Такие элементы языка Java как класс , поле и метод имеют ограничения доступа . Т.е. для них можно указать, где они будут доступны, а где нет.

Для описания ограничений доступа используются ключевые слова public , private , protected . Они являются опциональными описателями и дают нам три варианта ограничений доступа плюс четвертый вариант, если не указан не один из этих описателей.

• public — означает, что данный элемент доступен без каких-либо ограничений;
• private — доступ разрешен только из данного класса;
• protected — доступ разрешен из данного класса и из всех классов-потомков(это связано с наследованием классов, которое мы будем рассматривать позже), а также из всех классов данного пакета(что такое пакеты мы также будем рассматривать позже).
• без описателя — доступ разрешен из всех классов данного пакета.

Для классов применим только один описатель — public. Кроме того, классы могут не иметь никакого описателя ограничения доступа.

Как мы уже рассматривали на 1-м занятии, каждый java-файл должен содержать класс с именем этого файла, а каждый public-класс должен быть в java-файле с именем этого класса. Классы без описателя public могут быть в любом java-файле.

Для полей и методов применимы все 4 варианта ограничения доступа.

Мы, наконец, дошли до некоторой "критической массы" и можем написать несколько примеров программ так, что не все в этих программах будет непонятно. Отдельные элементы этих примеров, которые выходят за рамки изученного материала, мы рассмотрим с содержательной стороны, т.е. разберемся, что они делают, не вдаваясь в подробности, что за понятия в них использованы.

Один из таких элементов — это вывод результатов. Он выглядит так

System.out.println( < то, что нужно напечатать> );

В скобках можно задать текст или переменную или выражение. Подробнее мы рассмотрим это на конкретных примерах.

Пример (файл XUser.java)

// Это простой демонстрационный пример
// Два класса X и XUser взаимодействуют друг с другом

class X {

  public int x = 0;  // В классе X одно поле

  void f(int y) {
    x = y;
  }

}

public class XUser {

  void f() {
    int n = 6;    // Переменная n
    X x1 = new X();
    X x2 = new X();
    x1.x = 5;
    x1.f(n);

    x2.f(2);

    System.out.println("Поле x из x1: "+ x1.x);
    System.out.println("Поле x из x2: "+ x2.x);
  }

  public static void main(String args[]) {
    XUser ref = new XUser();
    ref.f();
  }
}

         

• Трансляция

                j.bat XUser.java
               
  

• Запуск

                jr.bat XUser
               
  

• Результат работы

                Поле x из x1: 6
                Поле x из x2: 2
               
  

Для того, чтобы разобраться, в примере достаточно проследить всю цепочку его выполнения шаг за шагом, начиная от метода main. В заключение обратим внимание на строки

             System.out.println("Поле x из x1: "+ x1.x);
             System.out.println("Поле x из x2: "+ x2.x);
           

Параметром в данной конструкции является строка. Но для строк, как мы рассмотрим позднее, определена операция сложения строк друг с другом, с целыми и вещественными числами и даже с объектами.

Для возврата значения из метода класса используется оператор return вида

return < выражение>;

Например,

int f(int a, int b) {
  return a+b;   // возвращает сумму двух аргументов данного метода
}

          

Как мы уже рассматривали, тип возвращаемого значения указывается в заголовке метода перед его именем. Тип выражения в операторе return должен соответствовать типу возвращаемого значения.

Разберемся подробнее с вызовом метода. Мы рассматривали, что вызов метода всегда производится для некоторого объекта. При этом внутри метода можно обращаться к полям класса, не указывая объект.

Это реализуется путем передачи скрытого параметра — ссылки на тот объект, для которого вызван данный метод. Всегда, когда мы пишем обращение к полю или методу того же класса, что и сам данный метод, неявно подставляется этот скрытый параметр. В некоторых случаях требуется обратиться к этому параметру явно. Такая возможность предусмотрена. Для этого в языке определено ключевое слово this .

Например,

class A {

  private int size = 0;

  public void setSize(int size) {
     this.size = size;
  }
  . . .
}

         

Этот пример демонстрирует, как можно реализовать установку значения private-поля класса, т.е. поля, которое недоступно напрямую извне класса. Для этого в классе реализован открытый (public) метод setSize(...). В этом методе имя параметра совпадает с именем поля класса (size). Такое в Java разрешено, более того, это является общепринятым стилем. Но совпадение имен заставляет нас писать слово this с точкой перед именем поля (внутри метода имя size обозначает параметр, а не поле).

Мы рассмотрели базовые возможности языка, реализующие концепцию объектно-ориентированного программирования. Естественно, что это только "вершина айсберга".

Практическое задание

Рассмотрим программу Proba1.java.

public class Proba1 {

  public static void main(String args[]) {
    Oper op = new Oper();
    op.a = 6;
    op.b = 7;
    System.out.println("Сумма=" + op.sum());
    System.out.println("Разность=" + op.dif());
  }

}
         

Это незаконченная программа. Разберем ее построчно, определим, что означает каждый оператор.

