案例简介
通过一个简单的案例具体的实现一下封装。
通过java语言和面向对象的思想，模拟一个场景的实现。
案例: 学校开设了计算机科学与应用这个专业,专业编号: J0001;学制年限: 4年;
现在有三个学生报名了该学校。
实现的效果图:
package cn.mtianyan.computer;
public class Subject {
public Subject(String name, String code, int year){
this.setName(name);
this.setCode(code);
this.setYear(year);
}
public void showInfo(){
System.out.println("专业信息如下:");
System.out.println("专业名称: " + this.name);
System.out.println("专业编号: " + this.code);
System.out.println("学制年限: " + this.year +"年");
System.out.println("=====================");
}
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getCode() {
return code;
}
public void setCode(String code) {
this.code = code;
}
public int getYear() {
return year;
}
public void setYear(int year) {
this.year = year;
}
private String code;
private int year;
}
package cn.mtianyan.computer;
public class Student {
public Student(String name,String studentID, String sex,int age,Subject subject){
this.setName(name);
this.setStudentID(studentID);
this.setAge(age);
this.setSex(sex);
this.subject = subject;
}
public void showInfo(){
System.out.println("==================");
System.out.println("姓名: "+name);
System.out.println("学号: "+studentID);
System.out.println("性别: "+sex);
System.out.println("年龄: "+age);
System.out.println("所报专业名称: "+ subject.getName());
System.out.println("学制年限: "+ subject.getYear());
}
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getStudentID() {
return studentID;
}
public void setStudentID(String studentID) {
this.studentID = studentID;
}
public String getSex() {
return sex;
}
public void setSex(String sex) {
this.sex = sex;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
private String studentID;
private String sex;
private int age;
private Subject subject;
}
package cn.mtianyan.computer;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Subject subject = new Subject("计算机科学与应用","J0001",4);
subject.showInfo();
Student student1 = new Student("张三","S01","男",18, subject);
student1.showInfo();
Student student2 = new Student("李四","S02","女",17, subject);
student2.showInfo();
Student student3 = new Student("王五","S03","男",18, subject);
student3.showInfo();
}
}
运行结果:
上面是我个人的实现.
综合案例
计算机科学与应用是一个对象。 三个学生是三个对象。学科专业类 & 专业类
类:
- 专业: 专业名称、编号、学制年限
- 学生: 姓名、学号、性别、年龄
编写Subject类
啊啊啊，英语真季二茶，Get到了。Subject是学科。
分包存储: cn.mtianyan.model cn.mtianyan.test
package cn.mtianyan.model;
/**
* 专业类
* @author mtianyan
*/
public class Subject {
// 成员属性：学科名称、学科编号、学制年限、报名选修的学生信息、报名选修的学生个数
private String subjectName;
private String subjectNo;
private int subjectLife;
private Student[] myStudents; // 专业学生数组
private int studentNum;
// 无参构造方法
public Subject() {
}
// 带参构造，带参构造，实现对全部属性的赋值
public Subject(String subjectName, String subjectNo, int subjectLife) {
// this.subjectName=subjectName;
this.setSubjectName(subjectName);
this.setSubjectNo(subjectNo);
this.setSubjectLife(subjectLife);
}
public void setSubjectName(String subjectName) {
this.subjectName = subjectName;
}
public String getSubjectName() {
return this.subjectName;
}
public String getSubjectNo() {
return subjectNo;
}
public void setSubjectNo(String subjectNo) {
this.subjectNo = subjectNo;
}
public int getSubjectLife() {
return subjectLife;
}
// 设置学制年限，限制必须>0
public void setSubjectLife(int subjectLife) {
if (subjectLife <= 0)
return;
this.subjectLife = subjectLife;
}
/**
* 获取选修专业的学生信息 如果保存学生信息的数组未被初始化，则，先初始化长度200
* @return 保存学生信息的数组
*/
public Student[] getMyStudents() {
if(this.myStudents==null)
this.myStudents=new Student[200];
return myStudents;
}
public void setMyStudents(Student[] myStudents) {
this.myStudents = myStudents;
}
public int getStudentNum() {
return studentNum;
}
public void setStudentNum(int studentNum) {
this.studentNum = studentNum;
}
/**
* 专业介绍的方法
