2.1　Java語言基礎

2.1.1　面向對象編程

在軟件開發流行初期，開發者普遍使用面向過程編程模式，面向過程是一種以事件為中心的編程思想，主要關注“怎么做”。開發者把需要解決的問題切割為多個步驟，然后按照一定的順序，通過函數實現這些步驟，但是隨著軟件規模的不斷增大，軟件迭代過程中的可擴展性也變得越來越重要。當擴展一個新功能時，面向過程的編程模式可能需要重構整個項目，因此，開發者開始將另一種開發思想引入程序中，即面向對象的開發思想。

面向對象編程OOP（Object Oriented Programming），是一種以對象為中心的編程思想，主要關注“誰來做”。面向對象的思想是人類最自然的一種思考方式，程序設計過程中盡可能模擬人類的思維方式，使得軟件開發方法與過程盡可能接近人類認識世界、解決現實問題的方法和過程。OOP=對象+類+繼承+多態+消息，其中對象和類是核心部分。

對象是事物存在的具體表現形式。一個人、一臺計算機、一只大雁等都能稱為對象，所以對象是組成系統的最基礎的單位。在程序設計中，一般會思考一個對象具有哪些部分。以人為例，觀察一個人一般會先觀察這個人的表象屬性：高矮、胖瘦、性別，然后觀察其動作行為：微笑、行走、說話，如圖2.1所示，因此，人們一般通過對象的屬性和行為來認識一個對象。

圖2.1　當一個人作為對象

類是對現實世界的抽象，是一個抽象的概念集合，不能將單個事物描述成一類，就好像不能把一只鳥稱為鳥類。類是同一類事物的統稱。同一類事物通常具有一些相似特征，例如鳥類，鳥類具有翅膀這一屬性，并且可以通過這一屬性實現飛行的行為。像這樣具有相同屬性和行為的一類實體，將它稱為類。類是封裝對象的屬性和行為的載體，如圖2.2描述了鳥類所封裝的部分共有屬性和行為。

圖2.2　鳥類共有的部分屬性和行為

類和對象的關系就像模具和鑄件的關系一樣，類的實例化結果是對象，而將對象抽象出來就是類，換句話說，類描述了一類具有相同屬性和行為的對象。

2.1.2　Java程序基本結構

這是一段簡單的Java程序，代碼如下：

    //hello.java
    package hello                                 //定義包名
　　
    public class Structure {                      //創建類
         static int num = 1;                      //定義類的成員變量
        public static void main(String[]args){    //定義主方法
             String str = "這是Java程序";         //定義局部變量
             System.out.println(num);             //輸出成員變量的值
             System.out.println(str);             //輸出局部變量的值
        }
    }

一段簡單的Java程序基本上可以由以下幾個部分組成。

1．包名

Java文件的第一行應先聲明本文件所屬的包。包可以簡單地理解為“文件夾目錄”。當新建一個Java工程時，工程中有一個src文件夾，這個文件夾可以簡單地理解為“源碼文件夾”，package包名就是在這個文件夾下的路徑，Java中通過package關鍵字定義包名。例如在某個Java文件里，package包名為com.huawei.myapplication，如圖2.3所示。

圖2.3　包名com.huawei.myapplication

則它在src文件夾中的路徑如圖2.4所示。

圖2.4　com.huawei.myapplication包文件路徑

2．類和對象

類是具有共同屬性和行為的對象的集合，用來描述一類對象的行為和狀態，是客觀世界中某類群體的一些基本特征抽象。對象則是類的實例化，指一個個具體的東西。如動物可以表示為一個類，但它只是一個概念，不存在具體的實體，而動物中每個實體，如一只貓、一條狗等，都可以稱為一個對象。

在Java中類需要使用class關鍵字進行定義，使用new關鍵字創建對象，代碼如下：

    //定義Animal類
    public class Animal{
        //類的主體內容
    }
　　
    //創建Animal對象
    Animalanimal = new Animal();

3．類的成員變量和成員方法

對象擁有的屬性稱為類的屬性，類的成員變量定義了類的屬性，如動物類中，一般有名字、顏色、年齡等屬性。定義類的成員變量示例代碼如下：

    //定義Animal類的成員變量
    public class Animal{
        public String name;           //名字
        public String color;          //顏色
        private int age;              //年齡
    }

對象執行的操作稱為類的方法，類的成員方法定義了類的行為。如動物類中，一般有行走、進食、睡覺等行為。一個完整的方法，主要由方法名、方法參數、返回值類型和方法體組成。定義類的成員方法示例代碼如下：

    //定義Animal類的成員方法
    public class Animal{
        public void sleep(){
             System.out.println("現在在睡覺");
        }
    }

4．主方法

main方法是程序的入口，根據Java的語言規范，main方法必須聲明為public，且main方法必須是靜態的，用關鍵字static修飾。void表示該方法不需要有返回值。