Computerwissenschaften

Objekte entwerfen und erstellen

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Einführung

Bevor Sie diese Schritt-für-Schritt-Anleitung lesen, möchten Sie vielleicht einen Blick auf die Einführung in die objektorientierte Programmierung werfen . Der in den folgenden Schritten enthaltene Java-Code entspricht dem Beispiel eines Buchobjekts, das in der Theorie dieses Artikels verwendet wird.

Am Ende dieses Handbuchs haben Sie gelernt, wie man:

  • Entwerfen Sie ein Objekt
  • Daten in einem Objekt speichern
  • Daten in einem Objekt bearbeiten
  • Erstellen Sie eine neue Instanz eines Objekts

 

Die Klassendatei

Wenn Sie mit Objekten noch nicht vertraut sind, werden Sie höchstwahrscheinlich verwendet, um Java-Programme mit nur einer Datei zu erstellen – einer Java-Hauptklassendatei. In dieser Klasse ist die Hauptmethode für den Startpunkt eines Java-Programms definiert.

Die Klassendefinition im nächsten Schritt muss in einer separaten Datei gespeichert werden. Es folgt den gleichen Benennungsrichtlinien, die Sie für die Hauptklassendatei verwendet haben (dh der Name der Datei muss mit dem Namen der Klasse mit der Dateinamenerweiterung von .java übereinstimmen). Während wir beispielsweise eine Book-Klasse erstellen, sollte die folgende Klassendeklaration in einer Datei namens „Book.java“ gespeichert werden.

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Die Klassenerklärung

Die Daten, die ein Objekt enthält, und wie es diese Daten manipuliert, werden durch die Erstellung einer Klasse angegeben. Im Folgenden finden Sie beispielsweise eine sehr grundlegende Definition einer Klasse für ein Buchobjekt:


öffentliches Klassenbuch { 
 
 
}

Es lohnt sich, sich einen Moment Zeit zu nehmen, um die obige Klassenerklärung aufzuschlüsseln. Die erste Zeile enthält die beiden Java-Schlüsselwörter „public“ und „class“:

  • Das öffentliche Schlüsselwort wird als Zugriffsmodifikator bezeichnet. Es steuert, welche Teile Ihres Java-Programms auf Ihre Klasse zugreifen können. Tatsächlich müssen Klassen der obersten Ebene (dh Klassen, die nicht in einer anderen Klasse enthalten sind) wie unser Buchobjekt öffentlich zugänglich sein.
  • Das Schlüsselwort class wird verwendet, um zu deklarieren, dass alles in den geschweiften Klammern Teil unserer Klassendefinition ist. Es folgt auch direkt der Name der Klasse.

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Felder

Felder werden zum Speichern der Daten für das Objekt verwendet und bilden zusammen den Status eines Objekts. Wenn wir ein Buchobjekt erstellen, ist es sinnvoll, Daten über den Titel, den Autor und den Herausgeber des Buches zu speichern:


public class Book { 
 
// Felder 
private String title; 
privater String-Autor; 
privater String-Verlag; 
}}

Felder sind nur normale Variablen mit einer wichtigen Einschränkung: Sie müssen den Zugriffsmodifikator „privat“ verwenden. Das private Schlüsselwort bedeutet, dass auf diese Variablen nur innerhalb der Klasse zugegriffen werden kann, die sie definiert.

Hinweis: Diese Einschränkung wird vom Java-Compiler nicht erzwungen. Sie könnten eine öffentliche Variable in Ihrer Klassendefinition erstellen, und die Java-Sprache wird sich darüber nicht beschweren. Sie brechen jedoch eines der Grundprinzipien der objektorientierten Programmierung – die Datenkapselung. Auf den Status Ihrer Objekte darf nur über deren Verhalten zugegriffen werden. Oder um es praktisch auszudrücken: Auf Ihre Klassenfelder darf nur über Ihre Klassenmethoden zugegriffen werden. Es liegt an Ihnen, die Datenkapselung für die von Ihnen erstellten Objekte zu erzwingen.

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Die Konstruktormethode

Die meisten Klassen haben eine Konstruktormethode. Diese Methode wird beim ersten Erstellen des Objekts aufgerufen und kann zum Einrichten des Anfangszustands verwendet werden:


public class Book { 
 
// Felder 
private String title; 
privater String-Autor; 
privater String-Verlag; 
 
// Konstruktormethode 
public Book (String bookTitle, String authorName, String publisherName) 
{ 
  // 
  fülle die Felder auf title=bookTitle; 
  author=authorName; 
  publisher=publisherName; 
} 
}

Die Konstruktormethode verwendet denselben Namen wie die Klasse (dh Buch) und muss öffentlich zugänglich sein. Es nimmt die Werte der Variablen, die übergeben werden, und legt die Werte der Klassenfelder fest. Dadurch wird das Objekt in den Ausgangszustand versetzt.