* @return 专业介绍的相关信息，包括名称、编号、年限
*/
public String info() {
String str = "专业信息如下：\n专业名称：" + this.getSubjectName() + "\n专业编号：" + this.getSubjectNo() + "\n学制年限："
+ this.getSubjectLife() + "年";
return str;
}
public void addStudent(Student stu){
/*
* 1、将学生保存到数组中
* 2、将学生个数保存到studentNum
* */
//1、将学生保存到数组中
for(int i=0;i<this.getMyStudents().length;i++){
if(this.getMyStudents()[i]==null){
stu.setStudentSubject(this);
this.getMyStudents()[i]=stu;
//2、将学生个数保存到studentNum
this.studentNum=i+1;
return;
}
}
}
}
这里我们的info方法在设计的时候返回String而不是直接在方法内打印，体现了单一职责原则，这样的设计使得这些字符串如果后期不是在控制台打印，而是做其他处理更方便。
编写Student类
package cn.mtianyan.model;
public class Student {
// 成员属性：学号、姓名、性别、年龄、专业
private String studentNo;
private String studentName;
private String studentSex;
private int studentAge;
private Subject studentSubject;
// 无参构造方法
public Student() {
}
//多参构造方法，实现对学号、姓名、性别、年龄的赋值
public Student(String studentNo, String studentName, String studentSex, int studentAge) {
this.setStudentNo(studentNo);
this.setStudentName(studentName);
this.setStudentSex(studentSex);
this.setStudentAge(studentAge);
}
// 多参构造方法，实现对全部属性的赋值
public Student(String studentNo, String studentName, String studentSex, int studentAge,Subject studentSubject) {
this.setStudentNo(studentNo);
this.setStudentName(studentName);
this.setStudentSex(studentSex);
this.setStudentAge(studentAge);
// this.studentAge=studentAge;
this.setStudentSubject(studentSubject);
}
public String getStudentNo() {
return studentNo;
}
public void setStudentNo(String studentNo) {
this.studentNo = studentNo;
}
public String getStudentName() {
return studentName;
}
public void setStudentName(String studentName) {
this.studentName = studentName;
}
public String getStudentSex() {
return studentSex;
}
public void setStudentSex(String studentSex) {
// 限制性别只能是“男”或者“女”，反之，强制赋值为“男”
if(studentSex.equals("男") | studentSex.equals("女")){
this.studentSex = studentSex;
}else {
this.studentSex = "男";
}
}
public int getStudentAge() {
return studentAge;
}
/**
* 给年龄赋值，限定必须在10--100之间，反之赋值为18
*
* @param studentAge
* 传入的年龄
*/
public void setStudentAge(int studentAge) {
if (studentAge < 10 || studentAge > 100)
this.studentAge = 18;
else
this.studentAge = studentAge;
}
/**
* 获取专业对象，如果没有实例化，先实例化后再返回
* @return 专业对象信息
*/
public Subject getStudentSubject() {
if(this.studentSubject==null)
this.studentSubject=new Subject();
return studentSubject;
}
public void setStudentSubject(Subject studentSubject) {
this.studentSubject = studentSubject;
}
/**
* 学生自我介绍的方法
*
* @return 自我介绍的信息，包括姓名、学号、性别、年龄
*/
public String introduction() {
String str = "学生信息如下：\n姓名：" + this.getStudentName() + "\n学号：" + this.getStudentNo() + "\n性别："
+ this.getStudentSex() + "\n年龄：" + this.getStudentAge()+ "\n所报专业名称：" + this.getStudentSubject().getSubjectName() + "\n学制年限："
+ this.getStudentSubject().getSubjectLife();
return str;
}
/**
* 学生自我介绍的方法
* @param subjectName 所学专业名称
* @param subjectLife 学制年限
* @return 自我介绍的信息，包括姓名、学号、性别、年龄、所学专业名称、学制年限
*/
public String introduction(String subjectName, int subjectLife) {
String str = "学生信息如下：\n姓名：" + this.getStudentName() + "\n学号：" + this.getStudentNo() + "\n性别："
+ this.getStudentSex() + "\n年龄：" + this.getStudentAge() + "\n所报专业名称：" + subjectName + "\n学制年限："
+ subjectLife;
return str;
}
/**
* 学生自我介绍的方法
* @param mySubject 所选专业的对象
* @return自我介绍的信息，包括姓名、学号、性别、年龄、所学专业名称、学制年限
*/
public String introduction(Subject mySubject){
String str = "学生信息如下：\n姓名：" + this.getStudentName() + "\n学号：" + this.getStudentNo() + "\n性别："
+ this.getStudentSex() + "\n年龄：" + this.getStudentAge() + "\n所报专业名称：" + mySubject.getSubjectName() + "\n学制年限："
+ mySubject.getSubjectLife()+"\n专业编号："+mySubject.getSubjectNo();
return str;
}
}
对于参数很多的构造方法，可以选择右键生成构造方法，然后选择上所要涵盖的参数。
如何实现字符串内容是否相等的判断?
