精通 Object-Oriented Programming in Java：Getters, Setters，和 “this” Operator

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介绍 ……………………………………………………………………第3页
理解 Object-Oriented Concepts ………………………………….第5页
1. Getters 和 Setters 的作用 ……………………………………….第6页
2. Java 中的 “this” Operator ………………………………………………第7页
代码演示 …………………………………………………………….第9页
1. Java Class 图 (简化版) ………………………………………………..第10页
2. 逐步代码解释 …………………………………….第11页
  - • 带注释的代码语法 ………………………………………….第12页
  - • 预期输出及解释 ………………………………..第13页
结论 ……………………………………………………………………..第15页

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1. 介绍

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Object-oriented programming (OOP) 是现代软件开发的基石。在本电子书中，我们讨论了 Java 开发中的关键概念，例如 getters、setters 以及 “this” Operator。这些主题为初学者提供了实用的入门指导，同时也为有经验的开发者提供了温故知新的机会。我们探讨了如何使用 Java class 和 methods 对现实生活中的场景——例如汽车的行为——进行建模。

这些主题的重要性在于它们能够：

描述现实世界中的 object 和功能。
通过控制属性的访问和修改，确保适当的封装。
使用 “this” Operator 消除歧义，以区分 instance variables 与 method parameters。

下面是一张比较表，总结了此主题关键方面之间的区别：

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比较表：Getters, Setters 和 “this” Operator

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特性	解释
Getters	访问私有字段以读取数值。
Setters	从外部安全地修改私有字段。
“this” Operator	解决局部变量与 instance variables 之间的歧义。

以下部分提供了详细讨论、图示以及示例 Java code 的演示，阐明了何时、何地以及如何适当地使用这些构造。

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2. 理解 Object-Oriented Concepts

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Object-oriented programming 允许开发者对现实生活中的场景进行建模。在我们的示例中，我们使用了一个汽车模型，其属性包括 doors, engine, driver 和 speed。每个属性都封装在 class 中，并且通过 methods（getters 和 setters）控制访问。

2.1 Getters 和 Setters 的作用

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Getters 和 setters 是用于读取（get）和修改（set）私有 instance variables 的特殊 methods。虽然 getters 用于访问 object 数据，但 setters 确保修改遵循验证规则。在 Java 中，生成这些 methods 可以简化维护并增强代码清晰度。

2.2 Java 中的 “this” Operator

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Java 中的 “this” 关键字在局部变量与 class 字段同名时起着至关重要的作用。例如，当用户提供的输入与 instance variable 同名时，使用 “this.variableName” 可以使 Java 区分 instance variable 与 method parameter，从而确保正确的状态得到维护。

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3. 代码演示

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在我们的示例项目中，创建了一个 Car class，并配有一个 method，用于根据条件判断汽车是否 “running”。下面是我们 Java class 结构的简化图示：

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3.1 Java Class 图 (简化版)

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       +-------------------+
       |       Car         |
       +-------------------+
       | - doors: String   |
       | - engine: String  |
       | - driver: String  |
       | - speed: int      |
       +-------------------+
       | + getDoors()      |
       | + setDoors(String)|
       | + ...             |
       | + run(): String   |
       +-------------------+

+-------------------+

| Car |

+-------------------+

| - doors: String |

| - engine: String |

| - driver: String |

| - speed: int |

+-------------------+

| + getDoors() |

| + setDoors(String)|

| + ... |

| + run(): String |

+-------------------+

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3.2 逐步代码解释

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下面是从项目文件中提取并解释的示例 Java code，附带有行内 comments：

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程序代码及解释

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/* 
 * Car.java
 * This class represents a Car object with properties like doors, engine, driver, and speed.
 */
package org.studyeasy;

public class Car {
    // Define private instance variables
    private String doors;
    private String engine;
    private String driver;
    private int speed;
    
    // Getter for doors
    public String getDoors() {
        return doors;
    }

    // Setter for doors with proper use of 'this' to avoid ambiguity
    public void setDoors(String doors) {
        this.doors = doors;  // 'this.doors' refers to the instance variable, 
                             // while 'doors' is the method parameter.
    }
    
    // Getter for engine
    public String getEngine() {
        return engine;
    }

    // Setter for engine
    public void setEngine(String engine) {
        this.engine = engine;
    }
    
    // Getter for driver
    public String getDriver() {
        return driver;
    }

    // Setter for driver
    public void setDriver(String driver) {
        this.driver = driver;
    }
    
    // Getter for speed
    public int getSpeed() {
        return speed;
    }

    // Setter for speed
    public void setSpeed(int speed) {
        this.speed = speed;
    }
    
