視頻：《零基礎(chǔ)學(xué)習(xí)Android開發(fā)》第五課 類與面向?qū)ο缶幊?-1

類的定義、成員變量、構(gòu)造方法、成員方法

一、從數(shù)據(jù)與邏輯相互關(guān)系審視代碼

　　通過前面的課程，我們不斷接觸Java語言的知識，不斷增加自己的語言表達(dá)能力。到現(xiàn)在為止，我已經(jīng)可以高興地向大家宣布你的語言能力其實(shí)已經(jīng)可以讓完成一個(gè)完整的程序了！可是，有的同學(xué)會(huì)問，那不對啊！我現(xiàn)在還知道怎么操作圖形界面，不知道文件怎么讀寫，不知道數(shù)據(jù)庫如何訪問，不知道網(wǎng)絡(luò)如何連接……這個(gè)不用急，因?yàn)檫@些并不屬于語言的范圍，而是關(guān)于如何使用平臺資源的事。并且這些使用資源的知識你們只是不知道該如何找，找到了學(xué)起來其實(shí)是非常簡單的。再說，這些內(nèi)容我們后面的課也會(huì)講的。但是，有一個(gè)問題。那就是我們現(xiàn)在所有的代碼都是寫在一個(gè)文件里的，也就是在MainActivity.java里。如果要做的事多了，復(fù)雜了，肯定要把代碼分到不同文件里，這樣才使代碼文件有一個(gè)比較好的組織結(jié)構(gòu)，今后維護(hù)也方便些。那該依據(jù)什么邏輯原則來劃分文件呢？

　　我們重新看一下現(xiàn)在已經(jīng)寫了的代碼，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，代碼就是由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法組成的。一部分代碼就是講這是什么數(shù)，這些數(shù)是怎么組織的。另一部分代碼就是講數(shù)該如何算。再看一下就會(huì)發(fā)現(xiàn)，有些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與一些邏輯代碼之間的聯(lián)系很緊密，而與另一些邏輯代碼的關(guān)系則不大。比如說，

int[] pokers = new int[52]; // 一副牌組成的數(shù)組 for(int i = 0; i < 52; i++){ pokers[i] = i + 1; // 初始化牌數(shù)組，序號從0~51，點(diǎn)數(shù)從1到52 } pokers = shuffle(pokers); // 調(diào)用洗牌方法

　　可以看到pokers這個(gè)數(shù)組與初始化數(shù)組、洗牌算法的關(guān)系比較緊密，在后面的代碼中，只在發(fā)牌的時(shí)候才引用了一次。而表示每個(gè)玩家手里的牌的數(shù)組則是與叫牌、拿牌、求和、亮牌等邏輯代碼相關(guān)度較高，而且因?yàn)橛袃蓚€(gè)玩家，所以類似的邏輯代碼有兩處。這樣就給了我們一個(gè)印象，那就是在代碼中，一些數(shù)據(jù)和一些邏輯的關(guān)系是緊密的，是應(yīng)該在一起的。我們通過前面的學(xué)習(xí)知道了數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)是可以組合在一起成為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的，比如數(shù)組。那有沒有可能把數(shù)據(jù)與處理它的邏輯代碼組合在一起也做成一種結(jié)構(gòu)呢？有的。這就是“類”。在介紹類的基本概念之前，我們可以試著想想按剛才所說的數(shù)據(jù)和邏輯的組合要構(gòu)造類的話應(yīng)該包括哪些內(nèi)容。首先說第一組。這可以概括成一副撲克牌，它的內(nèi)容包括：

一個(gè)代表牌的長度為52的整型數(shù)組(數(shù)據(jù))

將從1~52的數(shù)字依次放入數(shù)組的初始化代碼(邏輯)

將數(shù)組中的值打亂的洗牌代碼(邏輯)

后面的發(fā)牌其實(shí)就是從這個(gè)數(shù)組中按序取出一個(gè)元素來，也是對這個(gè)牌的數(shù)組數(shù)據(jù)的處理代碼，因此應(yīng)該包括發(fā)牌的代碼(邏輯)

