44. Java 类和对象 - 类声明规范与语法结构

44. Java 类和对象 - 类声明规范与语法结构

类声明基础

在** 2. Java中，什么是类？**章节中，我们以自行车类体系为例构建了面向对象模型。以下是标准Bicycle类的完整实现，展示了类声明的基本要素：

/**
 * 自行车基类
 * 演示字段、构造器、方法的声明规范
 */
public class Bicycle {
    // 状态字段（后续将优化为私有访问）
    public int cadence;  // 踏板转速（转/分钟）
    public int gear;     // 当前档位（1-24）
    public int speed;    // 当前速度（km/h）

    /**
     * 构造器初始化对象状态
     * @param startCadence 初始转速
     * @param startSpeed 初始速度
     * @param startGear 初始档位
     */
    public Bicycle(int startCadence, int startSpeed, int startGear) {
        gear = startGear;
        cadence = startCadence;
        speed = startSpeed;
    }

    // 行为方法
    public void setCadence(int newValue) {
        cadence = newValue;
    }

    public void setGear(int newValue) {
        gear = newValue;
    }

    public void applyBrake(int decrement) {
        speed -= decrement;
    }

    public void speedUp(int increment) {
        speed += increment;
    }
}

继承机制实现

山地自行车子类的实现展示了继承机制的关键要素：

/**
 * 山地自行车子类
 * 继承自Bicycle类并扩展座椅高度功能
 */
public class MountainBike extends Bicycle {
    // 扩展状态字段
    public int seatHeight;  // 座椅高度（厘米）

    /**
     * 子类构造器必须显式调用父类构造器
     * @param startHeight 初始座椅高度
     */
    public MountainBike(int startHeight, int startCadence,
                        int startSpeed, int startGear) {
        super(startCadence, startSpeed, startGear);
        seatHeight = startHeight;
    }

    // 扩展行为方法
    public void adjustSeat(int newValue) {
        seatHeight = newValue;
    }
}

继承特性说明：MountainBike自动获得父类的所有public/protected成员，并通过super关键字实现父类构造器调用，这种设计符合里氏替换原则（LSP）。

---

类声明完整结构

类声明语法要素

标准类声明包含以下有序组件（[]表示可选）：

[访问修饰符] class 类名 [extends 父类] [implements 接口列表] {
    // 成员声明区域
}

结构分解：

1. 访问修饰符（public/protected/private）：控制类可见范围
   • private仅适用于嵌套类
2. 类名：大驼峰命名法（UpperCamelCase）
3. 继承声明（extends）：单继承机制，每个类只能有一个直接父类
4. 接口实现（implements）：支持多个接口实现，用逗号分隔
5. 类体：包含字段、构造器、方法的声明

---

成员变量声明规范

变量分类体系

变量类型	作用域	生命周期	示例
成员变量	类内部	对象实例存活期间	private int count;
局部变量	方法/代码块内部	代码块执行期间	for(int i=0;...)
参数变量	方法内部	方法执行期间	void method(String param)

字段声明标准

[访问修饰符] [static] [final] 数据类型 字段名 [= 初始值];

Bicycle类字段优化版：

// 符合封装原则的字段声明
private int cadence;  // 添加private访问控制
private int gear;
private int speed;

---

访问控制机制

封装实现策略

通过访问修饰符实现信息隐藏：

修饰符	类内部	包内部	子类	其他包
public	✔	✔	✔	✔
private	✔	✘	✘	✘

最佳实践：

1. 字段优先声明为private

2. 通过访问器方法控制访问：

   // Getter方法规范
   public int getCadence() {
       return this.cadence;
   }
   
   // Setter方法规范
   public void setCadence(int cadence) {
       if(cadence > 0) {  // 添加业务逻辑校验
           this.cadence = cadence;
       }
   }
   

---

类型系统与命名规范

变量类型体系

1. 原始类型：直接存储值
   • 整型：byte(1B), short(2B), int(4B), long(8B)
   • 浮点型：float(4B), double(8B)
   • 布尔型：boolean
   • 字符型：char(2B)
2. 引用类型：存储对象引用
   • 类对象：String, ArrayList等
   • 数组：int[]
   • 接口实现

命名规范标准

元素类型	命名规则	示例
类/接口	大驼峰式	VehicleController
方法	小驼峰式+动词开头	calculateSalary()
变量	小驼峰式	studentCount
常量	全大写+下划线	MAX_CONNECTIONS

特别提示：

• 避免使用单字符命名（临时变量除外）
• 保持命名一致性（如同时使用getXxx/isXxx）
• 布尔变量推荐使用isXXX格式（isValid）