【原创】【iRobot的机器人编程笔记】（五）从Hello World开始学习Java的API（下）

iRobot

       新的一课开始了！照例先讲一堆废话。

       首先要说的是，我们网友群体的年龄层次跨度十分大，从小学五，六年级到孩子十来岁的都有。所以课堂内容的把握让我比较头疼。我想在未来2课依旧保持在这个深度层次，等讲完Eclipse之后，适当加深一下。有什么意见赶快提，过期不候。哈哈。

       其次我要说，同样是教学，中国人写的书或教程要更好。当然我不是指我的这个系列教程。中国人讲解知识，讲究的是深入浅出，循循善诱，让人尽可能的读懂。美国人通常一味的堆砌专业词汇，死板，生硬，处处只顾“彰显”自己多么的专业。所以大家到书店选教材的时候，应该尽可能支持中国人的著作。

       以上内容属个人观点。

       下面开始正式课程！

1.      对象，方法，属性。

       又回到这里了。上一课有一个概念，我没有讲清楚。因为比较绕口，所以放在这里专门讲一下。我在之前的讲述中，有时候用对象，方法，属性这3个词，有时候用类，方法，属性这3个词。那么这两组概念到底是不是一个东西？是。确切说，静态类是对象，非静态类实例化之后是对象。静态类中的方法都是静态方法，非静态类里也可以有静态方法。下面通过几个例子讲解一下静态类和非静态类。

1. LCD.drawString(“Hello World”,0,0);

复制代码

       不错，这个例子早就讲过了，大家应该也会用了。我要讲的知识点就在这里。打开你的API文档，还是通过索引（Index）找到LCD的drawString方法。

       红色处，static void表明这是一个静态方法，所以你可以直接拿来用。实际上LCD是个静态类，其中的所有方法都是静态方法，这说明你可以直接通过类名.方法的方式来使用其中的所有内容，这就是静态类的特性。下面说一下非静态的。在你的API中搜索drawString。

       可以看到我标注的红线处有4个drawString方法。下面两个是LCD类中的，上面两个是Graphics类的。这说明“显示文字”至少有4种方法，而Graphics就是非静态的。跳转到Graphics中的drawString(String, int, int, int)方法看看。

       就方法本身而言，和LCD是完全一样的，一点差别都没有。但是注意红色标注处，没有static字样，说明这不是一个静态方法，不能直接拿来使用。使用前，应当先实例化一个对象：

1. Graphics g =new Graphics();
   
2. g.drawString(“Hello World”,0,0);

复制代码

       第一行的意义，就是将非静态类实例化，实例化之后，g就可以作为一个对象（同LCD一样）来使用了。这就是对象和类之间的那个“等号”，以后的内容中，为了严谨，均使用“对象”一词代替“类”。

2.      为什么要有静态和非静态之分

       学过C语言的同学都知道，我们没有必要把成百上千的.h文件全包括到自己的项目中。同样，我们的Java程序也没必要在启动时加载所有的类。最常用的，做成静态的，不常用的，需要的时候再通过实例化调用。但区别不仅仅在此，我举三个例子。

       例一：

1. LCD.drawString(“123”,0,0);
   
2. LCD.drawString(“456”,0,1);

复制代码

       在调用LCD中的drawString方法时，两个输出必然是先后进行的。但是看下面的代码：

1. Graphics g1 =new Graphics();
   
2. Graphics g2 =new Graphics();
   
3. g1.drawString(“123”,0,0);
   
4. g2.drawString(“456”,0,1);

复制代码

       这是两个对象，是同时进行输出的。非静态类我们可以实例化出多个对象，同时使用，或者完成一些相似而又不同的功能，比如我们可以：

1. g1.setColor(Color.White);
   
2. g2.setColor(Color.Black);

复制代码

       通过设置两个对象的文字颜色，g1专写白字，g2专写黑字。

       例二：

1.                 // 输入 1-A马达转动，2-B马达转动，3-C马达转动
   
2.                 int input = 1;
   
3.                
   