　　根據(jù)以上分析，我先把撲克牌的“類”寫出來。在IDE左側(cè)的項(xiàng)目工具窗口中右擊“app>java>com.example.helloworld”，在彈出菜單中選擇“New>Java Class”，在對話框的Name一欄中填入類名Pokers，這樣就新建了一個(gè)Pokers.java文件，在該類文件中敲如下代碼：

package com.example.helloworld;public class Pokers { private int[] pokers; // 成員變量，一副牌的數(shù)組 private int index; // 成員變量，表示當(dāng)前發(fā)牌的序號 // 構(gòu)造方法 public Pokers(){ index = 0; this.pokers = new int[52]; // 創(chuàng)建成員變量數(shù)組 for(int i = 0; i < 52; i++){ pokers[i] = i + 1; // 初始化牌數(shù)組，序號從0~51，點(diǎn)數(shù)從1到52 } pokers = shuffle(pokers); // 洗牌 } // 成員方法。洗牌 private int[] shuffle(int[] nums) { java.util.Random rnd = new java.util.Random(); for (int i = nums.length - 1; i > 0; i--) { int j = rnd.nextInt(i + 1); int temp = nums[i]; nums[i] = nums[j]; nums[j] = temp; } return nums; } // 成員方法。發(fā)一張牌，即給調(diào)用者返回一張牌的數(shù)值 public int getNextPoker(){ int poker = pokers[index]; index++; // 發(fā)完一張牌后序號加1 return poker; }}

　　同學(xué)們可以看到，在這個(gè)類Pokers里，有數(shù)據(jù)pokers和index，還有邏輯代碼，即對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法Pokers、shuffle和getNextPoker，分別完成初始化、洗牌與發(fā)牌的功能。這就是我們構(gòu)建的第一個(gè)類。

二、類

1. 類的基本組成

　　從上面的Pokers類可以看到，組成一個(gè)類的基本部分是4個(gè)，分別是類聲明、成員變量、構(gòu)造方法與成員方法。

　　在Pokers類的聲明public class Pokers中，public是訪問修改符。類的訪問修飾符共有4種，我們先不講有何區(qū)別，我們都寫為public就行。class是關(guān)鍵詞，表明這是一個(gè)類。Pokers是類名，類名的第一個(gè)字母一般大寫，如果是由多個(gè)單詞組合成的，則每個(gè)單詞第一個(gè)字母都大寫。

　　pokers和index都是成員變量，英文是field(也有的翻譯成“域”或“字段”)，成員變量在整個(gè)類的范圍內(nèi)都能進(jìn)行訪問，因此它是不同于方法內(nèi)部聲明的變量(那個(gè)叫部局部變量)的，也可以說成員變量的作用域是整個(gè)類。在它們之前的private是訪問修飾符，這表明它是私有的，意思是只能在本類的內(nèi)部才能訪問，而不能被類之外的調(diào)用者訪問。如果將修飾符改為public就可以讓類外的調(diào)用者訪問，但是最好不要使用這種方式。因?yàn)檫@種方式使得類內(nèi)部的數(shù)據(jù)可以被隨意改變，這很容易失控。類里的數(shù)據(jù)應(yīng)該通過類的成員方法來訪問，這樣取值的時(shí)候可以根據(jù)需要對數(shù)值經(jīng)過某種轉(zhuǎn)換再給出，比如我們的程序里數(shù)組里存的是牌的序號，可以將其轉(zhuǎn)為實(shí)際點(diǎn)數(shù)再給出。改變數(shù)值的時(shí)候，也可以加入某些限制免得超出范圍。比如我們的數(shù)組中存入的值就應(yīng)該在1~52之間。

