第4章 面向对象下教学设计.docx

1、第4章 面向对象下教学设计传智播客Java基础入门教学设计课程名称： Java基础教程 授课年级： 2014年级 授课学期： 2014学年第一学期教师姓名： 某某老师 2014年02月09日课题名称第4章 面向对象下计划学时6 课时内容分析Java是一种面向对象的语言，认识面向对象的编程思想对于Java学习至关重要。在面向对象中，我们除了要掌握好类和对象的基本用法，还需要继续学习面向对象的一些高级特性。本课程就将对继承和多态等知识进行详细讲解，并结合程序增强读者对这些知识的理解。教学目标及基本要求要求学生理解面向对象的继承和多态的概念，掌握类的继承、方法重写、super关键字、final关键字

2、、抽象类和接口以及多态，了解什么是异常、异常的处理方式、自定义异常、包的使用以及如何为Java应用打包重点及措施教学重点：类的继承、final关键字、多态、接口和抽象类、异常、包的定义和使用难点及措施教学难点：类的继承、final关键字、多态和异常处理教学方式教学采用教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解教学过程第一课时（继承的概念、方法重写、super关键字、final关键字） 继承的概念 现实生活中的继承关系在现实生活中，继承一般指的是子女继承父辈的财产。在程序中，继承描述的是事物之间的所属关系，通过继承可以使多种事物之间形成一种关系体系。例如猫和狗都属于动物，程序中便可以描述为猫和狗继承自

3、动物，同理，波斯猫和巴厘猫继承自猫，而沙皮狗和斑点狗继承自狗。这些动物之间会形成一个继承体系，如下图所示。 概念总结在Java中，类的继承是指在一个现有类的基础上去构建一个新的类，构建出来的新类被称作子类，现有类被称作父类，子类会自动拥有父类所有可继承的属性和方法。在程序中，如果想声明一个类继承另一个类，需要使用extends关键字，具体示例如下：/ 定义Animal类class Animal String name; / 定义name属性 / 定义动物叫的方法 void shout() System.out.println(动物发出叫声); / 定义Dog类继承Animal类class Do

4、g extends Animal / 定义一个打印name的方法 public void printName() System.out.println(name= + name); 上述示例代码中，Dog类通过extends关键字继承了Animal类，这样Dog类便是Animal类的子类。 需要注意的问题在Java中，类的继承需要注意的问题，具体如下： 类只支持单继承，不允许多重继承 多个类可以继承一个父类 多层继承是可以的，即一个类的父类可以再去继承另外的父类 子类和父类是一种相对概念，也就是说一个类是某个类父类的同时，也可以是另一个类的子类 方法重写在继承关系中，子类会自动继承父类中定义的

5、方法，但有时在子类中需要对继承的方法进行一些修改，即对父类的方法进行重写，具体示例如下：/ 定义Animal类class Animal /定义动物叫的方法 void shout() System.out.println(动物发出叫声); / 定义Dog类继承动物类class Dog extends Animal / 定义狗叫的方法 void shout() System.out.println(汪汪); 以上示例代码中，定义了Dog类并且继承自Animal类，在子类Dog中定义了一个shout()方法对父类的方法进行重写。 super关键字 super关键字的概念当子类重写父类的方法后，子类对

6、象将无法访问父类被重写的方法，为了解决这个问题，在Java中专门提供了一个super关键字用于访问父类的成员。 super关键字的作用 super关键字可以调用父类的成员变量和成员方法，格式如下：super.成员变量super.成员方法(参数1,参数2) super关键字可以调用父类的构造方法，格式如下：super(参数1,参数2)值得注意的是，在子类的构造方法中通过super指定调用父类的哪个构造方法，如果没有指定，在实例化子类对象时，会自动调用父类无参的构造方法。 final关键字 final关键字修饰类Java中的类被final关键字修饰后，该类将不可以被继承，也就是不能够派生子类。 f

