3.8.3

代码解读：

1) 成员与作用域（scope）

• 实例变量（class/instance scope）
这两个变量属于每个 Person 对象自身，只有通过对象才能访问（并且这里是 private，只能在类内部使用）。

• 构造器
用传入参数初始化实例变量。

• 方法内局部变量（method scope）
在 toString() 里：
i 和 id 只在 toString() 方法体内可见，出了 toString() 就不存在。

• for 循环与块作用域（block scope）
这里没有在 for 头部重新声明 int i，而是复用上面方法内的 i，因此循环结束后 i 依然可见并且值被保留。

2) toString() 的逻辑与副作用

1. 做循环：i 从 0 加到 4，循环结束时 i == 5。id 每次被赋值为当前 i，所以循环结束后 id == 4。

2. 打印两行（副作用）：

3) main 的执行流程

• 创建 p1 对象，name="Sana", email="sana@gmail.com"。

• System.out.println(p1) 会隐式调用 p1.toString()：
1. 执行循环并在 toString() 内部先打印两行；
2. toString() 返回 "Sana: sana@gmail.com"；
3. println 再把这个返回的字符串打印出来。

4) 实际输出（顺序与数值）

• i 最终是 5：循环条件是 i < 5，当 i 自增到 5 时跳出循环；

• id 最终是 4：每轮 id = i，最后一轮时 i == 4，赋完值后自增，循环结束。

5) 代码风格与改进建议

• 避免在 toString() 里打印：toString() 应该无副作用，只负责“字符串表示”。
可改为把循环和打印移到 main 或单独方法中：

• 封装性：目前没有 getter/setter，如果需要外部访问或修改 name/email，可以考虑添加访问器方法。

• 可读性：id 这个名字语义不强，可改为 lastIndex 之类更明确的名称。

3.8.4

代码结构与含义

• public class Person：定义了一个名为 Person 的类。

• 实例变量
• private String name;
• private String email;
这两者是对象状态，对外不可见（private），应由构造器或方法维护。

• 构造器
作用：用传入参数初始化实例变量。

• toString 方法
这里在方法体里又声明了一个局部变量 name，值为 "unknown"。

• main 方法
创建 Person 对象并打印。println(Object) 会自动调用该对象的 toString()。

运行流程（逐步）

1. 执行 new Person("Sana", "sana@gmail.com")：
• 构造器参数 initName="Sana", initEmail="sana@gmail.com"。
• 将实例变量设为：this.name = "Sana", this.email = "sana@gmail.com"。

2. 执行 System.out.println(p1)：
• 调用 p1.toString() 生成字符串。

3. 进入 toString()：
• 声明局部变量 String name = "unknown";
• return name + ": " + email;
• 这里的 name 指局部变量（见下文“变量遮蔽”）。
• email 没有同名局部变量，因此引用的是实例变量 this.email，值为 "sana@gmail.com"。

实际输出

关键语法点：变量遮蔽（shadowing）与 this

• 在 toString() 方法里，String name = "unknown"; 定义了一个与实例变量同名的局部变量。
在该方法的作用域内，未显式使用 this 时，局部变量优先级更高，从而遮蔽了实例变量 Person.name。

• 若想在方法内明确使用实例变量，需写为 this.name 和 this.email。
例如：
这样输出就会是 Sana: sana@gmail.com。

进一步思考与改进建议

1. 避免同名局部变量
• 当前写法极易引发误解和 bug。除非有刻意演示“遮蔽”的教学目的，否则应删除 String name = "unknown";。

2. 显式标注覆盖
• 在 toString 前加 @Override，让编译器帮助校验签名正确：

3. 使用 this 提升可读性
• 在构造器和 toString() 中都可用 this 明确表示“实例变量”：

4. 可选的小改进
• 防御性校验：在构造器中对 name/email 做非空检查，或做简单格式校验。
• 不变性（可选）：若对象创建后不希望被修改，可将字段改为 private final 并只通过构造器赋值。
• 统一格式：可用 String.format("%s: %s", name, email) 提升可读性。

