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Java Gossip: 使用类（Class）定义对象

对象导向设计中，对象并不是凭空产生的，您必须先定义您的对象，您要一个规格书，这个规格书称之为类（Class）。

在Java中使用"class"关键字来书写类（规格书），您使用类来定义一个对象（object）时，您考虑这个对象可能拥有的“属性”（Property，在Java中则是用Field）与“方法”（Method）。属性是参与对象内部运算的数据成员，而方法则是对象与外界互动的动态操作。

您使用类定义出对象的规格书，之后根据这个规格书来建构对象，然后透过对象所提供的操作接口来与程序互动。

举个例子来说，您可以定义一个对象：“球”。

考虑球有各种不同的颜色（或名称），以及球最基本的球半径信息，您想到这些信息应该可以取得，并可以进一步取得球的体积，当您在Java中要定义这些信息时，您可以如下进行定义：
  • Ball.java 
public class Ball { 
    private double radius; // 半径 
    private String name;  // 名称
 
    // 无参数构造方法 
    public Ball() { 
        this(0.0, "no name");
    }
 
    // 有参数构造方法 
    public Ball(double radius, String name) {  
        this.radius = radius; 
        this.name = name; 
    }

    public double getRadius() { 
        return radius; 
    }

    public String getName() { 
        return name; 
    }

    public void setRadius(double radius) {
        this.radius = radius;
    }
    
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

一个定义良好的类，即使在不看程序码实现的情况下，也可以从定义中所提供的公开（public）方法看出这个类的大致功能。

"class"是Java中用来定义类的关键字，Ball是您所取的类名称，记得一个类的定义是这么作的：
public class Ball {
    // 实现内容
}

在类中的运算参与数据（Field）及互动方法（Method），我们统称其为 类成员（Class member）。

上例中的radius、name成员是field成员，getRadius()与getName()是method成员。注意到"public"这个关键 字，它表示所定义的成员可以使用声明的对象名称加上 '.' 运算符直接调用，也称之为“公用成员”或“公开成员”。而private这个关键字用来定义一个“私用成员”，它不可以透过引用名称直接调用，又称之为 “私有成员”。

在定义类时，有一个基本原则是：信息的最小化公开。也就是说尽量透过方法来操作对象，而不是直接存取其内部运算参与数据（也就是field成员）。

信息的最小化公开原则是基于安全性的考量，避免程序设计人员随意操作field成员而造成程序的错误，您可以在日后的程序设计中慢慢来体会；在稍后的实现中，您将可以看到，我们将不会radius与name两个私用成员直接进行存取，而是透过公开的方法来进行设定。

一个类中的field成员，若声明为"private"，则其可视范围（Scope）为整个类，由于外界无法直接存取私用成员，所以您使用两个公开方法 getRadius()与getName()分别传回其这两个成员的值。

与类名称同名的方法称之为 构造方法 Cconstructor），也有人称之为“构造函数”，它没有传回值。顾名思义，构造方法的作用是让您建构对象可以设定一些必要的建构信息，它可 以被重载（Overload），以满足对象生成时不同的设定条件。

您在实现中重载了构造方法，在不指定参数的情况下，会将radius设定为0.0，而name设定为 "no name"，另一个构造方法则可以指定参数，this()方法用于对象内部，表示调用对象的构造方法，另一个就是this，它表示对象本身，您可以在 关于 this 进一步了解其作用。

定义好类之后，您就可根据这个类（规格）来建构对象，建构对象时使用new关键字，顾名思义，就是根据所指定的类（规格书）“新建”一个对象：
Ball ball1 = new Ball();
Ball ball2 = new Ball(3.5, "red ball");

在上例中配置了ball1与ball2两个对象，ball1对象在建立时并不指定任何参数，所以根据之前对Ball类的定义，ball1的radius 将设定为0.0，name设定为"no name"；ball2则给定两个参数，所以ball2的radius设定为3.5，而ball2的name设定为"red ball"。

您可以透过公开成员来操作对象或取得对象信息，方法是使用对象名称加上“.”运算符，例如：
ball1.getRadius();
ball1.setName("GBall");

以下先看个简单的程序：
  • SimpleClass.java 
public class SimpleClass { 
    public static void main(String[] args) { 
        Ball b1 = new Ball(18.4, "red ball");
        System.out.println("名称: " + b1.getName()); 
        System.out.println("半径: " + b1.getRadius()); 
    } 
}

执行结果：
名称: red ball
半径: 18.4

类与对象这两个名词会经常混于书籍与文件之中，例如“您可以使用Scanner类”、“您可以使用Scanner对象”，这两句在某些场合其语义是相 同的，不过要细究的话，两句的意思通常都是“您可以使用根据Scanner类所建构出来的对象”，不过写这么长很烦，难免就省略了一些字眼。

Java会将参与内部运算的数据命名为field，其实是蛮有道理的，field在英文中有事件的参与者的意义，有限定范围的意思。基本上，在定义对象 时，field成员其作用范围要限定于对象之中，对对象内部数据的变更，都要透过公开方法来进行，避免field成员的作用范围离开了对象之外。