1.6　Java程序的基本結構

Java語言的程序流由若干條語句組成。在此之前所編寫的程序都是一行一行的，由上而下，從左到右執行的。如果程序只能這樣執行，那么程序能做的工作將會受到限制。有時可能需要控制程序執行的過程，例如，重復執行某一程序段或當一個條件出現時才執行某一程序段，而這些變化可以通過流程控制結構的相應語句來完成。

三種基本的程序結構分別為順序結構、分支結構和循環結構。順序結構是每條代碼都按照先后順序被執行一次；分支結構是僅有部分代碼被執行一次；循環結構是部分代碼在某種條件下被反復執行。Java中還有一種特殊的程序結構稱為跳轉，可以用break或continue來改變程序的執行，實現跳轉。這些基本的程序結構語句，看起來很簡單，但其各種組合，一起構成了千變萬化的算法，所以，學習算法之外，還要掌握一種實現算法的程序語言基本語句。本書講解的是Java，讀者也可以把它們轉化成其他程序設計語言。

1.6.1　類是一個基本單元

編寫程序，特別是閱讀程序之前，首先需要了解程序的基本結構和組成單元，以方便剖析代碼的組成。Java是面向對象的編程語言，不同于Pascal、C等面向過程的編程語言。面向對象編程用不同的方法分析和解決問題。熟悉C語言的讀者在用Java編程時不能照搬傳統的面向過程的求解問題的方法，而必須先將自己的思想轉入一個面向對象的世界。但這種轉變比較難，讀者首先需要熟悉面向對象設計和編程的基本思想和基本概念。

面向對象編程（Object Oriented Programming，簡稱OOP）用與現實世界更一致、與人的思維模式更一致的方法來分析解決問題。面向對象編程的核心是“對象”。在現實世界中，人們無時無刻不與對象打交道。例如，磁盤、電視機、汽車、輪胎、人等，這一切都是對象。對象有兩個基本特點：狀態和行為。例如，汽車有質量、顏色和速度等狀態，也有啟動、轉彎、加速等操作；人有獨特的狀態：名字、高矮、性別、健康等，而且還具有行走、休息和工作等行為。軟件對象根據現實世界的對象建立，既可以表示現實世界中的事物，也可以表示事件。

在面向對象編程中，有很多對象共享某些屬性和方法。可以利用同一類的對象共享一些屬性和方法的特點，創造一個創建對象的母體。這種軟件母體稱為類。也就是說，類是定義同一類對象的屬性和方法的藍圖或原形，對象是類的一個實例。

Java提供了幾千種類，有的用于圖形界面設計，有的用于數據庫操作，有的用于網絡編程等。另外，應用開發人員為解決實際問題也可創建用戶自定義類。

類是面向對象程序的基本要素。它包含兩個部分：類說明和類的主體。

類的定義格式如下：

與C++不同，Java中即使是一個最簡單的程序也必須寫成類。而C++中，簡單的程序中完全可以不出現類，寫一個main函數就可以了。要注意Java和C++在這一點上的區別。

說明：類的說明部分是用戶可見部分。在這個部分對類的一些性質進行聲明，包括類的修飾符、類名等。

（1）修飾符：是影響類生存空間和可訪問性的關鍵字。常用的一種修飾符是public。它表示允許其他任何類訪問。修飾符缺省時，這個類稱為友好類。

（2）類名：緊跟在關鍵字class之后，類名的命名要符合Java標識符的命名規則，類的主體由兩部分構成：變量定義和方法定義。變量用來描述屬性，方法用來描述行為。類實體跟在類的聲明之后，用一對花括號{}界定。