    // run() method to determine whether the car is running based on its properties
    public String run() {
        // Check if all conditions to run the car are satisfied
        // Use equals() method for string comparison
        if(doors.equals("closed") && engine.equals("on") &&
           driver.equals("seated") && speed > 0) {
            return "running"; // Car is running
        } else {
            return "not running"; // Car is not running due to unsatisfied conditions
        }
    }
}

/* 
 * Main.java
 * Demonstrates the usage of the Car class 
 */
package org.studyeasy;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Create Car object
        Car car = new Car();
        
        // Intentionally not initializing properties to demonstrate null pointer exception.
        // Uncomment below setters to assign proper values and avoid exception:
        // car.setDoors("closed");
        // car.setEngine("on");
        // car.setDriver("seated");
        // car.setSpeed(60);
        
        // Access the run() method and print the resulting status
        // If no values are set, a NullPointerException may occur due to calling equals() on null.
        System.out.println("Car Status: " + car.run());
    }
}

* Car.java

* This class represents a Car object with properties like doors, engine, driver, and speed.

package org.studyeasy;

public class Car {

// Define private instance variables

private String doors;

private String engine;

private String driver;

private int speed;

// Getter for doors

public String getDoors() {

return doors;

}

// Setter for doors with proper use of 'this' to avoid ambiguity

public void setDoors(String doors) {

this.doors = doors; // 'this.doors' refers to the instance variable,

// while 'doors' is the method parameter.

}

// Getter for engine

public String getEngine() {

return engine;

}

// Setter for engine

public void setEngine(String engine) {

this.engine = engine;

}

// Getter for driver

public String getDriver() {

return driver;

}

// Setter for driver

public void setDriver(String driver) {

this.driver = driver;

}

// Getter for speed

public int getSpeed() {

return speed;

}

// Setter for speed

public void setSpeed(int speed) {

this.speed = speed;

}

// run() method to determine whether the car is running based on its properties

public String run() {

// Check if all conditions to run the car are satisfied

// Use equals() method for string comparison

if(doors.equals("closed") && engine.equals("on") &&

driver.equals("seated") && speed > 0) {

return "running"; // Car is running

} else {

return "not running"; // Car is not running due to unsatisfied conditions

}

* Main.java

* Demonstrates the usage of the Car class

package org.studyeasy;

public class Main {

public static void main(String[] args) {

// Create Car object

Car car = new Car();

// Intentionally not initializing properties to demonstrate null pointer exception.

// Uncomment below setters to assign proper values and avoid exception:

// car.setDoors("closed");

// car.setEngine("on");

// car.setDriver("seated");

// car.setSpeed(60);

// Access the run() method and print the resulting status

// If no values are set, a NullPointerException may occur due to calling equals() on null.

System.out.println("Car Status: " + car.run());

}

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代码解释及预期输出

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逐步解释：

Car class 封装了私有属性 (doors, engine, driver, speed)。
生成了 getters 和 setters 用于安全地读取和写入这些属性。注意 setters 内对 “this” 的使用。
run() method 检查汽车是否满足特定条件:
- doors 必须为 “closed”。
- engine 必须为 “on”。
- driver 必须为 “seated”。
- speed 必须大于零。
在 Main.java 中，创建了一个 Car 对象，但属性未进行初始化。当调用 run() method 时，代码试图在 null 引用上调用 equals() method，导致 NullPointerException。
为避免此错误，请取消注释并使用 setters 设定适当的值。

预期输出：

如果 setters 被注释（如所示），运行程序将会出现错误：

Exception in thread “main” java.lang.NullPointerException

在适当初始化（通过取消注释 setters）之后，预期输出为：

Car Status: running

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4. 结论

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总之，精通 Java 面向对象编程要求理解如何对现实生活场景进行建模，如何通过 getters 和 setters 管理 encapsulation，以及如何使用 “this” Operator 消除命名歧义。通过遵循以上解释的概念并复习所提供的 code，开发者可以避免常见的 runtime 错误，例如 NullPointerException。

本电子书旨在通过实际示例提供清晰、逐步的解释，使初学者易于理解，同时也对需要温故知新的开发者有所裨益。

注：本文由 AI 生成。

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S06L04 – 为 Java 类添加功能

精通 Object-Oriented Programming in Java：Getters, Setters，和 “this” Operator

目录

1. 介绍

比较表：Getters, Setters 和 “this” Operator

2. 理解 Object-Oriented Concepts

2.1 Getters 和 Setters 的作用

2.2 Java 中的 “this” Operator

3. 代码演示

3.1 Java Class 图 (简化版)

3.2 逐步代码解释

程序代码及解释

代码解释及预期输出

4. 结论