Тимур Машнин - Объектно-ориентированное программирование на Java. Платформа Java SE

Класс – это не просто тип.

Во-первых, потому что он может содержать более одного поля.

Это можно понимать, как составное значение – значение с несколькими компонентами – например, тремя целыми числами.

Поэтому, классы – это хороший способ собрать несколько значений вместе в полях объекта.

И эти компоненты могут быть нескольких типов или классов.

В частности, они могут быть довольно сложными объектами, определенными как части данного объекта.

Представьте, что вы определили класс «Двигатель» с набором полей, которые определяют состояние двигателя и набором методов, которые определяют то, что вы можете делать с двигателем.

У нас может быть объект класса «Двигатель» как атрибут или поле класса «Автомобиль».

Это дает большие возможности, так как концепция класса позволяет структурировать вашу программу или систему, определяя различные подсистемы.

Вы можете создавать объекты, используя другие объекты.

Но концепция объекта класса еще богаче.

Мы могли бы рассматривать тип данных как набор значений, вместе с некоторыми методами для них.

И у нас есть переменные, которые могут хранить эти значения.

Но значение само по себе не имеет состояния, и сам по себе тип данных не имеет состояния.

Напротив, объект имеет состояние.

Так как он имеет внутри переменные, и он может запоминать значения.

Классы можно рассматривать как типы, классы определяют типы.

Но, кроме того, объекты имеют состояние.

Когда мы создаем новый объект – и мы делаем это с помощью ключевого слова «new» и конструктором – строки здесь являются исключением – и мы резервируем пространство в памяти для хранения значений полей.

После создания мы можем ссылаться на этот объект, создавая ссылку с именем.

Переменная и именем объекта будет хранить ссылку на объект.

Но в этих объяснениях мы не будем акцентировать внимание на идеи ссылки или указателя, поскольку Java как-то не поддерживает эту идею.

Другие языки программирования делают это.

Мы также не будем говорить об уничтожении объектов и освобождении памяти.

Потому что Java делает это автоматически с помощью так называемого «сборщика мусора», который автоматически освобождает память для объектов без какой-либо ссылки.

Когда ссылка указывает на отсутствие объекта, мы говорим, что его содержимое равно нулю.

Когда вы создали новый объект и дали ему имя – или, вернее, определили ссылку для него – как вы получаете доступ к полю или атрибуту?

Ответ заключается в использовании точечной нотации.

Вы хотите ссылаться на поле «n1» объекта «t».

Вы пишете «t.n1.»

И для методов мы делаем что-то подобное.

Чтобы вызвать метод «get1 ()» для объекта «t», мы пишем «t. get1 ()».

Классы имеют двойную цель.

Они могут использоваться для определения новых типов данных, которые связаны с решением задачи.

И также они служат для структурирования кода.

У нас есть инкапсулированные переменные и методы в классах.

Однако любая другая часть программы может изменять переменные и вызывать методы.

И иногда важно скрыть доступ к некоторым переменным или методам, чтобы контролировать возникновение возможных проблем.

Представьте себе, что в нашей модели автомобиля у нас есть поле gas, которое служит индикатором оставшегося топлива в машине.

Представьте, что эта переменная должна содержать значение от 0 до 100, 0 означает пустой бак, а 100 – полный.

Теперь, когда автомобиль тратит при движении n единиц топлива, эти n единиц вычитаются из переменной gas.

Мы также можем заполнить бак на АЗС, и в этом случае переменная gas увеличивается.

Таким образом, топливо уменьшается с помощью метода перемещения и увеличивается с помощью метода заполнения.

Однако у нас может быть проблема, поскольку любая часть программы имеет доступ к этой переменной gas.

Кто-то может даже изменить переменную на отрицательное число, что не имеет смысла.

Таким образом, два метода, которые должны изменять и должны иметь доступ к этой переменной, не являются единственным контролем этой переменной, и мы должны каким-то образом ограничить этот доступ.

Давайте посмотрим на эти два модификатора доступа, public и private.

На данный момент мы будем использовать их только для переменных и методов класса.

Здесь мы пишем private до объявления переменной gas.

Это означает, что мы можем получить доступ к ней только в классе, а не вне класса.

Два метода, move и fill, определяются как public, и поэтому могут быть вызваны вне класса.

Это типичная ситуация, чтобы иметь приватные переменные и публичные методы.

У нас также могут быть приватные методы, которые определены, например, как вспомогательные методы для других публичных методов.

Здесь мы видим метод check, который вызывается из move и fill, но нам не нужно вызывать этот метод вне класса.

Наконец, мы также ставим ключевое слово public перед классом.

Его смысл станет понятным позже.

Таким образом, извне класса, как правило, мы имеем доступ только к методам, а не к переменным.

Доступ к переменным имеют только методы.

Здесь мы разделили понятия инкапсуляции и сокрытие информации.

Хотя для некоторых эти две концепции идут вместе, то есть инкапсуляция всегда подразумевает сокрытие информации.

Как правило, мы хотим иметь приватные переменные экземпляра и публичные методы, которые получают доступ к этим переменным.

Но мы должны запрограммировать это явно с помощью ключевых слов «private» и «public».

Всегда рекомендуется делать переменные приватными.

А затем определять публичные методы для установки значений переменных и получения значений переменных.

Как правило, название этих двух типов методов соответствует одному и тому же шаблону: