1.4 属性和行为
Java类包含两种不同的信息：属性和行为。
这两者在MarsRobot中都有，这是今天将作为类实现的项目。该项目使用计算机模拟行星探测工具，灵感来自NASA喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）用来探测火星表面地质情况的火星探测车（Mars Exploration Rovers）。
创建该程序之前，您需要学习一些如何使用Java编写面向对象程序的知识。刚接触时，面向对象概念可能难以理解，但本书将给您提供大量将这些概念付诸实践的机会。
1.4.1 属性
属性（attribute）是对象区别于其他对象的数据，可用于确定属于该类的对象的外观、状态和其他性质。
探测工具可能有如下属性。
- 状态：探测、移动、返回。
- 速度：以每小时的英里数计量。
- 温度：以华氏温度计量。
- 在类中，属性是通过变量定义的，变量是计算机程序中用来存放信息的位置。实例变量是这样的属性，即它们的值随对象而异。
实例变量（instance variable）定义了特定对象的属性。对象的类定义了属性的类型，每个实例都存储了自己的属性值。实例变量也被称为对象变量（object variable）或成员变量（member variable）。
每个类属性都有一个相应的变量，可以通过修改该变量的值来修改对象的属性。
例如，MarsRobot类定义了一个名为speed的实例变量。这必须定义成一个实例变量，因为每个机器人都以不同的速度运动。可以通过修改机器人的speed实例变量，使该机器人更快或更慢地移动。
创建对象时，可以给实例变量赋值，并在对象的整个生命期中保持不变；也可以在程序运行过程中使用该对象时，给它指定不同的值。
对于其他变量，让类的全部对象共享同一个值更合理，这些属性叫做类变量。
类变量（class variable）定义了类的属性。该变量用于类本身及其所有实例，因此不管使用该类创建了多少个对象，都只存储该变量的一个值。
在MarsRobot类中，存储机器人最大移动速度的变量topSpeed就是一个类变量。如果使用实例变量来存储这种速度，则在每个对象中，该变量的值都可能不同。这可能引发问题，因为没有机器人能超过指定的速度。
使用类变量可以避免这种问题，因为类的所有对象共享相同的值。每个MarsRobot对象都能够访问该变量。
1.4.2 行为
行为（behavior）指的是对象能够对自身和其他对象执行的操作。行为可以用来修改对象的属性、接收来自其他对象的信息以及向其他对象发送消息让它们执行任务。
火星机器人可能有如下行为：
- 检查当前温度；
- 开始勘测；
- 加速或减速；
- 报告当前位置。
- 行为是使用方法实现的。
方法（method）是类中一组用来完成特定任务的相关语句。它们用来针对对象本身或其他对象执行特定任务，相当于其他编程语言中的函数和子程序。设计良好的方法只执行一项任务。
对象间能够通过方法彼此通信。类或对象可能调用其他类和对象的方法，其原因很多，例如：
- 将变化告知另一个对象；
- 让其他对象对自身进行修改；
- 让其他对象执行某项操作。
- 例如，两个火星机器人可以使用方法来报告彼此的位置，以免碰撞；一个机器人可以要求另一个停下来，以便它能够顺利通过。
正如变量分为实例变量和类变量一样，方法也分为实例方法和类方法。实例方法（instance method）很常见，因此它们通常被简称为方法，用于处理类的一个对象。如果一个方法对各个对象进行修改，它必须是实例方法。类方法（class method）适用于类本身。
1.4.3 创建类
为说明类、对象、属性和行为，您将开发一个MarsRobot类，使用这个类创建对象并在程序中使用它们。
该程序的主旨是探索面向对象编程。有关Java编程语法的更详细的信息，请参阅第2章。
本书创建Java程序时，使用的开发工具主要是NetBeans。NetBeans将Java类组织成项目。使用项目来存储您在本书创建的类很有帮助。如果您还没有创建项目，现在就这样做。
1．选择菜单“文件”>“新建项目”，这将打开“新建项目”对话框。
2．在“类别”窗格中选择Java。
3．在“项目”窗格中选择“Java应用程序”，再单击“下一步”按钮，这将打开“新建Java应用程序”对话框。
4．在文本框“项目名称”中输入项目名（我使用的是Java21）。在您输入项目名称的同时，文本框“项目文件夹”的内容将相应地更新。请将这个文件夹记录下来——您编写的Java程序将存储在这个文件夹中。
5．取消选择复选框“创建主类”。
6．单击“完成”按钮。
这将创建一个项目，您可在本书中始终使用它。
