Java面向对象

2020-01-03 本文已影响0人官子寒

1. 类和对象

1.1 定义

三种最常见的成员：构造器、成员变量和方法

定义类：

修饰符：public、protected、private三个最多只能出现1个；它们可以与static、final组合起来修饰方法

定义成员变量：

修饰符：public、final、abstract三个最多只能出现1个

定义方法：

修饰符：public、protected、private三个最多只能出现1个；final、abstract最多最多只能出现其一，它们可以与static组合起来修饰方法
返回值：可以是Java语言允许的任何数据类型
方法名：方法名的命名规则与成员变量的命名规则相同
形参列表：用于定义该方法可以接受的参数

定义构造器：

修饰符：public、protected、private三个最多只能出现1个
构造器名：必须和类名相同
形参列表：用于定义该方法可以接受的参数

1.2 this引用

使用this有两种情形：

构造器中引用该构造器正在初始化的对象
在方法中引用调用该方法的对象
它所代表的对象是不确定的，但它的类型是确定的

静态成员不能直接访问非静态成员，因为static修饰的方法中不能使用this

2. 方法详解

2.1 方法参数传递

方法只能通过值传递来传递参数，即将实际参数的副本传入方法内，而参数本身不会受到影响
引用变量通过栈内存指向堆内存进行分配，非引用变量只在栈内存进行分配

2.2 形参个数可变的方法

本质就是一个数组参数
一个方法最多只能有一个个数可变参数

    public static void test(int a, String...books){
        for(String  book : books){
            System.out.println(book);
        }
    }

2.3 递归方法

public class Recursive {

    public static int febonaci(int n){
        if(n == 1){
            return 1;
        }
        if(n == 2){
            return 2;
        }
        else{
            return febonaci( n -1) + febonaci(n - 2);
        }
    }
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(febonaci(8));
    }
}

2.4 方法重载

Java允许同一个类里定义多个同名方法，只要形参列表不同就行

3. 成员变量和局部变量

3.1 变量分类

变量分类图

同名局部变量会覆盖成员变量，如果这个是后需要引用被覆盖的成员变量，则可使用this或类名来作为调用者

3.2 成员变量的初始化过程

成员变量系统会自动进行初始化过程

成员变量初始化示意图
eyeNum属于Person类，name属于对象

3.3局部变量的初始化过程

局部变量定义后，必须进行显式初始化才能使用，系统不会为局部变量执行初始化

3.4 变量的使用规则

成员变量适用情形：

描述类的固有信息
某个类中需要以一个变量来保存该类或者实例运行时的状态信息
需要在某个类或者多个方法之间进行共享的信息

4. 隐藏和封装

4.1 封装

将对象的状态信息隐藏在对象内部，不允许外部程序直接访问

4.2 使用访问控制符

private：当前类访问权限
default：包访问权限
protected：子类访问权限
public：公共访问权限

类里绝大部分成员变量都应该使用private修饰，只有一些static修饰的成员变量才可考虑用public
如果一个类主要用作其他的父类，则主要使用protected
希望暴露出来的用public

4.3 package、import和import static

同一个包中的类不必位于相同的目录下，源文件里通过package语句来指定包名，class文件必须放在对应的路径下
包名应该全部是小写字母，由单词连缀
同一个包下的类可以互相访问，不处于同一个类则需要使用类的全名来访问
import导入包下的类，import static导入类中特定的静态成员变量、方法

5. 构造器详解

5.1 使用构造器执行初始化

当使用构造器时，系统先会为该对象分配内存空间，并为这个对象进行默认初始化。这个对象还不能被外部所访问，只能在该构造器中通过this来引用

5.2 构造器重载

让程序更简洁，降低软件的维护成本

public class Orange {
    private int price;
    private String orangeName;
    
    public Orange(int price){
        this.price = price;
    }
    
    public Orange(int price, String orangeName){
        this(price);
        this.orangeName = orangeName;
    }
}

5.6 类的继承

5.6.1 继承基础

每个类最多只有一个直接父类，否则编译错误
调用父类方法和变量

public class Fruit {
    public double weight;
    public void info(){
        System.out.println("My weight is"+this.weight);
    }
}

public class Orange extends Fruit{
    private int price;
    private String orangeName;

    public Orange(int price){
        this.price = price;
    }

    public Orange(int price, String orangeName){
        this(price);
        this.orangeName = orangeName;
    }

    public static void main(String[] args){
        Orange orange = new Orange(1, "Orange1");
        System.out.println(orange.weight); //0.0
        System.out.println(orange.price); //1
        System.out.println(orange.orangeName); //Orange1
        orange.info(); //My weight is0.0
    }
}