　　與類名相同的方法是構(gòu)造方法，英文是constructor，在類的變量被創(chuàng)建(或者叫“初始化”。大家記得吧，類是引用類型，因此創(chuàng)建類的對象要用new)時(shí)首先被調(diào)用。構(gòu)造方法沒有返回值，參數(shù)列表可以有也可以沒有。構(gòu)造方法可以是多個(gè)。如果沒有給出構(gòu)造方法，編譯時(shí)會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)不帶參數(shù)列表的默認(rèn)構(gòu)造方法。構(gòu)造方法訪問修飾符有public、protected、private3種，可以從中任選一種，我們現(xiàn)在暫時(shí)只用public，也就是公共的，可以讓外部調(diào)用的。private的成員變量沒有默認(rèn)值，必須被初始化，在構(gòu)造方法里對成員變量進(jìn)行初始化，是比較合適的，當(dāng)然也可以進(jìn)行其它操作。

　　方法在上一課已經(jīng)講了，在類的內(nèi)部就叫成員方法。這里主要講一下它的訪問修飾符，這里在shuffle前面是private，意思是私有的，只能本類中被調(diào)用，而getNextPoker之前是public，意思是公共的，可以在其它類中被調(diào)用。

　　以上類的4個(gè)組成部分，除了類聲明是必須的，其它都是可選的。可以只要成員變量，比如我們聲明一個(gè)學(xué)生類：

public class Student{ public int index;// 學(xué)號 public String name;// 姓名}

　　這樣就是一個(gè)純數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中的成員變量必須是public的，不然外部訪問不到就沒有意義。同學(xué)們可以看到，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就可以把不同類型的數(shù)據(jù)組織在一起。上一課中方法輸出時(shí)也如果把sum與text兩個(gè)變量組織成一個(gè)類，就可以輸出兩種數(shù)據(jù)。

　　但是這種在成員變量之前加public的用法沒有把類的優(yōu)勢發(fā)揮出來。如果只是想用類來組合一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，最好也是將成員變量設(shè)為private，而用成員方法來對成員變量進(jìn)行存取。上面的Student可以改為如下代碼：

public class Student{ private int index; // 學(xué)號，私有的成員變量，外部不可訪問 private String name; // 姓名，私有的成員變量，外部不可訪問 public Student(){ // 私有成員變量沒有默認(rèn)值，必須初始化 this.index = 0; this.name = ""; } public int getIndex() { // 獲得學(xué)號，公共的成員方法，外部可訪問 return this.index; } public void setIndex(int index) { // 設(shè)置學(xué)號，公共的成員方法，外部可訪問 this.index = index; } public String getName() { // 獲得姓名，公共的成員方法，外部可訪問 return this.name; } public void setName(String name) { // 設(shè)置姓名，公共的成員方法，外部可訪問 this.name = name; }}

　　在存與取的方法里都可以加上一些對數(shù)據(jù)進(jìn)行限制或轉(zhuǎn)換的代碼，這樣可以保證數(shù)據(jù)的安全，也可以增強(qiáng)數(shù)據(jù)的外部可讀性。

　　這里可以看到訪問成員變量時(shí)，用的是“this.”的方式，this表明的是本類的對象，“.”是成員訪問操作符。通過在index與name前面加上“this.”就表明是成員變量，就可以與參數(shù)列表里的參數(shù)變量進(jìn)行區(qū)別。我給大家舉這個(gè)例子呢，目的是讓大家不要對類的概念產(chǎn)生陌生感，你完全可以把類就看成一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但是這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里不僅放了數(shù)據(jù)，還放了處理這些數(shù)據(jù)的方法。這樣程序文件就有了很好的組織性。

　　也可以不要成員變量，只要成員方法。比如：

public class ToolsClass{ public void doSth(){ } public int getNum(){ return 0; }}

　　內(nèi)部只有方法的類一般作為工具類，因?yàn)槠涑蓡T方法的代碼與成員變量無關(guān)，可以在方法前上static，靜態(tài)的，這就成為靜態(tài)方法。上面的類可以改為：

public class ToolsClass{ public static void doSth(){ } public static int getNum(){ return 0; }}

