法名（形式參數(shù)表）[throw異常]{}

}

1）修飾符定義了類、屬性和方法的訪問特性及其他特性。修飾符包括public、private、protected、static、final、abstract等。

2）繼承是由現(xiàn)有的類創(chuàng)建新類的機(jī)制。子類（新的類）通過關(guān)鍵字extends繼承父類（被繼承的類）。Java的類只能有一個直接父類，使用接口可以實(shí)現(xiàn)多重繼承。一個類可以通過關(guān)鍵字implements實(shí)現(xiàn)一個或多個接口。

3）類屬性也稱為字段或成員變量，它的作用域是整個類。

4）類方法定義了該類的對象所能完成的某一項(xiàng)具體功能。類的構(gòu)造方法是一種特殊的方法，它的定義方式與普通方法的區(qū)別包括以下3點(diǎn)：

①構(gòu)造方法的名稱和類名相同；

②構(gòu)造方法沒有返回值；

③構(gòu)造方法在創(chuàng)建對象時被自動調(diào)用。

以下是創(chuàng)建機(jī)器人仿真程序gl_robot中部件part0部分的示例代碼：

2.創(chuàng)建對象

Java程序用類創(chuàng)建對象，通過對象之間的信息傳遞完成各種功能。創(chuàng)建對象就是在內(nèi)存中開辟一段空間，存放對象的屬性和方法。創(chuàng)建對象分為聲明對象和實(shí)例化對象兩個步驟，它們的格式如下：

類名 對象名； //對象的聲明

對象名=new 類名（參數(shù)列表）； //對象的實(shí)例化

也可以將兩個步驟合為一個步驟，如下：

類名 對象名=new類名（參數(shù)列表）； //對象的聲明和實(shí)例化

以下是機(jī)器人仿真樣機(jī)gl_robot中部件part0～part2的聲明和實(shí)例化的示例代碼：

public class viewRenderer implements Renderer{

//加載part0

private_part0 part0=new_part0（）；

//加載part1

private_part1 part1=new_part1（）；

//加載part2

private_part2 part2=new_part2（）；

//

……

}

3.對象的使用

通過訪問對象的屬性和方法可以使用對象，需要使用引用運(yùn)算符“.”完成，其格式如下：

對象名.屬性名 //使用對象中的屬性

對象名.方法名 //使用對象中的方法

以下是機(jī)器人仿真程序gl_robot中使用對象_surface的屬性和方法的示例代碼：

//加載surface類

_surface surface=new_surface（）；

//調(diào)用surface類的rect_vertex（）方法

surface.rect_vertex（p0，p1，p2，p3，normal_p0）；

//引用surface類的變量

vtx_n=surface.vtx_n；

3.3.2 枚舉類型

Java 5以后的版本開始支持枚舉類型。當(dāng)需要一個有限集合，而且有限集合中的數(shù)據(jù)為特定值時，可以使用枚舉類型。枚舉類型的定義使用關(guān)鍵字enum，其語法格式如下：

以下是枚舉類型OP_MODE的示例代碼：

public enumOP_MODE{

AUTOMATIC， //自動模式

JOG， //手動模式

EDIT， //編輯模式

NULL //空閑

}

3.3.3 數(shù)組

數(shù)組是類型相同的有序數(shù)據(jù)集合，提供數(shù)據(jù)的順序操作和處理機(jī)制。

1.數(shù)組的聲明和初始化

下面以一維數(shù)組為例介紹數(shù)組的聲明和初始化過程。

一維數(shù)組的聲明和初始化方法為：

數(shù)組類型[]數(shù)組名；

數(shù)組名=new數(shù)組類型[元素?cái)?shù)目]；

或

數(shù)組類型[]數(shù)組名=new數(shù)組類型[元素?cái)?shù)目]；

以下是一個元素?cái)?shù)目為N的整型變量數(shù)組a的聲明和初始化示例：

int[]a=new int[N]；

2.數(shù)組的引用

Java語言的數(shù)組元素引用方法與C語言相同，下面是一個一維數(shù)組的引用示例：

b=a[i]；

3.多維數(shù)組

使用多維數(shù)組可以處理更復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下是一個二維數(shù)組的聲明和初始化示例：

int[][]a=new int[N][M]；//N和M是整型變量或常數(shù)