4.                 if (input == 1) {
   
5.                         Motor.A.rotate(720);
   
6.                         Motor.A.stop();
   
7.                         Motor.A.rotate(-720);
   
8.                         Motor.A.stop();
   
9.                         Motor.A.flt();
   
10.                 } else if (input == 2) {
    
11.                         Motor.B.rotate(720);
    
12.                         Motor.B.stop();
    
13.                         Motor.B.rotate(-720);
    
14.                         Motor.B.stop();
    
15.                         Motor.B.flt();
    
16.                 } else if (input == 3) {
    
17.                         Motor.C.rotate(720);
    
18.                         Motor.C.stop();
    
19.                         Motor.C.rotate(-720);
    
20.                         Motor.C.stop();
    
21.                         Motor.C.flt();
    
22.                 }

复制代码

       我是希望根据用户选择，1,2,3，来将A，B，C马达正转2圈，再倒转2圈。通过查询得知Motor是一个静态类，其中的Motor.A是静态属性（属性又是另外一个类），使用Motor.A.rotate(720);是完全正确的静态类用法。但是下面3个if语句的内容何其相似啊，就是一遍遍的复制黏贴。如果我们用非静态类的用法来改动一下：

      

1.        // 输入 1-A马达转动，2-B马达转动，3-C马达转动
   
2.        NXTRegulatedMotor motorn = new NXTRegulatedMotor(null);
   
3.        int input = 1;
   
4.        switch (input) {
   
5.        case 1:
   
6.            motorn = Motor.A;
   
7.            break;
   
8.        case 2:
   
9.            motorn = Motor.B;
   
10.            break;
    
11.        case 3:
    
12.            motorn = Motor.C;
    
13.            break;
    
14.        }
    
15.        motorn.rotate(720);
    
16.        motorn.stop();
    
17.        motorn.rotate(-720);
    
18.        motorn.stop();
    
19.        motorn.flt();

复制代码

       在实例化对象时，根据参数选择实例化成Motor.A或B，C，然后使用时仅需调用motorn对象的方法就可以了。大家在写代码时，有一个原则是尽可能避免重复。这是非静态的另外一个优点，根据需要实例化成特定的对象。当然两者的区别不仅限于此，两者也不是一成不变的，是可以互相转化的，不过这些超出了我的课程范围。

       例三：

1. TouchSensor touch = new TouchSensor(SensorPort.S1);

复制代码

       一行代码就足够了。它的作用是调用触碰传感器。因为马达和ABC端口是一一对应的，所以Motor类可以做成静态类。但是触碰传感器可能插在S1，S2，S3，S4中的任意端口，因此不可能被设计成静态类。必须在调用时通过构造函数确定实例化为哪个端口上的对象。

3.      换一个角度看API

       现在大家至少知道了3个类的用法：LCD，Graphics和Motor。但是都是我带着大家“从下往上”看的。下面讲讲如何“从上往下”看。这次我们通过Index找到TouchSensor类。

       这里框1和LCD类是相似的。之前讲解时略过了，此时详解一下红色喷漆处。

       第一行：java.lang.Object说明TouchSensor 继承自java.lang.Object类。这是纯Java中的一个标准类（应该说是所以对象的基类），继承自这个类，才说明LeJOS是基于Java的一种开发语言。“血统纯正”。如果不继承自这个类，那我们也不能这么舒舒服服的使用Java的语法和编译器了。

       第二行：lejos.nxt.TouchSensor 说明我们的TouchSensor类在LeJOS语言中的从属关系。是隶属于lejos类下的nxt类下的TouchSensor类（实际上应该是lejos.nxt类，并且TouchSensor类本身可能还有子类）。明白这个从属关系很重要，方便我们自学。学校是不会开设LeJOS课程的，书店也没有LeJOS的书籍卖，所以很多事情要靠猜的。嘿嘿。

       打开API，点击Overview（在Index那行的第一个）。这正是提供给开发人员从上至下的阅读方式。找到lejos.nxt（有时候一个类结构会很长，很长，从哪里断开全靠缘分）。向下翻到Class Summary（类集合），可以找到我们上边用过的TouchSensor，触碰传感器。

       在TouchSensor上面的，是TemperatureSensor（温度传感器），下面的是UltrasonicSensor（雷达传感器）。还记得在第三课中，我误把加速度传感器当做雷达的那个例子吧？现在你应该可以看着UltrasonicSensor的类说明自己改正过来了。实际上，相似的类会放在同一个命名空间下，所以我们所有的传感器，都可以在lejos.nxt的Class Summary中找到。

       还是点击Overview，回到类列表。老规矩，我简单翻译几个，剩下的自己思考。

java.awt	绘图
java.awt.geom	绘图
java.lang	核心
java.lang.annotation	核心
java.net	网络
java.util	公共类（数据集合，时间函数等）
javax.bluetooth	蓝牙

       具体都包含哪些内容，可以点进去查看。

4.      Tree视图

       除了讲过的Index和Overview两种浏览方式，你还可以通过Tree浏览。顾名思义，所谓的Tree（树），就是将类的从属关系一层层展开来显示。类似书籍中的目录，大纲。