　　這樣的好處是調(diào)用時(shí)不需要先用new來創(chuàng)建類的對象，而是可以直接通過類名來調(diào)用，如ToolsClass.doSth()、ToolsClass.getNum()就可以。static不僅可以加到成員方法前面，也可以加到成員變量前，至于靜態(tài)與非靜態(tài)成員的區(qū)別，我在后面再講。

2. 創(chuàng)建類的對象并訪問其成員

　　因?yàn)轭愂且妙愋?#xff0c;因此創(chuàng)建類的變量(也稱為對象Object、實(shí)例Instance)是用new，創(chuàng)建出對象后，就可以通過該對象加“.”來訪問其公共成員方法或變量了。比如上面聲明的Student類：

Student s = new Student(); s.setIndex(1); s.setName("Tom"); int index = s.getIndex(); String name = s.getName();

三、用類來重新組織代碼

　　我們重新看一遍已經(jīng)建立的Pokers類，它是將對一副撲克牌相關(guān)的數(shù)據(jù)與邏輯都移入該類之中(術(shù)語叫“封裝”，英文為Encapsulation)。現(xiàn)在我們把與它相關(guān)的代碼變換為使用Pokers的對象來進(jìn)行。原來的代碼為：

int[] pokers = new int[52]; // 一副牌組成的數(shù)組 for(int i = 0; i < 52; i++){ pokers[i] = i + 1; // 初始化牌數(shù)組，序號從0~51，點(diǎn)數(shù)從1到52 } pokers = shuffle(pokers); // 調(diào)用洗牌方法

　　調(diào)整后的代碼為：

Pokers pokers = new Pokers();

　　因?yàn)槲覀儼秧樞螯c(diǎn)數(shù)放牌數(shù)組及洗牌的動(dòng)作全放在構(gòu)造函數(shù)里了，因此當(dāng)Pokers類的對象pokers被創(chuàng)建時(shí)，我們就有了一副已經(jīng)洗好的牌了。在調(diào)用者的角度，屏蔽了很多細(xì)節(jié)，同時(shí)如果發(fā)現(xiàn)與撲克牌相關(guān)的數(shù)據(jù)與邏輯有問題的話，也能很快定位到Pokers類中，不用去其它地方找Bug。這就是封裝的好處。后面發(fā)牌的動(dòng)作，也用pokers.getNextPoker()一條語句就可以了。調(diào)用者不用考慮具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只要知道要調(diào)用類對象中的哪個(gè)方法能得到自己想要的東西就行。按照這個(gè)思路，程序的主要邏輯就可以變得非常的簡潔。主要邏輯不用操心細(xì)節(jié)，就需要知道把工作“分類”，不同的工作分給不同的類，再找這些類的對象要東西就行。是不是有點(diǎn)領(lǐng)導(dǎo)的感覺了？事來了，這個(gè)事是業(yè)務(wù)部的，那個(gè)事是財(cái)務(wù)部，那個(gè)事是人事部的，通通分下去，再找業(yè)務(wù)部安排的小李、財(cái)務(wù)部的小劉和人事的小張，跟他們要東西，這事就辦妥了。

　　我們接著往下看代碼。我們看一下原來的代碼：

int[] pokersA = new int[4]; // 玩家手里的牌 int[] pokersB = {7, 8, 0, 0}; // 電腦手里的牌 for(int i = 0; i < 4; i++){ pokersA[i] = pokers.getNextPoker();// 改為通過Pokers類對象獲得下一張牌 // 獲得當(dāng)前玩家手中牌的總點(diǎn)數(shù) String[] texts = {""}; int sum = getSum(pokersA, texts); // 在玩家手中牌點(diǎn)數(shù)大于電腦時(shí)停止叫牌 if(sum > 15){ break; } } // 顯示玩家手里的牌及總數(shù) String[] texts = {"你手中的牌分別是："} ; int sumA = getSum(pokersA, texts); texts[0] += "總數(shù)是：" + sumA + "。對家手里的牌是："; // 顯示電腦手里的牌及總數(shù) int sumB = getSum(pokersB, texts);