3.3.4 String類

1.String類字符串的初始化

使用String類可以定義字符串對象。下面介紹聲明和初始化字符串的示例。

聲明字符串對象s1：

String s1；

用關(guān)鍵字new創(chuàng)建空白字符串對象s2：

String s2=new String（）；

用賦值方式聲明和初始化一個字符串對象s3：

String s3="OK！"；

2.String類字符串與基本數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換

將基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)化成String類字符串有以下兩種方法：

1）Java提供String.valueOf（）靜態(tài)方法，它的功能是返回變量的字符串形式，例如：

intnum=12345；

String str1=String.valueOf（num）；//str1的內(nèi)容是“12345”

2）使用“字符串+操作數(shù)”形式時，操作數(shù)會被自動轉(zhuǎn)換為字符串類型，例如：

int axisNum=8；

String str2="最大軸數(shù)"+axisNum； //str2的內(nèi)容是“最大軸數(shù)8”

基本數(shù)據(jù)類型都有一個對應(yīng)的包裝類（Wrapper Class），例如，int類型對應(yīng)Integer類，float類型對應(yīng)Float類。調(diào)用這些包裝類的相應(yīng)方法即可實(shí)現(xiàn)String類字符串向基本數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)化，例如：

String s1="10"；

int i=Integer.parseInt（s1）；

String s2="3.14"

float f=Float.parseFloat（s2）；

3.3.5 異常處理

異常是程序運(yùn)行過程中發(fā)生的、會打斷程序正常執(zhí)行的事件，例如被0除溢出、數(shù)組越界、文件丟失等都屬于異常情況。3.3.4小節(jié)最后一段程序中的方法parseInt（）和parseFloat（）在執(zhí)行String字符串轉(zhuǎn)化時，如果字符串不合法也會拋出異常。

Java語言提供了try-catch-finally語句，用于實(shí)現(xiàn)異常的捕獲和處理，其格式如下：

try{

可能拋出異常的語句塊

}catch（異常類異常對象）{

發(fā)生異常時的處理語句

}finally{//finally語句塊是可以省略的且一定會運(yùn)行到的程序代碼

}

使用try-catch-finally語句后，String類字符串轉(zhuǎn)化成基本數(shù)據(jù)類型的完整代碼如下：

try{

String s1="10"；

int i=Integer.parseInt（s1）；

String s2="3.14"

float f=Float.parseFloat（s2）；

}catch（NumberFormatException exp）{

//發(fā)現(xiàn)非法字符，報(bào)警

……

}

Java語言還支持在程序中使用關(guān)鍵字throw拋出異常及自定義異常種類，請查閱相關(guān)Java語法參考書了解這些語法規(guī)則的詳細(xì)內(nèi)容。

3.3.6 包的應(yīng)用

包（Package）又稱為類庫，是Java語言的重要部分。包是類和接口的容器，用于分隔類名空間，一般將一組功能相近或者相關(guān)的類和接口放在一個包中，不同包中的類名可以相同。

創(chuàng)建包是指在當(dāng)前目錄下創(chuàng)建與包名結(jié)構(gòu)一致的目錄結(jié)構(gòu)，并將指定的類文件放入該目錄。包的聲明使用關(guān)鍵字package。package語句必須是Java代碼文件的第一條可執(zhí)行語句，而且一個文件中最多只能有一條package語句。以下是機(jī)器人仿真程序gl_robot中包的聲明語句，它指明該文件定義的類屬于包c(diǎn)om.example.gl_robot：packagecom.example.gl_robot； //gl_robot程序包的定義

包的引用分為兩種方式。

第一種方式是將包名作為類名的一部分，采用“包名.類名”的格式訪問其他包中的類。例如要訪問java.util包中的Timer類，則該類可以寫成java.util.Timer。

第二種方式是使用import命令將某個包內(nèi)的類導(dǎo)入，程序代碼不用寫被引用的包名。例如在代碼的開始部分加上“import java.util.*；”，則在程序的其他地方可以直接訪問Timer類。以下是import語句的示例代碼，其中通配符“*”代表包中的所有類：

import java.net.*； //引用java.net包的全部類

import android.widget.Button； //引用Android系統(tǒng)的Button控件

JDK中包括多種實(shí)用的包，如表3.5所列。java.lang包是編譯器自動加載的，因此使用該包中的類時，可以省略“import java.lang.*”語句。

表3.5 Java的常用包及其功能

3.3.7 數(shù)學(xué)運(yùn)算

java.lang包中提供了一個Math類，Math類包含用于執(zhí)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的方法，如初等指數(shù)、對數(shù)、平方根和三角函數(shù)等。表3.6和表3.7分別列舉出了Math類中靜態(tài)常量和常用的方法。

表3.6 Math類的靜態(tài)常量

表3.7 Math類的常用方法