3.8.5

1) 运行流程（从 main 开始）

1. 进入 TesterClass.main
• 这里声明了两个**方法作用域（method-scope）**变量 f1、f2，类型都是 Fraction。

2. Fraction f1 = new Fraction();
• 调用无参构造器 Fraction()：
• 在构造器内部，定义了一个局部变量 int d = 1;（只在这个构造器方法体内有效）。
• 把实例变量 numerator 与 denominator 都设为 d，也就是 1。
• 因此 f1 表示分数 1/1。

3. Fraction f2 = new Fraction(1, 2);
• 调用有参构造器 Fraction(int initNumerator, int initDenominator)：
• 形参 initNumerator、initDenominator 是方法作用域变量，只在该构造器里可见。
• 将它们分别赋值给实例变量（class-scope/instance variables） numerator、denominator。
• 因此 f2 表示分数 1/2。

4. System.out.println(f1);
• println(Object) 会自动调用该对象的 toString()。
• 进入 Fraction.toString()：
• 先判断 if (denominator == 1)。对 f1 来说，分母为 1，条件为真，于是 return String.valueOf(numerator);，也就是返回 "1"。
• 控制台打印 1。

5. System.out.println(f2);
• 同理调用 f2.toString()：
• f2 的分母为 2，因此 if (denominator == 1) 为假，走到 return numerator + "/" + denominator;，拼接出 "1/2"。
• 控制台打印 1/2。

2) 作用域与可见性（scope）

• 类/实例作用域（class/instance scope）
• private int numerator;、private int denominator;
• 这两个是每个 Fraction 对象独有的实例变量，在整个类的实例方法中都可见；private 限定它们只在 Fraction 类内部访问。

• 方法作用域（method scope）
• 构造器 Fraction() 里的 int d = 1;
• 构造器 Fraction(int initNumerator, int initDenominator) 的两个形参
• 它们只在对应的方法体内有效，方法结束即销毁，外部不可见。

• 块作用域（block scope）
• toString() 中的 if (denominator == 1) { ... } 块里没有新增变量，但如果你在花括号里声明变量，它只在这对花括号内有效。
• 代码注释里写到“block-scope variable (local to this if block)”，表达的是如果在此块中声明变量，它就具备块作用域；当前实现并未显式声明新的块内变量。

3) 面向对象设计点

• 封装（encapsulation）
• 把分子、分母设为 private，外部无法直接改动，符合良好的封装原则。若需要对外暴露数据或修改能力，通常提供 getters/setters 或受控的方法（例如化简、设值带校验）。

• 构造器重载（overloading）
• 提供无参与有参两种构造方式：
• 无参构造器创建“单位分数” 1/1。
• 有参构造器创建任意给定分子/分母的分数。

• 方法覆写（override）
• 覆写 toString() 让 System.out.println(fraction) 直接显示合理的人类可读文本：分母为 1 时显示整数，否则显示“numerator/denominator”。

4) 输出与 toString() 的行为

• System.out.println(obj) 会优先调用 obj.toString()。

• 该实现的 toString() 逻辑：
• 特判分母等于 1 → 返回纯分子字符串（如 "1"）；
• 否则返回“分子/分母”的形式（如 "1/2"）。

• 因此代码注释“prints 1/2”与真实行为一致；同时 f1 打印为 1（不是 1/1）。

5) 可改进之处（进阶建议）

1. 输入校验
• 防止分母为 0：在有参构造器里做检查（必要时抛异常或将其规范化为 1）。

2. 化简为最简分数
• 在构造器里用 gcd 约分；并确保分母保持为正（把负号放到分子上）。

3. 标准化符号
• 若 denominator < 0，统一把符号移到 numerator 上（1/2 而不是 1/-2）。

4. 提供只读访问器
• 若需要在不破坏封装的情况下读取值：

5. 运算方法（可扩展）
• add/subtract/multiply/divide 返回新 Fraction，内部做好约分和校验。