　　這里是否還有數(shù)據(jù)與邏輯相關(guān)似很強(qiáng)呢？有的，數(shù)組pokersA與發(fā)牌、結(jié)算的邏輯相關(guān)性強(qiáng)，數(shù)組pokersB沒有發(fā)牌邏輯，是因?yàn)槲覀冏隽撕喕?#xff0c;其實(shí)是應(yīng)該有的，它也有結(jié)算邏輯。pokersA與pokersB代表的是兩個(gè)玩家手里的牌，我們是否需要建立兩個(gè)類呢？答案是不需要，因?yàn)殡m然是兩個(gè)玩家，但是每個(gè)玩家數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)以及操作數(shù)據(jù)的邏輯是完全相同的，唯一不同的是數(shù)據(jù)的值。而數(shù)據(jù)的值是在類的對象并創(chuàng)建之后再通過各種方法去設(shè)置的，因此值的差異只是對象之間的差異，而不是類的差異。就像int類型的兩個(gè)變量，它們的值不同，但它們都是int型的。如果它們的值相同，那也是同類型的不同變量。相同的，同一類的不同對象，它們的成員變量的值不同，但都是同一類的。就算他們的成員變量值相同，也是同一類的不同變量。這也好比人就是一個(gè)類，人與人之間的很多數(shù)據(jù)的值是不一樣的，高矮胖瘦、年齡姓名、生活經(jīng)歷，但是基本功能是相同的，能跑能跳能吃能睡。只是因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)值的不同，造成其功能運(yùn)行時(shí)的差異。在這個(gè)游戲里，兩個(gè)玩家的功能(即行為邏輯)是相同的，出現(xiàn)差異的原因是其成員變量的值不同造成的。因此，它們是同類的不同對象。我們歸納一下玩家類的包括哪些內(nèi)容：

一個(gè)代表要到的牌的數(shù)組(數(shù)據(jù))

接收牌的功能(邏輯)

匯總手中牌點(diǎn)數(shù)的功能(邏輯)

給出結(jié)算信息的功能(邏輯)

　　根據(jù)以上信息，我們可以寫出下面的“玩家類”：

public class Player { private int[] pokers; private int index; public Player(){ this.pokers = new int[12]; // 最極端情況下拿到4個(gè)A，4個(gè)2，4個(gè)3，因此長度設(shè)為12即可 this.index = 0; } // 要一張牌 public boolean wantPoker(int num){ if (this.index >= 12) { // 限制性代碼，避免數(shù)組序號出錯(cuò) return false; } this.pokers[index] = num; index++; // 序號加1 return true; } // 獲得當(dāng)前的點(diǎn)數(shù)之和 public int getSum(){ int sum = 0; for (int i = 0; i < this.pokers.length; i++){ if (pokers[i] == 0){ break; } sum += (pokers[i] - 1) % 13 + 1; // 獲得真正點(diǎn)數(shù) } return sum; } // 獲得牌局結(jié)算信息 public String getStatString(){ String txt = ""; for (int i = 0; i < this.pokers.length; i++){ if (pokers[i] == 0){ break; } switch ((pokers[i] - 1) / 13){ // 根據(jù)真正的花色的值進(jìn)行選擇 case 0:{ txt += "黑桃"; break; } case 1:{ txt += "紅桃"; break; } case 2:{ txt += "梅花"; break; } case 3:{ txt += "方片"; break; } } txt += ((pokers[i] - 1) % 13 + 1) + "，"; // 獲得真正點(diǎn)數(shù)的字符串 } return txt; }}

　　上面這個(gè)Player類就實(shí)現(xiàn)了我們對它的要求。但是看這段代碼我們可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題：原來我們說所有與撲克牌實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)是被封裝在Pokers類里面的，但是在Player類的getSum與getStatString兩個(gè)方法里，卻要知道關(guān)于牌的很多細(xì)節(jié)，要知道真正的點(diǎn)數(shù)值與花色值如何求出，還要知道如何將花色值翻譯成字符表達(dá)，這是與我們上面表達(dá)的原則是相違背的。因此，這兩個(gè)方法里的很多實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)應(yīng)該被放到Pokers類里去。我們對Pokers類進(jìn)行擴(kuò)充，加幾個(gè)方法：