5.6.2 重写父类方法

重写后，子类执行重写后的方法，若需要使用父类方法，可使用super或者父类类名
private方法不能重写

    @Override
    public void info() {
        super.info();
        System.out.println("Now I have extended the original class");
    }

5.6.3 super

不能出现在static修饰的方法内
限定访问该实例的父类的变量、方法

如果在某个方法中访问名为a的成员变量，但没有指定调用者，则系统查找a的顺序为：

查找该类方法中是否有名为a的局部变量
查找该类中是否有名为a的成员变量
查找该类的父类是否有包含a的成员变量，直至Object类

5.6.4 调用父类构造器

使用super来调用
不管是否使用super来显式调用父类构造器，子类构造器总会调用父类构造器一次

public class Fruit {
    public double weight;
    public Fruit(){
        System.out.println("这是一个无参构造器");
    }
    public Fruit(double weight){
        this.weight = weight;
    }
    public void info(){
        System.out.println("My weight is"+this.weight);
    }
}

public class Orange extends Fruit{
    private int price;
    private String orangeName;

    public Orange(int price){
        this.price = price;
        System.out.println("Orange构造器，带price");
    }

    public Orange(int price, String orangeName){
        this(price);
        this.orangeName = orangeName;
        System.out.println("Orange构造器，带price和name");
    }
    public static void main(String[] args){
        Orange orange = new Orange(1, "Orange1");
    }
}

结果

父类指定了有参构造函数时，子类必须要重写父类的构造函数；父类只有无参构造函数时，子类无需重写

5.7 多态

5.7.1 多态性

Java引用变量有两个类型，一个是编译时类型，一个是运行时类型，如果编译类型和运行类型不一致，就可能出现所谓的多态

向上转型：子类赋值给父类，当运行该变量时，总是体现出子类的特征；但是方法都是父类的方法，变量还是子类的变量

向上转型

向下转型：父类变量通过显式语句转化为子类变量，转化情形：
1. 基本类型：只能在数值类型之间进行
2.引用类型：只能在具有继承关系的两个类型之间进行。如果一个父类实例转换为子类对象，则这个对象必须实际上是子类实例才行（执行时为子类对象）
instanceof：判断A所属类型是否是B的实例

5.8 继承与组合

继承表达”是“的关系，组合表达”有“的关系

5.9 初始化块

5.9.1 初始化块基本用法

与构造器功能类似
当创建Java对象时，系统总会先调用该类里定义的初始化块，如果一个类里定义了2个普通初始化块，则前面定义的初始化块先执行，后面定义的初始化块后执行

5.9.2 静态初始化块

静态初始化块属于类的静态成员，也遵守静态成员不能访问非静态成员的规则

5.9.3 初始化块和构造器

初始化块在构造器之前执行

public class Fruit {
    static{
        System.out.println("Fruit的静态初始化块");
    }
    public double weight;
    {
        System.out.println("这是Fruit的初始化块");
    }
    public Fruit(){
        System.out.println("这是一个无参构造器");
    }
    public Fruit(double weight){
        this.weight = weight;
    }
    public void info(){
        System.out.println("My weight is"+this.weight);
    }
}

public class Orange extends Fruit{
    private int price;
    private String orangeName;
    static{
        System.out.println("orange的静态初始化块");
    }
    {
        System.out.println("这是Orange的初始化块");
    }

    public double weight = 3.0;

    public Orange(){
        System.out.println("orange无参");
    }

    public Orange(int price){
        this.price = price;
        System.out.println("Orange构造器，带price");
    }

    public Orange(int price, String orangeName){

        this.orangeName = orangeName;
        System.out.println("Orange构造器，带price和name");
    }

    @Override
    public void info() {
        super.info();
        System.out.println("Now I have extended the original class");
    }

    public static void main(String[] args){
        Orange orange = new Orange(1, "Orange1");
    }
}