5.      NXT和PC是不同的API

       从一开始，我就说过，我们打开的是NXT Doc API。那么在开始菜单中，还有一个PC Doc API。两者有什么异同呢？差别肯定是有，一个适用于开发NXT上运行的程序，一个适用于开发PC上运行的程序。注意一定要对号入座，否则肯定会出错。关于PC Doc API我就不讲了，原则上和NXT文档是相同的。但是实际工作方式不同。我只举两个例子提示一下思路：

       区别一：

       NXT和PC中都有Button类，但是NXT的Button指的是NXT主机上的左右确认退出四个按钮，PC上指的是屏幕上绘制出的按钮，比如“登陆”“注册”“下一步”“确定”等等。

       区别二：

       NXT和PC中都可以用new Date().getDate()方法获取当前日期，但是PC中获取的是当前时间，NXT本身没有“钟表”的功能，所以它获取的时间永远是2000年1月1日，你开机5分钟，就会走到00:05分（通过晶振计算得出）。虽然不能当“钟表”用，但是可以用于计算时间差。

6.      后记

       1. API的内容就全部讲完了。这时建议大家再看看动力老男孩和Programus翻译的LeJOS文档，应该会读懂其中的内容了

       2. 再吐槽一次，虽然LeJOS提供了这么多种API的浏览方式，却缺少最最有用的“搜索”功能。

       3. 下一课通过一些小技巧简述一下流程语句和线程。

hfj333

出来啦。先定后看，谢谢！

Vector-e

LeJOS 支持EV3不？

zhlego

照例学习，谢谢了。

caihc

“从小学五，六年级到孩子十来岁的都有”,这样的孩子都能看懂啊，真是佩服，看来不得不承认30多的人搞半天没明白确实是老了！！！

iRobot

caihc 发表于 2013-6-2 09:09
“从小学五，六年级到孩子十来岁的都有”,这样的孩子都能看懂啊，真是佩服，看来不得不承认30多的人搞半天 ...

孩子的话，还是以启蒙和激励为主了。呵呵。

Frank_yang

魔幻之术 发表于 2013-5-28 13:00
LeJOS 支持EV3不？

应该是支持的。。。万变不离其宗嘛，再说“向下”兼容应该没问题

blabla

楼主你好，很感谢你的工作，我现在也在做lejos的开发，我想问一下lejos的pc开发文档在哪里呢？如何将一部分程序在pc上运行而不上传到brick上呢？我用的是eclipse的环境，最近比较急着解决这样的问题，如果楼主方便的话能否解答一下呢？万分感谢！

iRobot

Frank_yang 发表于 2013-6-3 15:33
应该是支持的。。。万变不离其宗嘛，再说“向下”兼容应该没问题

我同意。 首先技术上来讲，应该不算太难。其次如果Ev3不支持，那么以后4,5,6就更不会支持了，等于放弃了这块市场了，之前的开拓不是打了水漂。

iRobot

blabla 发表于 2013-6-3 21:27
楼主你好，很感谢你的工作，我现在也在做lejos的开发，我想问一下lejos的pc开发文档在哪里呢？如何将一部分 ...

你既然已经用Eclipse来开发了，那我就默认为你具备相当的开发能力了。

如果你说的开发文档指的是API的话，就位于开始，所有程序，LeJOS NXJ之下。除此之外没有专门的PC开发文档。你也可以看一下LeJOS 的帮助文档，里面也提到了PC的部分内容。  至于如何让“一部分程序运行在PC上”，这个按照我目前掌握的知识来看，两者应该是“几乎无关”的两个东西。分别写好之后通过NXTConnector 或类似UDP的方式交换数据。

blabla

iRobot 发表于 2013-6-3 21:48
你既然已经用Eclipse来开发了，那我就默认为你具备相当的开发能力了。

如果你说的开发文档指的 ...

嗯，谢谢楼主的耐心，我现在正在做这方面的东西，不知道我们是不是可以交换一下联系方式，我刚开始做，还有很多东西不大明白的，可能还有很多问题想要请楼主赐教呢。。。

云伤哲爱

楼主的教程很详细，有用！

cn_wdq

收藏了。楼主辛苦

优雅公主

继续学习。

Programus

静态类是对象，非静态类实例化之后是对象。静态类中的方法都是静态方法，非静态类里也可以有静态方法
这句话不准确。
应该是每个类都是Class这个类的一个对象，而实例化后的对象是相对应的类的一个对象。类的静态方法是属于整个类的，可以在类加载后，创建实例之前被使用。非静态方法是属于某个特定实例对象的，所以必须先实例化一个对象出来才能用。
如果不是内嵌类，类是不分静态不静态的。