1.6.2　main方法

在C++程序中，main方法的聲明可以是int main（）或void main（），相對比較靈活。而在Java中，main方法作為Java應用程序的入口，寫法基本是固定的，例如：

public static void main（String args[]）

唯一可以做修改的是main方法中傳遞的字符數組的名稱，可以不用args的名稱。還有，按照Java語言的約定，聲明數組時方括號也可以緊跟類型。main方法還可以寫成：

public static void main（String[] yourName）

實際上不管上面的哪種寫法，可以看到：

（1）main方法必須定義成public，即公有的；

（2）main方法必須定義成static，即靜態方法；

（3）main方法的返回類型固定為void；

（4）main方法接收一個字符串數組作為參數。

讀者在剛開始學習Java時，可能覺得main方法的書寫太煩瑣，多寫一些程序后，逐步就會習慣了。main方法的固定寫法，必須要牢記。而當以后使用集成開發環境后，寫main方法相對就比較簡單。在NetBeans中，輸入psvm后按展開模板鍵（默認是Tab鍵，可以設置為空格鍵或Enter鍵），就可以自動填充main方法。

1.6.3　自定義方法

軟件對象是變量和方法的集合。根據現實世界的對象建立，軟件對象與客觀世界的對象存在著一一對應的映射關系。面向對象語言用變量描述對象的狀態，用方法描述對象的行為。

方法聲明的基本格式如下：

方法聲明的第一行是方法頭。

（1）方法名是一個標識符。參數列表用圓括號界定，參數之間用逗號分隔。每個參數由參數類型和參數名組成。參數類型可以是基本數據類型，也可以是類。

（2）方法名前必須指明方法返回值的類型。返回值類型可以是基本類型或引用類型。若方法無返回值，則返回值類型是void。一個方法最多返回一個值。若方法需要返回計算結果，可用帶表達式的return語句。若無返回值，可以不用return語句，或者使用不帶表達式的return語句，即：

return；

（3）參數表由0個或多個參數構成。每個參數包括參數類型和參數名。參數類型可以是基本類型，也可以是引用類型。

（4）修飾符是可選項，public和private是常用的修飾符。在方法頭后面是方法體，由花括號界定方法體，包括變量聲明和語句。

方法體中聲明的變量是局部變量，只有在該方法內才有效。如果局部變量與類的成員變量同名，則局部變量屏蔽類的成員變量。局部變量和成員變量的另一個區別是，成員變量有默認值，而局部變量卻沒有。

1.6.4　System.out.println的使用

System是位于java.lang包下的一個常用類。java.lang包稱為Java的核心包，在這個包下的類可以直接使用，無須使用import語句導入。System類提供了很多的常用方法，如currentTimeMillis方法可以得到時間信息，getProperties方法可以得到當前計算機系統的相關信息。System類中有一個靜態的對象out，out是PrintStream的對象，提供了print和println這樣的常用方法，用于在控制臺上輸出信息。具體要在控制臺上輸出信息時，使用“System.out.println（參數）；”的語法形式即可。

此外，為了在控制臺得到輸出結果，也可以使用“System.out.print（參數）；”的語法形式。這里使用的print方法與println方法的區別是：print在顯示參數后，并不將光標移動到下一行的開頭，而println（）在顯示參數后，自動將光標位置移到下一行（與文本編輯器里按Enter鍵類似）。此外Java也可以使用System.out.printf（）完成數據的輸出，該用法完全類似于C語言的printf函數。System.out.printf（）的一般格式如下：

System.out.printf（格式控制部分，表達式1，表達式2，…）；

格式控制部分由普通字符和％d、％s、％f、％ld之類的格式控制符號組成，普通字符原樣輸出，格式符號用來輸出表達式的值。例如：

System.out.printf（"％d和％d的和為："，a，b，a+b）；

1.6.5　一個簡單而完整的程序

編寫Java程序，打印幾個特定字符的ACSII碼，包括數字0和9，大寫字母A和Z，小寫字母a和z。

【程序1-2】

【分析】程序中dispAscii方法的聲明為public void dispAscii（char ch），它的功能是接收一個字符類型的變量，將這個字符對應的ASCII碼打印在控制臺上。此方法不是靜態（static）方法，因此，應該使用“對象名.方法名（參數）”的語法形式來調用。在調用println方法時，使用了加號將多個部分連接起來。

打印特定字符的ASCII碼如圖1-21所示。