初始化块和构造器

6. 处理对象

6.1 打印对象和toString方法

    @Override
    public String toString() {
        return "the price of orange is" + this.price;
    }

toString重写

6.2 ==和equals方法

==：两个变量是否指向同一个堆内存空间
equals：Object提供的方法

对于引用变量，如果equals没重写，二者没什么区别，都需要指向同一个对象才返回true
对于基本类型，==判断二者值是否相等，equals不能用在基本类型

基本类型不能使用equals

String s1 = new String("123");
String s2 = new String("123");
String s3 = "123";
String s4 = "123";
System.out.println(s1==s2); // false
System.out.println(s3==s4); // true

new创建出来的变量s1和s2保存在堆内存中，所以二者==会输出false。他们在创建的时候都首先保存在常量池再保存在堆内存

7. 类成员

7.1 理解类成员

类成员不能访问实例成员

7.2 单例类

一个只允许创建一个对象的类

public class singleInstance {
    private static singleInstance singleIns;
    public static singleInstance getInstance(){
        if (singleIns == null){
            singleIns = new singleInstance();
        }
        return singleIns;
    }

    public static void main(String[] args){
        singleInstance s1 = singleInstance.getInstance();
        singleInstance s2 = singleInstance.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}

7.3 final修饰符

表示它修饰的类、方法和变量不可变

7.3.1 final成员变量

final修饰的成员变量必须显式指定其初始值
实例final变量只能在构造器，初始化块和声明三个地方初始化
静态final变量只能在声明和初始化块两个地方初始化

7.3.2 final局部变量

只能在通过声明初始化

7.3.3 final修饰基本类型和引用类型

final只能保证引用变量的地址不变

final int[] a = new int[]{1,2,3};
a[0] = 2;
System.out.println(Arrays.toString(a)); //[2,2,3]

7.3.4 final方法

不可被重写

7.3.5 final类

不可以有子类

7.3.6 不可变类

创建该类的实例后，该实例的实例变量是不可变的
Java的8个包装类和String类都是不可变类

7.4 抽象类

7.4.1 抽象方法和抽象类

用abstract修饰，不能有方法体
抽象类不能被实例化
抽象类可以包含成员变量，方法，构造器，初始化块，内部类5中成分，但构造器不能用来创建实例
含有抽象方法的类只能被定义成抽象类
继承抽象类必须实现抽象类的所有抽象方法
final和abstract不能一起使用;static和abstract不能同时修饰某一个方法

7.5 接口

interface定义
一个接口可以有多个直接父类接口，但接口只能继承接口，不能继承类
接口可以包含成员变量（静态常量public static final）、方法（抽象实例方法、类方法、默认方法或私有方法 public abstract），内部类（public static）
默认方法必须使用default修饰，不能使用static，系统回味默认方法自动添加public修饰符 默认方法：就是实例方法，不需要实现类去实现其方法

    public static void main(String[] args){
        Orange orange = new Orange(1, "Orange1");
        orange.goodForHealth();
    }

public interface healthyable {
    public default void goodForHealth() {
        System.out.println("健康增加");
    }
}

static方法不能用default方法修饰，类方法也总是由public修饰

7.5.1 接口的继承

一个接口可以有多个直接父接口
使用extends继承接口

7.5.2 接口的使用

一个类可以继承多个接口
接口不能显式继承任何类，但所有接口类型的引用变量都可以直接赋值给Object类型的引用变量，利用向上转型来完成

7.5.3 接口和抽象类

接口里不包含构造器，抽象类里可以包含构造器
接口里不能包含初始化块，但抽象类里有
方法
变量
继承

7.5.4 面向接口编程

1. 简单工厂模式

工厂模式

computer从OutputFactory获取Output对象，并进行使用
OutputFactory通过实现Printer类来返回output对象

2.命令模式

适用情况：某个方法需要完成某一个行为，但这个行为的具体实现无法确定，必须等到执行该方法才可以确定

命令模式

8. 内部类

内部类提供了更好的封装，不允许同一个包中的其他类访问该类
内部类成员可以直接访问外部类的私有数据
匿名内部类适合用于创建那些仅需要一次使用的类

8.1 非静态内部类

内部类比外部类可以多使用三个修饰符：private，protected，static
非静态内部类不能拥有静态成员
非静态内部类成员可以访问外部类private成员，但反过来不成立，即外部类不能访问非静态内部类private成员
如果存在一个非静态内部类对象，则一定存在一个外部类对象，但外部类对象里不一定寄生了非静态内部类对象

8.2 静态内部类

静态内部类可以包含静态成员和非静态成员
静态内部类不能访问外部类的实例成员
Java允许在接口里定义内部类，默认使用public static修饰

8.3 使用内部类

下面分3中情况讨论内部类的用法
1. 在外部类内部使用内部类
定义和使用都没有太大的区别
2. 在外部类以外使用非静态内部类

内部类不能使用private修饰
定义内部类的语法为OuterClass.InnerClass varName

class OutClass {
    class In{
     public In(String msg){
         System.out.println(msg);
     }
    }
}

class Out extends OutClass.In{

    public Out(OutClass outClass){
        outClass.super("hello"); //注意这里的用法，通过outclass调用In的构造函数
    }
    public static void main(String[] args){
        OutClass.In in = new OutClass().new In("has been created");
        Out out = new Out(new OutClass());
    }
}

