1.2 面向對象

1.2.1 面向對象語言的誕生

編程本質上是和計算機打交道，用程序去控制計算機的行為，從而解決現實世界中的各種問題。但計算機是個極其復雜的系統，并不是每個編寫程序的人都需要打開電腦機箱，搞清楚它的內部結構和工作原理（如圖1-3所示）。

圖1-3 計算機與程序員

將計算機的機器細節變成人腦容易理解和記憶的形式，將計算機的世界和人類日常生活的世界聯系起來，這就是編程語言所要完成的任務。編程語言的發展就是從計算機世界向現實世界，從計算機思維向人類思維不斷靠攏的過程。

計算機的世界中只有1和0兩個數字，最早的“編程語言”是在長長的紙帶上用打孔和不打孔來表示1和0，以此來操縱計算機的。這樣的方法費時費力費資源，一個簡單的程序需要的紙帶就多到令人發指的地步。此外，它還很容易出錯，一個孔打錯就意味著一整條紙帶的報廢，讓人欲哭無淚。

紙帶時代之后，匯編語言出現了，寫程序不再等于打孔，寫程序的人不必再用0和1思考，一條條的匯編指令代替了讓人抓狂的紙帶。這是一個巨大的進步。

匯編語言之后，出現了BASIC和C等高級語言，復雜的匯編指令消失了，程序代碼在可讀性、可維護性等方面都有了很大提升。可是，程序語言仍然是貼近計算機邏輯的東西，離人類思考問題的模式尚有很大的距離。

從打孔紙帶到匯編指令，再到高級語言中的函數，接下來，面向對象語言出現了，Java就是其中的典型代表，它的口號是：一切都是對象（如圖1-4所示）。

圖1-4 語言的發展

1.2.2 建立“一切都是對象”的觀念

“面向對象”的英文原名叫“Object-Oriented”，簡稱OO，根據翻譯的不同，它也有其他不同的稱謂，如臺灣地區慣用“物件導向”這種叫法。在 Java 的世界中，所有的東西都有一個統一的稱謂——對象。對象是什么呢？簡單說來，對象=屬性+方法（如圖1-5所示）。

圖1-5 對象

屬性也可以稱為特性，它從靜態上描述了該對象的各種特性；方法也可以稱做行為，它從動態上描述了該對象能夠做的事情。例如，一個人的屬性可以包括姓名、年齡、性別等，一個人的行為可以包括思考、說話、吃飯、睡覺等。

理論上，人們腦海中的任何東西都能成為程序中的對象。小到一粒沙，大到一個宇宙都可以是對象；不僅包括實實在在的東西，就連“思想”和“靈魂”這些抽象的概念也可以變成對象——總之，只要能用屬性+方法的形式來描述的東西，都可以成為對象（如圖1-6所示）。

圖1-6 面向對象的Java

了解了對象的概念之后。在面向對象的世界里，所謂的“程序”就不再是一條條的命令，而是成堆的對象組合在一起，通過彼此間傳遞消息互相協作，從而完成特定的任務。例如“上課”這個簡單的事情，便可以轉化為“學生”對象和“老師”對象之間的關系。這和現實世界是一致的。與BASIC、C這些高級語言相比，Java這樣的面向對象語言更加符合人類認識問題、思考問題的模式。

1.2.3 認識對象的模具——類

以“上課”為例，這個例子中同班的學生們除了姓名、年齡、性別等屬性不同之外，其他屬性是完全相同的，所以他們都屬于同一“類”。

“類”是面向對象程序設計中一個極其重要的概念（如圖1-7所示）。讀者已經知道，對象包含了屬性及行為。“類”便是有著共同屬性及共同行為對象的總稱。在面向對象的Java程序設計中，所有的個體都是對象，每個對象都屬于特定的類，類定義了屬于該類對象的屬性及行為。例如屬于“學生”這個類的對象，都具有姓名、年齡、性別等屬性，只是這些屬性的值不一樣。除了屬性之外，他們還都具有“記筆記”等“學生”類所定義的行為。

圖1-7 類和對象

類就像是對象的模具，程序員只要設置好了類，那么屬于該類的對象想產生多少就產生多少。這個產生的過程稱為類的“實例化”，所產生出來的對象，稱做類的實例。

在Java里面，用關鍵字Class來表示類。前面所說的“學生”類名字是Student，它有3個屬性：

（1）name：姓名，字符串類型。

（2）age：年齡，整數類型。

（3）sex：性別，字符串類型。

因此，這個“學生”類——Student，可以用Java代碼描述如下（參見清單1-1）。

清單1-1

    class Student {
        String name;    // 姓名
        int   age;      // 年齡
        String sex;     // 性別
        /**
        * 學生上課記筆記
        */
        void takeNote(){
            System.out.println("我是" + name);
            System.out.println("今年" + age + "歲" );
            System.out.println("性別" + sex);
            System.out.println("我開始記筆記了");
        }
    }

還沒有為這個類創建構造函數（這種情況下，Java 編譯器會自動為其創建一個無參數的構造函數），它只有一個叫做takeNote的方法，表示上課記筆記這個行為。方法中使用了System.out對象，調用它的println方法，向控制臺輸出信息。

為了測試這個類，讀者需要為它加上一個main方法。main方法是每個Java應用程序都必須有的，每一個Java應用程序都是由main方法開始的，而main方法執行完畢就意味著該應用程序的結束。

添加了main方法之后，Student類變成了下面這個模樣（參見清單1-2）。

清單1-2

在main方法中，讀者可以看到，這里通過關鍵字new創建了一個叫做zhouxingxing的Student類型的對象，然后對它的各項屬性進行賦值，姓名設為“JavaWeb愛好者”，年齡設為20歲，性別設為男。最后，調用他的takeNote方法，讓這個學生記筆記。

運行這個簡單的程序，就可以在控制臺上看到如下輸出：

    我是JavaWeb愛好者
    今年20歲
    性別男
    我開始記筆記了

以上通過代碼展示了一個簡單類的創建以及使用——與其說簡單，不如說它非常的簡陋。如果讀者具備Java編程的基礎知識，可以很容易地指出其中的問題：比如，類的屬性應該是對外部隱藏的，對屬性的訪問和修改應該通過標準的get和set方法；類及其屬性、方法等應有明確的訪問修飾符；等等。本書的重點在于講解應用開發，但是牢固的基礎知識和嚴格的編程規范是極為重要的，一些讀者寫了很多的代碼，編寫了很多的程序，但對一些基礎的知識卻不甚了解，這是本末倒置的做法，對提高自己的水平是不利的。“萬丈高樓平地起”，扎實的基本功是寫出好程序的基礎。在今后的知識講解中，筆者將會把重要的基礎知識融入其中，請讀者牢記它們。即使曾經學習過，也請再溫習一遍，說不定會發現以前不曾注意到的東西。

有些沒有使用過 Java 開發工具的讀者可能會無法去比對，不過不用著急，這里主要是向讀者示范。在下一節，筆者會詳細介紹開發工具的使用。