如果您以前创建过项目，可能已经在NetBeans中打开了它（如果没有，请选择菜单“文件”>“打开最近的项目”，并选择该项目）。您新建类时，它将添加到当前打开的项目中。
新建的项目将在NetBeans中打开。下面在这个项目中添加一个新类。
1．选择菜单“文件”>“新建文件”，打开“新建文件”对话框。
2．在“类别”窗格中选择Java。
3．在“文件类型”窗格中选择“空Java文件”，再单击“下一步”按钮，这将打开“空Java文件”对话框。
4．在文本框“类名”中输入MarsRobot，文本框“创建的文件”中显示了您将创建的文件的名称——MarsRobot.java，且不能编辑。
5．单击“完成”按钮。
这将打开NetBeans源代码编辑器，其中包含一个空文件。输入程序清单1.1所示的代码，再选择菜单“文件”>“保存”，这将保存文件MarsRobot.java。
不要输入该程序清单中每行开头的行号，它们不是程序的组成部分。本书使用行号旨在方便描述各个代码行。
程序清单1.1 MarsRobot.java的完整源代码
1: class MarsRobot {
2: String status;
3: int speed;
4: float temperature;
5:
6: void checkTemperature() {
7: if (temperature < -80) {
8: status = "returning home";
9: speed = 5;
10: }
11: }
12:
13: void showAttributes() {
14: System.out.println("Status: " + status);
15: System.out.println("Speed: " + speed);
16: System.out.println("Temperature: " + temperature);
17: }
18: }当您保存该文件时，如果没有错误，NetBeans将自动创建MarsRobot类。这个过程称为编译类，使用的是名为编译器的工具。编译器将源代码行转换为Java虚拟机能够运行的字节码。
在程序清单1.1中，第1行的class语句定义了一个名为MarsRobot的类。从第1行的大括号（{）到第18行的大括号（}）之间的所有内容都属于这个类。
MarsRobot类包含3个实例变量和2个实例方法。
实例变量是在第2～4行定义的：
String status;
int speed;
float temperature;变量名为status、speed、temperature，其中每个变量都将用来存储一种不同类型的信息。
- status：存储一个String对象——一组字母、数字、标点和其他字符。
- speed：存储一个int对象，即整数值。
- temperature：存储一个float对象，即浮点数值。
- String对象是使用Java类库中的String类创建的。
从该程序可知，类可以将对象作为实例变量。
MarsRobot类的第一个实例方法是在第6～11行定义的：
void checkTemperature() {
if (temperature < -80) {
status = "returning home";
speed = 5;
}
}方法的定义方式与类相似，首先是指定方法名称、返回值和其他内容的语句。
CheckTemperature( )方法位于第6行和第11行的大括号之间。可对MarsRobot对象调用该方法，以确定其温度。
该方法检查对象的temperature实例变量的值是否小于-80。如果是，则修改另外两个实例变量：
将变量status改为returning home，这表明温度太低，机器人应返回基地；
将speed改为5（假设这是机器人的最快速度）。
第二个实例方法——showAttributes( )是在第13～17行定义的：
void showAttributes() {
System.out.println("Status: " + status);
System.out.println("Speed: " + speed);
System.out.println("Temperature: " + temperature);
}这个方法使用System.out.println( )来显示3个实例变量的值，同时显示一些文本用于解释每个值的含义。
如果还没有保存该文件，请选择菜单“文件”>“保存”。如果保存文件后没有修改过它，该菜单项将不可用。
1.4.4 运行程序