可以通过equals()方法进行字符串内容的判断,如果内容相等返回值为true，反之为false。如:当str代表用户性别时,可以通过如下代码判断性别为男还是女
if (str.equals("男"))
System.out.println("性别为男")
else
System.out.println("性别为女")
通过方法实现学生与专业关联
方案1: 在方法中添加两个参数,分别表示专业名称和学制年限。
public String introduction(String subjectName, int subjectLife) {
String str = "学生信息如下：\n姓名：" + this.getStudentName() + "\n学号：" + this.getStudentNo() + "\n性别："
+ this.getStudentSex() + "\n年龄：" + this.getStudentAge() + "\n所报专业名称：" + subjectName + "\n学制年限："
+ subjectLife;
return str;
}
前往 Editor -> General 中 Other 部分，选中 show quick documentation on mouse move 设置多少毫秒会显示。
这样可以看到文档注释的优点所在。
通过方法实现学生与专业关联-方案2
这里我们添加的两个参数和我们Subject类中的属性造成了数据冗余。在方法中添加1个专业对象作为参数,通过其属性获得相关信息
/**
* 学生自我介绍的方法
* @param mySubject 所选专业的对象
* @return自我介绍的信息，包括姓名、学号、性别、年龄、所学专业名称、学制年限
*/
public String introduction(Subject mySubject){
String str = "学生信息如下：\n姓名：" + this.getStudentName() + "\n学号：" + this.getStudentNo() + "\n性别："
+ this.getStudentSex() + "\n年龄：" + this.getStudentAge() + "\n所报专业名称：" + mySubject.getSubjectName() + "\n学制年限："
+ mySubject.getSubjectLife()+"\n专业编号："+mySubject.getSubjectNo();
return str;
}
通过方法实现学生与专业关联-方案3
因为大学生是一定有一个专业信息的，在类中添加专业对象作为成员属性,通过其属性获得相关信息。
private Subject studentSubject; // 对象默认值是null
// 构造函数添加参数
// 增加set 和 get方法
类除了我们需要用到的有参构造，应该准备一个无参构造，保证程序特殊情况的正常运行。
public Subject getStudentSubject() {
if(this.studentSubject==null)
this.studentSubject=new Subject();
return studentSubject;
}
"\n学制年限："+ this.getStudentSubject().getSubjectLife();
先获取到专业对象，再通过对象获取到专业年限
通过方法实现学生与专业关联-方案分析
方案1 :在方法中添加两个参数,分别表示专业名称和学制年限 优点: 容易理解 缺点: 参数列表长
方案2 :在方法中添加1个专业对象作为参数,通过其属性获得相关信息。 优点: 更加简单 获取参数方便 学生与专业关联性不强
方案3 ;在类中添加专业对象作为属性,通过其属性获得相关信息. 优点: 关联性更强
方法中传入对象，传递的是一个对象的引用。在方法中通过对象作为参数,传递的是它的引用可以通过引用获取该对象所有信息。
这样是很不安全的。
public String introduction(Subject mySubject){
mySubject.setSubjectName("mtianyan学科");
String str = "学生信息如下：\n姓名：" + this.getStudentName() + "\n学号：" + this.getStudentNo() + "\n性别："
+ this.getStudentSex() + "\n年龄：" + this.getStudentAge() + "\n所报专业名称：" + mySubject.getSubjectName() + "\n学制年限："
+ mySubject.getSubjectLife()+"\n专业编号："+mySubject.getSubjectNo();
return str;
}
Subject sub1=new Subject("计算机科学与应用","J0001",4);
Student stu3=new Student("S03","王五","男",18);
System.out.println(stu3.introduction(sub1));
System.out.println("=====================");
System.out.println(sub1.info());
可以看到学生类中的自我介绍修改专业，会将sub1都修改掉。这里如何对于传入的对象进行保护，后面再讲。目前先记住这个问题。
新增需求及分析
计算机科学与应用专业有多少个学生进行了报名?如何实现？
用什么样的容器装学生？
使用数组来放学生，最后一个学生的下标加1就是学生人数。
- 先修改我自己个人的垃圾版本代码以满足该需求
private Student[] myStudents;
private int studentNum;
public int getStudentsNum() {
