Java：强大的面向对象编程语言

# Java：强大的面向对象编程语言 ## 1. Java 的崛起与需求 Java 是一种出色的通用编程语言。使用 Java，你可以编写窗口应用程序、构建和探索数据库、控制手持设备等等。短短五年内，全球就有 250 万 Java 开发者。 以下是 Java 发展历程中的一些重要节点： - 2000 年 11 月：相关机构宣布，从 2003 年开始，计算机科学高级水平考试将以 Java 为基础。 - 2003 年 3 月：SkillMarket 报告显示，Java 程序员的需求比 C++ 程序员的需求高出 42%。而且，Java 程序员的需求比 C++ 和 C# 程序员的总需求高出 10%，比 VB（Visual Basic）程序员的可雇佣性高出 111%。 ## 2. 面向对象编程（OOP）简介 ### 2.1 面向对象语言与传统语言的区别 与 FORTRAN 等专注于向计算机发出“做这个/做那个”命令的语言不同，面向对象语言专注于数据。当然，面向对象程序仍然会告诉计算机要做什么，但首先会组织数据，然后再发出命令。 面向对象语言比传统的“做这个/做那个”语言更好，因为它们以一种让人们可以对数据进行各种操作的方式来组织数据。要修改数据，你可以在已有基础上进行构建，而不是每次需要做新事情时都抛弃已有的一切并重新开始。 ### 2.2 从 FORTRAN 到 Java 的发展历程 - **FORTRAN**：20 世纪 50 年代中期创建，基于向计算机发出直接命令的理念。后续很多新语言都模仿了 FORTRAN 的“做这个/做那个”模式，比如 C 语言。 - **SIMULA 和 Smalltalk**：这些语言将“做这个”命令置于次要地位，专注于数据描述。在这些语言中，你首先描述数据的含义，然后再进行操作，数据成为核心。 - **C++**：1986 年由 Bjarne Stroustrup 创建，它将旧的 C 语言术语与改进的面向对象结构相结合，变得非常流行。但 C++ 有一个缺陷，你可以绕过所有面向对象特性，使用旧的 FORTRAN/C 编程风格编写程序。 - **Java**：1995 年由 James Gosling 创建，借鉴了 C++ 的外观和感觉，但抛弃了 C++ 中大部分旧的“做这个/做那个”特性，并添加了使对象开发更顺畅和容易的功能。在 Java 中，你只能使用对象进行编程。 下面用 mermaid 流程图展示这个发展历程： ```mermaid graph LR A[FORTRAN] --> B[C] A --> C[SIMULA/Smalltalk] B --> D[C++] C --> D D --> E[Java] ``` ## 3. 对象和类 ### 3.1 对象和类的概念 在面向对象语言中，你使用对象和类来组织数据。以一个正在建设中的房地产开发项目为例，每个房子都是一个对象，而所有房子共享的特征列表就是一个类。比如，每个房子都有外墙颜色、室内油漆颜色、厨房橱柜风格等特征，这些特征的主列表就是类。 实际上，面向对象编程应该更准确地称为“使用类和对象进行编程”。 ### 3.2 类和对象的关系 类就像建筑师的蓝图，它是每个对象将具有的特征列表。例如，蓝图上写着“外墙”，实际的房子对象可能有灰色外墙；蓝图上写着“厨房橱柜”，实际的房子对象可能有路易十四风格的厨房橱柜。 程序员先编写代码来描述一个类，然后当程序运行时，计算机从这个类创建对象。 ### 3.3 类和对象的示例 - **椅子的例子**：当你思考什么是椅子时，椅子有座位、靠背和腿，每个座位有形状、颜色、柔软度等属性，这就是椅子类的概念。而房间里的每把椅子都是一个对象，是椅子类的实例。 - **银行账户的例子**：想象一个展示你所有银行账户的表格，表格的列标题描述了账户类，每一行就是一个对象。例如，下面的表格展示了三个银行账户： | 账户号码 | 类型 | 余额 | | --- | --- | --- | | 16 - 13154 - 22864 - 7 | 支票账户 | 174.87 | | 1011 1234 2122 0000 | 信用卡账户 | -471.03 | | 16 - 17238 - 13344 - 7 | 储蓄账户 | 247.38 | 每个账户对象都有账户号码、类型和余额这些属性。 ## 4. 面向对象语言的优势 ### 4.1 以房屋建设为例 假设你已经编写了一个计算机程序来跟踪新开发项目中房屋的建设说明。老板决定修改计划，让一半的房子有三间卧室，另一半有四间卧室。 如果使用旧的 FORTRAN/C 编程风格，你的指令会像这样： 1. 为地下室挖沟。 2. 在沟的两侧铺设混凝土。 3. 在两侧放置 2x4 的木材作为地下