В программе используется класс Oper, который не реализован. Задача состоит в реализации этого класса. В частности, нужно определить

     1. В каком файле разместить этот класс.
     2. Какие поля должен содержать этот класс.
     3. Какие методы должны быть в нем реализованы.
        

В заключение оттранслируем и запустим эту программу.

Мы уже встречались в программах с описателем static в конструкции "public static void main(String args[])". Пора разобраться с тем, что он означает.

В Java есть статические поля и статические методы. Для указания того, что поле или метод являются статическими, используется описатель static перед именем типа поля или метода. Например,

class SomeClass {
   static int t = 0;   // статическое поле
   . . .
   public static void f() {  // статический метод
       . . .
   }

}
        

Для поля описатель static означает, что такое поле создается в единственном экземпляре вне зависимости от количества объектов данного класса. Статическое поле существует даже в том случае, если не создано ни одного экземпляра класса. Статические поля класса размещаются VM Java отдельно от объектов класса в некоторой области памяти в момент первого обращения к данному классу.

Рассмотрим это на примере (файл Proba2.java)

// Демонстрация статических полей класса

public class Proba2 {

  int a = 10;         // обычное поле
  static int cnt = 0; // статическое поле

  public void print() {
    System.out.println("cnt=" + cnt);
    System.out.println("a=" + a);
  }

  public static void main(String args[]) {
    Proba2 obj1 = new Proba2();
    cnt++;          // увеличим cnt на 1
    obj1.print();
    Proba2 obj2 = new Proba2();
    cnt++;          // увеличим cnt на 1
    obj2.a = 0;
    obj1.print();
    obj2.print();
  }

}

        

В данном примере поле cnt является статическим. При печати обоих объектов в конце метода main (...) будет отпечатано одно и то же значение поля cnt . Это объясняется тем, что оно присутствует в одном экземпляре.

По аналогии со статическими полями, статические методы не привязаны к конкретному объекту класса. При вызове статического метода перед ним можно указать не ссылку, а имя класса. Например,

class SomeClass {
   static int t = 0;   // статическое поле
   . . .
   public static void f() {  // статический метод
       . . .
   }

}
. . .
    SomeClass.f();
. . .

        

Поскольку статический метод не связан с каким либо объектом, внутри такого метода нельзя обращаться к нестатическим полям класса без указания объекта перед именем поля. К статическим полям класса такой метод может обращаться свободно.

Это легко продемонстрировать на примере Proba2.java. Попробуем описать метод print(...) как статический. При трансляции измененной программы мы получим сообщение об ошибке в строке

System.out.println("a=" + a);

Действительно, здесь идет обращение к нестатическому полю a и, поскольку метод print(...) является статическим, то неизвестно к какому объекту относится это поле.

Если мы хотим сделать метод print(...) статическим (что, в общем-то, не соответствует общим принципам построения объектно-ориентированных программ), то мы должны определить в нем параметр типа Proba2 и использовать его для доступа к полю a .

Перепишем этот пример (файл Proba3.java)

// Демонстрация статических полей и методов класса

public class Proba3 {

  int a = 10;         // обычное поле
  static int cnt = 0; // статическое поле

  public static void print(Proba3 obj) {
    System.out.println("cnt=" + cnt);
    System.out.println("a=" + obj.a);
  }

  public static void main(String args[]) {
    Proba3 obj1 = new Proba3();
    cnt++;          // увеличим cnt на 1
    Proba3.print(obj1);
    Proba3 obj2 = new Proba3();
    cnt++;          // увеличим cnt на 1
    obj2.a = 0;
    print(obj1);
    print(obj2);
  }

}
         

Обратим внимание на то, что при первом вызове print(...) перед ним указано имя класса, а в двух других случаях print(...) вызывается без каких-либо уточнителей. В действительности и при первом вызове мы могли не ставить префикс "Proba3.", поскольку мы вызываем статический метод класса из другого метода класса, а при этом указывать имя объекта или класса не обязательно.

Статические методы используются достаточно часто. В составе стандартной библиотеки Java есть целые классы, в которых все методы статические (Math, Arrays, Collections).

• 1. На основе документации по классу Math написать программу, которая вычисляет и печатает синус и косинус 30. Нужно учесть, что стандартные методы класса Math ожидают параметр в радианах. Поэтому нам нужно преобразовать 30 в нужное число радиан.
• 2. Рассмотрим, как реализовать преобразование строки в число. Это нам понадобится для написания более универсальных программ, в которых мы сможем, скажем, вычислять синус и косинус от произвольного аргумента.
  Для этого рассмотрим класс Double и найдем в нем метод parseDouble(...).
  Теперь преобразуем нашу программу так, чтобы она могла вычислять синус и косинус произвольного аргумента в градусах. <<br /> Программа должна принимать один параметр вызова (args[0]), преобразовывать его в нужное число радиан, вычислять синус и косинус и печатать аргумент и значение синуса и косинуса.