1.2 面向对象

1.2.1 面向对象语言的诞生

编程本质上是和计算机打交道，用程序去控制计算机的行为，从而解决现实世界中的各种问题。但计算机是个极其复杂的系统，并不是每个编写程序的人都需要打开电脑机箱，搞清楚它的内部结构和工作原理（如图1-3所示）。

图1-3 计算机与程序员

将计算机的机器细节变成人脑容易理解和记忆的形式，将计算机的世界和人类日常生活的世界联系起来，这就是编程语言所要完成的任务。编程语言的发展就是从计算机世界向现实世界，从计算机思维向人类思维不断靠拢的过程。

计算机的世界中只有1和0两个数字，最早的“编程语言”是在长长的纸带上用打孔和不打孔来表示1和0，以此来操纵计算机的。这样的方法费时费力费资源，一个简单的程序需要的纸带就多到令人发指的地步。此外，它还很容易出错，一个孔打错就意味着一整条纸带的报废，让人欲哭无泪。

纸带时代之后，汇编语言出现了，写程序不再等于打孔，写程序的人不必再用0和1思考，一条条的汇编指令代替了让人抓狂的纸带。这是一个巨大的进步。

汇编语言之后，出现了BASIC和C等高级语言，复杂的汇编指令消失了，程序代码在可读性、可维护性等方面都有了很大提升。可是，程序语言仍然是贴近计算机逻辑的东西，离人类思考问题的模式尚有很大的距离。

从打孔纸带到汇编指令，再到高级语言中的函数，接下来，面向对象语言出现了，Java就是其中的典型代表，它的口号是：一切都是对象（如图1-4所示）。

图1-4 语言的发展

1.2.2 建立“一切都是对象”的观念

“面向对象”的英文原名叫“Object-Oriented”，简称OO，根据翻译的不同，它也有其他不同的称谓，如台湾地区惯用“物件导向”这种叫法。在 Java 的世界中，所有的东西都有一个统一的称谓——对象。对象是什么呢？简单说来，对象=属性+方法（如图1-5所示）。

图1-5 对象

属性也可以称为特性，它从静态上描述了该对象的各种特性；方法也可以称做行为，它从动态上描述了该对象能够做的事情。例如，一个人的属性可以包括姓名、年龄、性别等，一个人的行为可以包括思考、说话、吃饭、睡觉等。

理论上，人们脑海中的任何东西都能成为程序中的对象。小到一粒沙，大到一个宇宙都可以是对象；不仅包括实实在在的东西，就连“思想”和“灵魂”这些抽象的概念也可以变成对象——总之，只要能用属性+方法的形式来描述的东西，都可以成为对象（如图1-6所示）。

图1-6 面向对象的Java

了解了对象的概念之后。在面向对象的世界里，所谓的“程序”就不再是一条条的命令，而是成堆的对象组合在一起，通过彼此间传递消息互相协作，从而完成特定的任务。例如“上课”这个简单的事情，便可以转化为“学生”对象和“老师”对象之间的关系。这和现实世界是一致的。与BASIC、C这些高级语言相比，Java这样的面向对象语言更加符合人类认识问题、思考问题的模式。

1.2.3 认识对象的模具——类

以“上课”为例，这个例子中同班的学生们除了姓名、年龄、性别等属性不同之外，其他属性是完全相同的，所以他们都属于同一“类”。

“类”是面向对象程序设计中一个极其重要的概念（如图1-7所示）。读者已经知道，对象包含了属性及行为。“类”便是有着共同属性及共同行为对象的总称。在面向对象的Java程序设计中，所有的个体都是对象，每个对象都属于特定的类，类定义了属于该类对象的属性及行为。例如属于“学生”这个类的对象，都具有姓名、年龄、性别等属性，只是这些属性的值不一样。除了属性之外，他们还都具有“记笔记”等“学生”类所定义的行为。

图1-7 类和对象

类就像是对象的模具，程序员只要设置好了类，那么属于该类的对象想产生多少就产生多少。这个产生的过程称为类的“实例化”，所产生出来的对象，称做类的实例。

在Java里面，用关键字Class来表示类。前面所说的“学生”类名字是Student，它有3个属性：

（1）name：姓名，字符串类型。

（2）age：年龄，整数类型。

（3）sex：性别，字符串类型。

因此，这个“学生”类——Student，可以用Java代码描述如下（参见清单1-1）。

清单1-1

    class Student {
        String name;    // 姓名
        int   age;      // 年龄
        String sex;     // 性别
        /**
        * 学生上课记笔记
        */
        void takeNote(){
            System.out.println("我是" + name);
            System.out.println("今年" + age + "岁" );
            System.out.println("性别" + sex);
            System.out.println("我开始记笔记了");
        }
    }

还没有为这个类创建构造函数（这种情况下，Java 编译器会自动为其创建一个无参数的构造函数），它只有一个叫做takeNote的方法，表示上课记笔记这个行为。方法中使用了System.out对象，调用它的println方法，向控制台输出信息。

为了测试这个类，读者需要为它加上一个main方法。main方法是每个Java应用程序都必须有的，每一个Java应用程序都是由main方法开始的，而main方法执行完毕就意味着该应用程序的结束。

添加了main方法之后，Student类变成了下面这个模样（参见清单1-2）。

清单1-2

在main方法中，读者可以看到，这里通过关键字new创建了一个叫做zhouxingxing的Student类型的对象，然后对它的各项属性进行赋值，姓名设为“JavaWeb爱好者”，年龄设为20岁，性别设为男。最后，调用他的takeNote方法，让这个学生记笔记。

运行这个简单的程序，就可以在控制台上看到如下输出：

    我是JavaWeb爱好者
    今年20岁
    性别男
    我开始记笔记了

以上通过代码展示了一个简单类的创建以及使用——与其说简单，不如说它非常的简陋。如果读者具备Java编程的基础知识，可以很容易地指出其中的问题：比如，类的属性应该是对外部隐藏的，对属性的访问和修改应该通过标准的get和set方法；类及其属性、方法等应有明确的访问修饰符；等等。本书的重点在于讲解应用开发，但是牢固的基础知识和严格的编程规范是极为重要的，一些读者写了很多的代码，编写了很多的程序，但对一些基础的知识却不甚了解，这是本末倒置的做法，对提高自己的水平是不利的。“万丈高楼平地起”，扎实的基本功是写出好程序的基础。在今后的知识讲解中，笔者将会把重要的基础知识融入其中，请读者牢记它们。即使曾经学习过，也请再温习一遍，说不定会发现以前不曾注意到的东西。

有些没有使用过 Java 开发工具的读者可能会无法去比对，不过不用着急，这里主要是向读者示范。在下一节，笔者会详细介绍开发工具的使用。