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CS61B: Data Structures相关的笔记和资源，该课程由 Justin Yokota 和 Peyrin Kao 讲授。我会发布我在课程期间完成的讲座笔记、作业和其他材料。我希望这些笔记能对正在修这门课的其他人有所帮助。如果你有任何问题或反馈，请随时联系我。感谢你的关注。 如果你想阅读英文版，请点击这里。
CS61B 第2讲：类与实体，及调试入门
Dog.java
package lec2_intro;
public class Dog {
public static void makeNoise() {
System.out.println("Bark!");
}
}DogLauncher.java
package lec2_intro;
public class DogLauncher {
public static void main(String[] args) {
Dog.makeNoise();
}
}当我们运行 DogLauncher.java 时，它会调用 Dog 类并输出 “Bark!”。这很好，因为它允许我们使用不同的类将复杂的代码分解成更小的部分。
方法与类
- 每个方法（也称为函数）都与某个类相关联。
- 要运行一个类，我们必须定义一个
main方法。 - 并非所有类都有
main方法！
创建实例 在编写方法和类时，我们通常希望模拟现实世界的特征。例如，每只狗的叫声可能不同，每个学生对铃声的反应也可能不同。
不太好的方法 我们可以为每只狗创建一个单独的类，但这很快就会变得冗余。
解决方案：实例变量 真正的解决方案是创建一个实体（实例），它可以代表特定的特征。例如，狗的叫声可以取决于它的体重。
package lec2_intro2;
public class Dog {
public int weightInPounds;
public void makeNoise() {
if (weightInPounds < 10) {
System.out.println("yipyipyip!");
} else if (weightInPounds < 30) {
System.out.println("bark!");
} else {
System.out.println("aroooooooo!");
}
}
}带有实例的 DogLauncher.java
package lec2_intro2;
public class DogLauncher {
public static void main(String[] args) {
Dog d = new Dog();
d.weightInPounds = 20;
d.makeNoise();
}
}对象实例化 类不仅可以包含函数（方法），还可以包含数据。例如，我们可以为每个 Dog 添加一个 size 变量。
类实例化
- 我们创建一个单一的
Dog类，然后创建这个Dog的实例。 - 这些实例也被称为“对象”。
- 类提供了一个所有
Dog对象都将遵循的蓝图。 - 不能为
Dog添加新的实例变量；它们都必须完全遵循蓝图。
package lec2_intro2;
public class Dog {
public int weightInPounds;
// 实例变量。可以有任意多个这样的变量。
public Dog(int w) {
weightInPounds = w;
} // 构造函数（类似于方法但不是方法）。决定如何实例化类。
public void makeNoise() {
if (weightInPounds < 10) {
System.out.println("yipyipyip!");
} else if (weightInPounds < 30) {
System.out.println("bark!");
} else {
System.out.println("aroooooooo!");
}
}
// 非静态方法，也称为实例方法。理念：如果该方法将由类的实例调用，那么它应该是非静态的。
}静态与非静态方法
在同一个类中，我们可以同时拥有静态和非静态方法。
package lec2_intro2;
public class Dog {
public int weightInPounds;
// 实例变量。可以有任意多个这样的变量。
public Dog(int w) {
weightInPounds = w;
} // 构造函数（类似于方法但不是方法）。决定如何实例化类。
public void makeNoise() {
if (weightInPounds < 10) {
System.out.println("yipyipyip!");
} else if (weightInPounds < 30) {
System.out.println("bark!");
} else {
System.out.println("aroooooooo!");
}
}
// 非静态方法，也称为实例方法。理念：如果该方法将由类的实例调用，那么它应该是非静态的。
public static Dog maxDoge(Dog d1, Dog d2) {
if (d1.weightInPounds > d2.weightInPounds) {
return d1;
} else {
return d2;
}
}
}实例方法
package lec2_intro2;
public class Dog {
// ...（前面的代码）
public Dog maxDog(Dog d2) {
if (weightInPounds > d2.weightInPounds) {
return this;
} else {
return d2;
}
}
}带有静态和实例方法的 DogLauncher.java
package lec2_intro2;
public class DogLauncher {
public static void main(String[] args) {
Dog chester = new Dog(17);
Dog yusuf = new Dog(150);
Dog larger = chester.maxDoge(yusuf);
larger.makeNoise();
}
}TIP静态变量
静态变量对整个类来说是通用的，而实例变量则特定于每个对象。
交互式调试 到目前为止（例如，在 CS61A 中），你可能通过添加打印语句来查找代码中的错误。今天，我们将使用 IntelliJ 的内置交互式调试工具来查找某些代码中的错误。调试更像是一门艺术，而不是科学。
示例：使用 IntelliJ 的调试器
package lec2_intro2;
public class DogLauncher {
public static void main(String[] args) {
Dog chester = new Dog(17);
Dog yusuf = new Dog(150);
Dog larger = Dog.maxDoge(chester, yusuf);
larger.makeNoise();
}
}NOTE类属性与实例属性
static定义类属性。- 没有
static，则定义实例属性。
小结
类、实例和方法，这些概念对于新手来说往往容易混淆。实际上，它们的核心思想是通过代码对现实世界中的事物进行模拟和实现。
我们常说类具有抽象性，那么抽象究竟是什么意思呢？在政治学中，抽象是从具体的社会现象中提炼出普遍规律，例如权力、自由、正义等概念；而在哲学中，抽象更多涉及认识论和本体论的讨论，比如如何通过抽象理解世界的本质。
NOTE抽象并不是脱离具体的空谈，而是建立在具体事物基础上的提炼。我们需要从具体的事物中抽象出共性，这正是类的属性、方法和实例的意义所在。
以人类为例，一个独立的人可以看作是一个实例，他具有自己的属性（如姓名、年龄）和方法（如行走、思考）。
但显然，人类并不是孤立的个体，我们既有人类的共性，也有每个人的独特性，这种独特性在Java中称之为多态性(Polymorphism)。
类的抽象性正是通过这种方式帮助我们描述世界：它既能捕捉事物的共性，又能保留个体的独特性。例如，人类是哺乳动物、恒温动物、有语言能力的动物，而企鹅是鸟类和恒温动物，但企鹅没有能飞的羽翼。我们可以说人类和企鹅同时继承了恒温动物的特性，保持恒温，同样的，只是因为一些习性，这个体温各不相同。这就是所谓的继承(Inheritance)，这种抽象模型让我们能够将事物关联起来，同时保留它们的差异。
此外，类的封装性也是一个重要特性。就像使用空调遥控器时，我们只需按下按钮，空调就会打开，而无需了解其内部工作原理。这种封装性通过隐藏复杂性，让使用者只需关注外界的输入和输出，从而简化了交互过程。
最后，所谓实例化，就是将一个类转化为具体的对象。这个对象不仅继承了类的共性，还具有自己的独特性。例如，张三和李四都是人类的实例，他们听到打铃时会下意识地跑向自己的教室，但他们的名字和行为细节却各不相同。
通过这些概念，我们能够更清晰地描述和操作现实世界中的复杂关系，同时让代码更具组织性和可维护性。