7、inal关键字修饰方法当一个类的方法被final关键字修饰后，这个类的子类将不能重写该方法。 final关键字修饰变量Java中被final修饰的变量为常量，它只能被赋值一次，也就是说final修饰的变量一旦被赋值，其值不能改变。第二课时（抽象类、接口、多态、对象的类型转换） 抽象类 抽象类和抽象方法的概念当定义一个类时，常常需要定义一些方法来描述该类的行为特征，但有时这些方法的实现方式是无法确定的。这时，可以将该类定义为抽象类，即使用关键字abstract修饰的类。例如：abstract class Animal同理，使用关键字abstract修饰的方法称为抽象方法，抽象方法不包含方法体，例

8、如：abstract void shout(); / 定义抽象方法shout()值得注意的是，包含抽象方法的类必须声明为抽象类，但抽象类可以不包含任何抽象方法，只需使用abstract关键字来修饰即可。另外，抽象类是不可以被实例化的。 接口 接口的概念如果一个抽象类中的所有方法都是抽象的，则可以将这个类用另外一种方式来定义，即接口。在定义接口时，需要使用interface关键字来声明，具体示例如下：interface Animal int ID = 1; / 定义全局常量 void breathe(); / 定义抽象方法 void run();上面的代码中，Animal即为一个接口。接口中定义

9、的方法和变量都包含一些默认修饰符，方法默认使用“public abstract”来修饰，即抽象方法。变量默认使用“public static final”来修饰，即全局常量。 接口的特点为了加深对接口的认识，对接口的特点进行归纳，具体如下： 接口中的方法都是抽象的，不能实例化对象。 当一个类实现接口时，如果这个类是抽象类，则实现接口中的部分方法即可，否则需要实现接口中的所有方法。 一个类通过implements关键字实现接口时，可以实现多个接口，被实现的多个接口之间要用逗号隔开。 一个类在继承另一个类的同时还可以实现接口，此时，extends关键字 必须位于implements关键字之前。 一

10、个接口可以通过extends关键字继承多个接口，接口之间用逗号隔开。 多态在同一个方法中，这种由于参数类型不同而导致执行效果各异的现象就是多态。在Java中为了实现多态，允许使用一个父类类型的变量来引用一个子类类型的对象，根据被引用子类对象特征的不同，得到不同的运行结果，接下来通过一个案例来演示，具体如下：/ 定义接口Anmalinterface Animal void shout(); / 定义抽象shout()方法/ 定义Cat类实现Animal接口class Cat implements Animal / 实现shout()方法 public void shout() System.ou

11、t.println(喵喵); / 定义Dog类实现Animal接口class Dog implements Animal / 实现shout()方法 public void shout() System.out.println(汪汪); / 定义测试类public class Example13 public static void main(String args) Animal an1 = new Cat(); /创建Cat对象 Animal an2 = new Dog(); /创建Dog对象 animalShout(an1); /将an1作为参数传入 animalShout(an2);

12、/将an2作为参数传入 / 定义静态的animalShout()方法，接收一个Animal类型的参数 public static void animalShout(Animal an) an.shout(); / 调用实际参数的shout()方法 运行结果如下图所示。从图中可以看到，将父类引用的两个不同子类对象分别传入，结果打印出了“喵喵”和“汪汪”。由此可见，多态不仅解决了方法同名的问题，而且还使程序变的更加灵活，从而有效的提高程序的可扩展性和可维护性。 对象的类型转换在多态的学习中，涉及到将子类对象当做父类类型使用的情况。将子类对象当做父类使用时不需要任何显式地声明，在进行类型转换时可能出

13、现错误。这时，可以使用关键字instanceof，它可以判断一个对象是否为某个类(或接口)的实例或者子类实例，语法格式如下：对象(或者对象引用变量) instanceof 类(或接口)第三课时（Object类、匿名内部类、异常） Object类 概述在JDK中提供了一个Object类，它是所有类的父类，即每个类都直接或间接继承自该类。 toString()方法Object类的toString()方法中的代码具体如下：getClass().getName() + + Integer.toHexString(hashCode(); 重写toString()方法在实际开发中，通常希望对象的toStr

