Java编程思想第一周
- Flag高高立起:本系列目的为一年内吃透《JAVA编程思想》,暂定形式为引用原文加自我见解的形式,其中无序列表后的为见解,每周五上传这一周的笔记。
- Today:2020-06-19
对象入门
1.1抽象的进步
汇编语言是对基础机器的少量抽象。后来的许多“命令式”语言(如FORTRAN,BASIC 和 C)是对汇编语言的一种抽象。与汇编语言相比,这些语言已有了长足的进步,但它们的抽象原理依然要求我们着重考虑计算机的结构,而非考虑问题本身的结构。在机器模型(位于“方案空间”)与实际解决的问题模型(位于“问题空间”)之间,程序员必须建立起一种联系。这个过程要求人们付出较大的精力,而且由于它脱离了编程语言本身的范围,造成程序代码很难编写,而且要花较大的代价进行维护。由此造成的副作用便是一门完善的“编程方法”学科。
- 高级语言就是一种对于低级语言更加抽象后产出的结果,而低级语言是相对于汇编语言的抽象。在抽象后就可以抛弃硬件层面的问题,从而更加关注需要接近的问题。例如在c语言中还需要知道数组溢出的结果与内存的结构相关,但是在Java中就不需要考虑这个问题。
我们可理解“纯粹”的面向对象程序设计方法是什么样的:
(1) 所有东西都是对象。可将对象想象成一种新型变量;它保存着数据,但可要求它对自身进行操作。理论上讲,可从要解决的问题身上提出所有概念性的组件,然后在程序中将其表达为一个对象。
(2) 程序是一大堆对象的组合;通过消息传递,各对象知道自己该做些什么。为了向对象发出请求,需向那个对象“发送一条消息”。更具体地讲,可将消息想象为一个调用请求,它调用的是从属于目标对象的一个子例程或函数。
(3) 每个对象都有自己的存储空间,可容纳其他对象。或者说,通过封装现有对象,可制作出新型对象。所以,尽管对象的概念非常简单,但在程序中却可达到任意高的复杂程度。
(4) 每个对象都有一种类型。根据语法,每个对象都是某个“类”的一个“实例”中,“类”(Class)
是“类型”(Type)的同义词。一个类最重要的特征就是“能将什么消息发给它?”。
(5) 同一类所有对象都能接收相同的消息。这实际是别有含义的一种说法,大家不久便能理解。由于类型为“圆”(Circle)的一个对象也属于类型为“形状”(Shape)的一个对象,所以一个圆完全能接收形状消息。这意味着可让程序代码统一指挥“形状”,令其自动控制所有符合“形状”描述的对象,其中自然包括“圆”。这一特性称为对象的“可替换性”,是OOP最重要的概念之一。
- 万物皆对象。
- 程序由对象之间的调用组成。
- 对象可以包含,并且任意的嵌套多级。
- 每一个对象都是具有自身的类型。
- 简单说就是子类出现的地方父类一定可以替换,因为子类就是父类的特化。让代码的运行保证可行性,可预期性。
1.3实现方案的隐藏
“接口”(Interface)规定了可对一个特定的对象发出哪些请求。然而,必须在某个地方存在着一些代码,以便满足这些请求。这些代码与那些隐藏起来的数据便叫作“隐藏的实现”。站在程式化程序编写(Procedural Programming)的角度,整个问题并不显得复杂。一种类型含有与每种可能的请求关联起来的函数。一旦向对象发出一个特定的请求,就会调用那个函数。我们通常将这个过程总结为向对象“发送一条消息”(提出一个请求)。对象的职责就是决定如何对这条消息作出反应(执行相应的代码)。
- 接口是一种显式的定义对象可以存在何种请求或功能,但是具体如何实现则需要一些代码来实现,而这些实现并不需要显示的表达出来。
- 接口只是规定了是否存在,对象自身决定了如何反应。
有两方面的原因促使我们控制对成员的访问。第一个原因是防止程序员接触他们不该接触的东西——通常是内部数据类型的设计思想。若只是为了解决特定的问题,用户只需操作接口即可,毋需明白这些信息。我们向用户提供的实际是一种服务,因为他们很容易就可看出哪些对自己非常重要,以及哪些可忽略不计。进行访问控制的第二个原因是允许库设计人员修改内部结构,不用担心它会对客户程序员造成什么影响。例如,我们最开始可能设计了一个形式简单的类,以便简化开发。以后又决定进行改写,使其更快地运行。若接口与实现方法早已隔离开,并分别受到保护,就可放心做到这一点,只要求用户重新链接一下即可。Java 采用三个显式(明确)关键字以及一个隐式(暗示)关键字来设置类边界:public,private,protected 以及暗示性的friendly。若未明确指定其他关键字,则默认为后者。这些关键字的使用和含都是相当直观的,它们决定了谁能使用后续的定义内容。“public”(公共)意味着后续的定义任何人均可使用。而在另一方面,“private”(私有)意味着除您自己、类型的创建者以及那个类型的内部函数成员,其他任何人都不能访问后续的定义信息。private在您与客户程序员之间竖起了一堵墙。若有人试图访问私有成员,就会得到一个编译期错误。“friendly”(友好的)涉及“包装”或“封装”(Package)的概念——即Java 用来构建库的方法。若某样东西是“友好的”,意味着它只能在这个包装的范围内使用(所以这一访问级别有时也叫作“包装访问”)。“protected”(受保护的)与“private”相似,只是一个继承的类可访问受保护的成员,但不能访问私有成员。继承的问题不久就要谈到。
- 控制对对象成员的的访问就是为了保持程序的稳定性,包括不会被外部程序员进行修改,和自身的修改不会对运行结果产生运行。关键字:public,private,protected。
Java编程思想第一周