// 獲得真正點(diǎn)數(shù)public static int getCount(int num){ return (num - 1) % 13 + 1;}//從牌的序號中得出花色值public static int getColor(int num){ return (num - 1) / 13; }// 從牌的序號中得出花色值的文字表達(dá)public static String getColorString(int num){ String txt = ""; switch (getColor(num)){ case 0:{ txt = "黑桃"; break; } case 1:{ txt = "紅桃"; break; } case 2:{ txt = "梅花"; break; } case 3:{ txt = "方片"; break; } } return txt;}

　　這樣關(guān)于撲克牌的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)就真正地全部封裝在Pokers類里了。因?yàn)檫@3個(gè)方法并不是對Pokers的成員變量進(jìn)行操作，也就不需要成為對象方法(對象方法需要通過實(shí)例化的類的對象才能調(diào)用)，我們在前面加上static修飾符，使其成為靜態(tài)方法，這樣調(diào)用時(shí)直接使用類名就可以調(diào)用了。再重構(gòu)Player類為如下代碼：

public class Player { private int[] pokers; private int index; public Player(){ this.pokers = new int[12]; // 最極端情況下拿到4個(gè)A，4個(gè)2，4個(gè)3，因此長度設(shè)為12即可 this.index = 0; } // 要一張牌 public boolean wantPoker(int num){ if (this.index >= 12) { // 限制性代碼，避免數(shù)組序號出錯(cuò) return false; } this.pokers[index] = num; index++; // 序號加1 return true; } // 獲得當(dāng)前的點(diǎn)數(shù)之和 public int getSum(){ int sum = 0; for (int i = 0; i < this.pokers.length; i++){ if (pokers[i] == 0){ // 為0時(shí)表示當(dāng)前已經(jīng)沒牌了 break; } sum += Pokers.getCount(pokers[i]); // 獲得真正點(diǎn)數(shù) } return sum; } // 獲得牌局結(jié)算信息 public String getStatString(){ String txt = ""; for (int i = 0; i < this.pokers.length; i++){ if (pokers[i] == 0){ break; } txt += Pokers.getColorString(pokers[i]) + Pokers.getCount(pokers[i]) + "，"; } return txt; }}

　　現(xiàn)在我們已經(jīng)建立了管牌的Pokers類和玩牌的Player類，那么一個(gè)牌局就可組起來了。讓我們開干，把主程序的調(diào)用代碼改了：

Pokers pokers = new Pokers(); pokers.getNextPoker(); Player p1 = new Player(); Player p2 = new Player(); for(int i = 0; i < 4; i++){ p1.wantPoker(pokers.getNextPoker()); p2.wantPoker(pokers.getNextPoker()); } String text = "player1：" + p1.getStatString() + "總數(shù)：" + p1.getSum() + "，player2：" + p2.getStatString() + "總數(shù)：" + p2.getSum(); TextView txtResult = (TextView)findViewById(R.id.txtResult); txtResult.setText(text);

　　運(yùn)行以后，效果如下：

　　同學(xué)們可以看到變?yōu)槭褂妙愐院?#xff0c;主程序的邏輯變得清晰簡單了(因?yàn)槲覀冞€沒有做是否要牌的決策方法，就用每個(gè)玩家發(fā)4張牌來代替)，每個(gè)具體的工作都有專門的類來管理與執(zhí)行，主邏輯只需要指揮(調(diào)用)對應(yīng)的對象就能把整個(gè)任務(wù)完成好。這看起來是不是就很像我們真實(shí)社會(huì)運(yùn)行的狀態(tài)了呢？我們可以看到我們的代碼發(fā)生重大的變化，這是因?yàn)槲覀儗Υa的組織方式發(fā)生了變化，而這個(gè)新的方式就是“面向?qū)ο缶幊獭薄?/p>

總結(jié)

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