14、ing()方法返回的不仅仅是基本信息，而是一些特有的信息，这时可以重写Object的toString()方法。 匿名内部类匿名内部类可以实现接口，并进行实例化，语法格式如下：new 父类(参数列表) 或 父接口() /匿名内部类实现部分 异常 异常概述在Java语言中，引入了异常，以异常类的形式对这些非正常情况进行封装，通过异常处理机制对程序运行时发生的各种问题进行处理。 异常继承体系下图展示了Throwable类的继承体系：从上图可以看出，Throwable有两个直接子类，具体如下： Error类：称为错误类，它表示Java运行时产生的系统内部错误或资源耗尽的错误，是比较严重的，仅靠修改程序

15、本身是不能恢复执行的。 Exception类：称为异常类，它表示程序本身可以处理的错误，在开发Java程序中进行的异常处理，都是针对Excption类及其子类。在Exception类的众多子类中有一个特殊的RuntimeException类，该类及其子类用于表示运行时异常，除了此类，Exception类下所有其它的子类都用于表示编译时异常。 trycatch和finally由于发生了异常，程序立即终止，无法继续向下执行。为了解决这样的问题，Java中提供了一种对异常进行处理的方式异常捕获。异常的捕获是通过trycatch语句完成，其语法格式如下所示：try /程序代码块catch(Except

16、ionType(Exception类及其子类) e) /对ExceptionType的处理 注意：在try代码块中，发生异常语句后面的代码是不会被执行的。 finally有时候我们希望有些语句无论程序是否发生异常都要执行，这时就可以在trycatch语句后，加一个finally代码块。需要注意的是，finally中的代码块有一种情况下是不会执行的，那就是在try.catch中执行了System.exit(0)语句。 throws关键字Java中允许在方法的后面使用throws关键字对外声明该方法有可能发生的异常，这样调用者在调用方法时，就明确地知道该方法有异常，并且必须在程序中对异常进行处理,

17、throws关键字声明抛出异常的语法格式如下：修饰符 返回值类型 方法名(参数1，参数2.)throws ExceptionType1,ExceptionType2.注意：如果不知道如何处理声明抛出的异常，也可以使用throws关键字继续将异常抛出。 编译时异常与运行时异常 编译时异常在Java中，Exception类中除了RuntimeException类及其的子类都是编译时异常。编译时异常的特点是Java编译器会对其进行检查，如果出现异常就必须对异常进行处理，否则程序无法通过编译。处理编译时期的异常有两种方式，具体如下： （1）使用trycatch语句对异常进行捕获（2） 使用throws

18、关键字声明抛出异常，调用者对其处理。 运行时异常RuntimeException类及其子类都是运行时异常。运行时异常的特点是Java编译器不会对其进行检查，也就是说，当程序中出现这类异常时，即使没有使用try.catch语句捕获或使用throws关键字声明抛出，程序也能编译通过。运行时异常一般是由于程序中的逻辑错误引起的，在程序运行时无法恢复。 自定义异常JDK中定义了大量的异常类，虽然这些异常类可以描述编程时出现的大部分异常情况，但是在程序开发中有时可能需要描述程序中特有的异常情况。为了解决这个问题，在Java中允许用户自定义异常，自定义的异常类必须继承自Exception或其子类。自定义异

19、常的使用需要用到throw关键字，throw关键字用于在方法中声明抛出异常的实例对象，其语法格式如下：throw Exception异常对象第四课时（包的声明与使用、import语句、给Java应用打包、访问控制） 包的声明与使用 包的声明在程序开发中，需要将编写的类分目录存放便于管理，为此，Java引入了包(package)机制，程序可以通过声明包的方式对Java类定义目录。声明包的语法格式如下所示： package cn.itcast.chapter04; / 使用package关键字声明包public class Example01注意：包的声明只能位于Java源文件的第一行。 包机制管

20、理Java的类文件当编译一个声明了包的Java源文件，需要使用命令生成与包名对应的目录，具体示例如下：javac d . Example01.java其中，“-d”用来指定生成的类文件的位置，“.”表示在当前目录，整行命令表示生成带包目录的.class文件并存放在当前目录下，当然，生成的类文件还可以存放在其它目录下，这时只需要将“.”用其它路径替换即可。具体示例如下：javac d D:cnitcastchapter04 Example01.java import语句 import语法Java中提供了import关键字，使用import可以在程序中一次导入某个指定包下的类，具体格式如下所示：i