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Methoden hinzufügen

Verhalten sind die Aktionen, die ein Objekt ausführen kann, und werden als Methoden geschrieben. Im Moment haben wir eine Klasse, die initialisiert werden kann, aber sonst nicht viel macht. Fügen wir eine Methode namens „displayBookData“ hinzu, die die aktuellen Daten im Objekt anzeigt:


public class Book { 
 
// Felder 
private String title; 
privater String-Autor; 
privater String-Verlag; 
 
// Konstruktormethode 
public Book (String bookTitle, String authorName, String publisherName) 
{ 
  // 
  fülle die Felder auf title=bookTitle; 
  author=authorName; 
  publisher=publisherName; 
} 
 
public void displayBookData () 
{ 
  System.out.println ("Title:" + title); 
  System.out.println ("Autor:" + Autor); 
  System.out.println ("Publisher:" + Publisher); 
} 
}

Die displayBookData-Methode druckt lediglich jedes der Klassenfelder auf dem Bildschirm aus.

Wir könnten so viele Methoden und Felder hinzufügen, wie wir möchten, aber jetzt betrachten wir die Buchklasse als vollständig. Es verfügt über drei Felder, in denen Daten zu einem Buch gespeichert werden. Es kann initialisiert werden und die darin enthaltenen Daten anzeigen.

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Erstellen einer Instanz eines Objekts

Um eine Instanz des Book-Objekts zu erstellen, benötigen wir einen Ort, an dem es erstellt werden kann. Erstellen Sie eine neue Java-Hauptklasse wie unten gezeigt (speichern Sie sie als BookTracker.java im selben Verzeichnis wie Ihre Book.java-Datei):


öffentliche Klasse BookTracker { 
 
public static void main (String [] args) { 
 
} 
}

Um eine Instanz des Book-Objekts zu erstellen, verwenden wir das Schlüsselwort „new“ wie folgt:


öffentliche Klasse BookTracker { 
 
public static void main (String [] args) { 
 
  Erstes Buch=neues Buch ("Horton hört ein Who!", "Dr. Seuss", "Random House"); 
} 
}

Auf der linken Seite des Gleichheitszeichens befindet sich die Objektdeklaration. Es heißt, ich möchte ein Buchobjekt erstellen und es „firstBook“ nennen. Auf der rechten Seite des Gleichheitszeichens wird eine neue Instanz eines Buchobjekts erstellt. Gehen Sie zur Book-Klassendefinition und führen Sie den Code in der Konstruktormethode aus. Daher wird die neue Instanz des Book-Objekts mit den Feldern „Titel“, „Autor“ und „Herausgeber“ erstellt, die auf „Horton Hears A Who!“, „Dr. Suess“ und „Random House“ eingestellt sind. Schließlich setzt das Gleichheitszeichen unser neues firstBook-Objekt als neue Instanz der Book-Klasse.

Lassen Sie uns nun die Daten in firstBook anzeigen, um zu beweisen, dass wir wirklich ein neues Buchobjekt erstellt haben. Wir müssen lediglich die displayBookData-Methode des Objekts aufrufen:


öffentliche Klasse BookTracker { 
 
public static void main (String [] args) { 
 
  Erstes Buch=neues Buch ("Horton hört ein Who!", "Dr. Seuss", "Random House"); 
  firstBook.displayBookData (); 
} 
}

Das Ergebnis ist:
Titel: Horton Hears A Who!
Autor: Dr. Seuss
Verlag: Random House

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Mehrere Objekte

Jetzt können wir beginnen, die Kraft von Objekten zu erkennen. Ich könnte das Programm erweitern:


öffentliche Klasse BookTracker { 
 
public static void main (String [] args) { 
 
  Erstes Buch=neues Buch ("Horton hört ein Who!", "Dr. Seuss", "Random House"); 
  Buch secondBook=neues Buch ("Die Katze im Hut", "Dr. Seuss", "Random House"); 
  Buch anotherBook=neues Buch ("The Maltese Falcon", "Dashiell Hammett", "Orion"); 
  firstBook.displayBookData (); 
  anotherBook.displayBookData (); 
  secondBook.displayBookData (); 
} 
}

Durch das Schreiben einer Klassendefinition können wir jetzt so viele Buchobjekte erstellen, wie wir möchten!

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