return studentsNum;
}
public void setStudentsNum(int studentsNum) {
this.studentsNum = studentsNum;
}
public Student[] getStudents() {
return students;
}
public void setStudents(Student[] students) {
this.students = students;
}
添加两个成员变量，并为其生成get set方法。构造方法中添加数组和学生数量初始化内容。这里的studentsNum定义成static的类属性更好。
public Subject(String name, String code, int year){
this.setName(name);
this.setCode(code);
this.setYear(year);
this.studentsNum = 0;
this.students = new Student[100];
}
编写学生报到或叫做添加学生的方法:
public void addStudent(Student student){
int stuNum = this.getStudentsNum();
this.getStudents()[stuNum] = student;
this.setStudentsNum(++stuNum); //这里set的必须是前置加加
}
public void showStudents(){
int stuNum = this.getStudentsNum();
for (int i=0;i<stuNum;i++) {
System.out.println(this.name+"专业学生信息: ");
System.out.println(students[i].getName());
}
}
System.out.println("----------");
subject.addStudent(student1);
subject.showStudents();
System.out.println("----------");
System.out.println("已有"+subject.getStudentsNum()+"人报名！");
运行结果:
官方实现
数组无论里面存放的是什么，它都是引用类型。
private Student[] myStudents;
private int studentNum;
public int getStudentNum() {
return studentNum;
}
public void setStudentNum(int studentNum) {
this.studentNum = studentNum;
}
public Student[] getMyStudents() {
if(this.myStudents==null)
this.myStudents=new Student[200];
return myStudents;
}
public void setStudents(Student[] students) {
this.students = students;
}
数组的容量和当前放置了多少元素的长度是两个不同的值。因此我们既要定义数组，又要定义当前用了的长度，后面我们会学到集合，将这两步操作合二为一。
public void addStudent(Student stu){
/*
* 1、将学生保存到数组中
* 2、将学生个数保存到studentNum
* */
//1、将学生保存到数组中
for(int i=0;i<this.getMyStudents().length;i++){
if(this.getMyStudents()[i]==null){
stu.setStudentSubject(this);
this.getMyStudents()[i]=stu;
//2、将学生个数保存到studentNum
this.studentNum=i+1;
return;
}
}
}
添加时遍历数组，寻找到第一个为null的位置填入，我觉得是不如我的填入策略的。
package cn.mtianyan.test;
public class FloatTest {
private static float [] f = new float[2];
public static void main(String[] args) {
System.out.println("f[0]="+f[0]);
}
}
数组是对象，对象实例化之后都是有默认值的
解析: 数组未实例化造成的空指针异常
接下来我们针对案例实现中的两个常见问题进行一下讲解!
测试将学生数组实例化操作注释后的运行
public Student[] getMyStudents() {
// if(this.myStudents==null)
// this.myStudents=new Student[200];
return myStudents;
}
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at cn.mtianyan.model.Subject.addStudent(Subject.java:92)
at cn.mtianyan.test.SchoolTest.main(SchoolTest.java:24)
会报出空指针异常。
方案一: 我在声明的时候就顺便进行初始化，或者在构造函数进行该值的初始化。
方案二: 用到的时候再进行创建。
这里方案一和方案二都是可行的。方案二在这个操作如果是一个耗时操作的时候更合适一点。
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