21、mport 包名.类名;注意：import通常出现在package语句之后，类定义之前。 Java常用包在JDK中，不同功能的类都放在不同的包中，其中Java的核心类主要放在java这个包以及其子包下，Java扩展的大部分类都放在javax包以及其子包下。接下来简单介绍Java语言中的常用包，具体如下： java.util：包含Java中大量工具类、集合类等 ：包含Java网络编程相关的类和接口。 java.io：包含了Java输入、输出有关的类和接口。 java.awt：包含用于构建图形界面(GUI)的相关类和接口。 java.lang：包含Java语言的核心类，如String、Math、S

22、ystem和Thread类等，使用这个包中的类无须使用import语句导入，系统会自动导入这个包下的所有类。 给Java应用打包在JDK中提供了一个jar命令，使用这个命令能够将这些类打包成一个文件，这个文件的扩展名为.jar，被称为jar文件。jar文件的全称是Java Archive File，它是一种压缩文件，独立于任何操作系统平台，习惯上也将jar文件称为jar包。将Java应用打包为Jar包，有很多好处，具体如下： 安全：可以对jar文件进行数字签名，让可识别数字签名的用户使用。 可移植性：只要有Java虚拟机，jar包就可以在任何平台上运行。 节省空间：当把.class文件打成ja

23、r压缩文件，会节省空间，如果将jar文件在网络上传输，也会加快传输速率。 访问控制在Java中，针对类、成员方法和属性提供了四种访问级别，分别是private、default、protected和public。接下来通过一个图将这四种控制级别由小到大依次列出，如下图所示。图中展示的四种访问控制级别，具体介绍如下。 private(类访问级别) ：如果类的成员被private访问控制符来修饰，则这个成员只能被该类的其它成员访问，其它类无法直接访问。类的良好封装就是通过private关键字来实现的。 default(包访问级别) ：如果一个类或者类的成员不使用任何访问控制符修饰，则称它为默认访问控

24、制级别，这个类或者类的成员只能被本包中的其它类访问。 protected(子类访问级别) ：如果一个类的成员被protected访问控制符修饰，那么这个成员既能被同一包下的其它类访问，也能被不同包下该类的子类访问。 public(公共访问级别) ：这是一个最宽松的访问控制级别，如果一个类或者类的成员被public访问控制符修饰，那么这个类或者类的成员能被所有的类访问，不管访问类与被访问类是否在同一个包中。接下来通过一个表将这四种访问级别更加直观的表示出来，如下表所示。访问范围privatedefaultprotectedpublic同一类中 同一包中 子类中 全局范围 第五课时上机练习（总结、

25、测试题）1、 总结本章内容2、 通过题库发放相关测试题，检查学生掌握情况。3、 上机练习：主要针对本章中需要重点掌握的知识点，以及在程序中容易出错的内容进行练习，通过上机练习可以考察同学对知识点的掌握情况，对代码的熟练程度。 上机一：（考察知识点为类的继承）请按照以下要求设计类。要求如下：1） 设计Animal类。类中定义一个成员变量animalName，表示动物的名称，变量animalName是String类型，默认初始值。在该类中再定义一个成员方法shout()，表示动物发出叫声的行为，该方法能输出名称为name的动物发出叫声，例如输出“波斯猫发出叫声”。2） 设计Cat类。使用关键字ex

26、tends继承Animal类。Cat类中定义一个public类型的构造方法，该构造方法拥有一个String类型的参数catName，通过该参数，为Cat类中继承自Animal类的animalName成员变量赋值3） 设计一个测试类。类名为ExtendsTest，在main方法中定义一个String类型的name变量，并为它赋值为”波斯猫”，然后使用有参构造创建Cat类的对象，并使用对象的引用变量调用shout()方法第六课时上机练习（测试题） 上机一：（考察知识点为接口的实现）请按照以下要求设计类。要求如下：1） 设计Inter接口，在接口中定义一初始值为20的num常量和method()抽象方法。2） 设计InterImpl类，使用关键字implements实现Inter接口，并在method()方法实现for循环，在循环体内输出num-的值，直到num=0。3） 设计一个测试类InterfaceTest，在main方法中创建InterImpl的实例对象，并调用method()方法。思考题和习题见教材第四章后的习题教学后记