即便您正确地输入了程序清单1.1所示的代码，并将其编译成了类，也无法使用它来做任何事情。您所创建的类定义了MarsRobot对象，但没有创建这种对象。
使用MarsRobot类的方式有两种：
创建一个独立的Java程序，并在其中创建这个类的对象；
在MarsRobot类中添加一个特殊的类方法——main( )，使之能作为一个应用程序运行；然后在方法main( )中创建MarsRobot对象。
这里使用第一种方法。
程序清单1.2是Java类MarsApplication的源代码，它创建一个MarsRobot对象、设置其实例变量并调用其方法。请按前面介绍的步骤在NetBeans中新建一个文件，并将其命名为MarsApplication；具体步骤如下。
1．选择菜单“文件”>“新建文件”，打开“新建文件”对话框。
2．在“类别”窗格中选择Java。
3．在“文件类型”窗格中选择“空Java文件”，再单击“下一步”按钮，这将打开“空Java文件”对话框。
4．在文本框“类名”中输入MarsApplication，文本框“创建的文件”中显示了您将创建的文件的名称——MarsApplication.java。
5．单击“完成”按钮。
在NetBeans源代码编辑器中，输入程序清单1.2所示的代码。
程序清单1.2 Mars Application.java的完整源代码
1: class MarsApplication {
2: public static void main(String[] arguments) {
3: MarsRobot spirit = new MarsRobot();
4: spirit.status = "exploring";
5: spirit.speed = 2;
6: spirit.temperature = -60;
7:
8: spirit.showAttributes();
9: System.out.println("Increasing speed to 3.");
10: spirit.speed = 3;
11: spirit.showAttributes();
12: System.out.println("Changing temperature to -90.");
13: spirit.temperature = -90;
14: spirit.showAttributes();
15: System.out.println("Checking the temperature.");
16: spirit.checkTemperature();
17: spirit.showAttributes();
18: }
19: }选择菜单“文件”>“保存”，NetBeans将自动把这个文件编译成MarsApplication类，其中包含可供JVM运行的字节码。
在编译或运行程序时如果遇到了问题，可在本书的配套站点www.java21days.com下载源代码和其他相关文件。
编译该应用程序后，可运行它。为此，可选择菜单“运行”>“运行文件”。在NetBeans的“输出”窗口中，将显示MarsApplication类的输出，如图1.1所示。
根据程序清单1.2可知，类方法main( )执行了以下操作。
第2行：创建并命名main( )方法。所有main( )方法的格式都与此相同，这将在第5章介绍。现在，您需要注意的是关键字static，它表明该方法是一个类方法，供所有MarsRobot对象共享。
第3行：使用MarsRobot类为模板创建了一个新的MarsRobot对象。该对象被命名为spirit。
第4～6行：给对象spirit的实例变量赋值——status被设置为exploring，speed为2，temperature为-60。
第8行：在该行及随后的几行中，调用了dante对象的showAttributes( )方法。这个方法显示实例变量status、speed和temperature的当前值。
第9行：在该行和随后的几行中，使用System.out.println( )语句在输出设备（您的显示器）中显示圆括号内的文本。
第10行：将speed实例变量的值设置为3。
第13行：将temperature实例变量的值设置为-90。
第16行：调用spirit对象的checkTemperature( )方法。该方法检查实例变量temperature的值是否小于-80。如果是，则将新的值赋予status和speed。
如果由于某种原因，您不能使用NetBeans来编写Java程序，而必须使用JDK，请参阅附录D和E。附录D介绍了如何安装JDK，而附录E介绍了如何使用JDK来编译和运行Java程序。