3. 在外部类以外使用静态内部类

StaticOut.StaticIn in = new StaticOut.StaticIn()

内部类不可以被子类重写

8.4 局部内部类

生成的class文件遵循OuterClass$NInnerClass命名规则
用法比较鸡肋，很少使用

8.5 匿名内部类

适合于创建那种只需要一次使用的类
创建匿名类时会立即创建一个该类的实例，这个类定义就消失
匿名内部类不能是抽象类，因为在创建匿名内部类的时候，会立即创建匿名内部类对象
匿名内部类不能定义构造器，因为匿名内部类没有类名

实现Interface

public class man {
    String msg = "123";
    public man(Runnable runnable){
        runnable.RunStart();
        runnable.RunFinish(this.msg);
    }
    
    public static void main(String[] args){
        man m1 = new man(new Runnable() {
            @Override
            public void RunStart() {
                
            }

            @Override
            public void RunFinish(String msg) {

            }
        });
    }
}

实现子类

    public static void main(String[] args){
        Orange orange = new Orange(1, "Orange1"){
            @Override
            public String toString() {
                return super.toString();
            }
        };

    }

内部类访问的外部类变量必须用final修饰
为什么内部类调用的外部变量必须是final修饰的？

9. Lambda表达式

三部分组成：
1）形参列表
2）箭头
3）代码块

public interface Runnable {
    public void RunStart();
}

public class man {
    String msg = "123";
    public man(Runnable runnable){
        runnable.RunStart();
    }

    public static void main(String[] args){
        man m1 = new man(() ->{
            System.out.println("123");
        });
    }
}

Lambda的目标类型必须是“函数式接口”
如果带有@FunctionalInterface，则可以实行强制类型转换

9.1 方法引用与构造引用

1. 引用类方法

public class man {
    String msg = "123";
    public man(Runnable runnable){
    }

    public static void main(String[] args){
        Runnable runnable = Integer::valueOf;
        Integer val = runnable.RunStart("123");
        System.out.println(val);
    }
}

当调用Converter接口中的唯一的抽象方法时，调用参数将回传给Integer类的valueOf()

2. 引用特定对象的实例方法

public int info(String s) {
     System.out.println(s);
     return s.length();
}

Orange orange = new Orange(1);
Runnable runnable = orange::info;

3. 引用某类对象的实例方法

MyTest mt = String::substring;

4. 引用构造器

YourTest yt = JFrame:: new

9.2 Lambda表岛是与匿名类的联系

-lambda表达式是匿名内部类的一种简化

10. 枚举类

10.1 枚举类入门

枚举类可以实现一个或多个接口，不能显式继承其他父类。
java.lang.Enum 类实现了 Serializable 和 Comparable 两个接口
默认使用final修饰，因此枚举类不能派生子类
只能用 private修饰，如果省略了构造器的访问控制符，则默认使用private
枚举类所有实例在第一行显示列出

public enum SeasonNum {
    SPRING,SUMMER,FALL,WINTER;
}

public class EnumTest {
    public static void judge(SeasonNum s){
        switch (s) {
            case SPRING:
                System.out.println("SPring");
                break;
            case SUMMER:
                System.out.println("SUmmer");
                break;
            default:
                System.out.println("have no idea");
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        for(SeasonNum s: SeasonNum.values()){
            judge(s);
        }
    }
}

java.lang.Enum的方法：

int compareTo：用于与指定枚举对象比较顺序
String name()：返回此枚举类实例的名称
int ordinal：返回枚举值在枚举类中的索引值
String toString()：返回枚举常量的名称
valuieOf()：枚举类中指定名称的枚举值
values()：所有枚举名称

10.2 枚举类的成员变量、方法和构造器

public class EnumTest {
    public static void judge(SeasonNum s){
        switch (s) {
            case SPRING:
                System.out.println("SPring");
                break;
            case SUMMER:
                System.out.println("SUmmer");
                break;
            default:
                System.out.println("have no idea");
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        SeasonNum s = Enum.valueOf(SeasonNum.class, "SPRING");
        s.seansonName = "春天";
        System.out.println(s + s.seansonName);
    }
}

构造器

public enum SeasonNum {
    SPRING("春天"),SUMMER("夏天"),FALL("qiutian"),WINTER("dongtian");
    private final String name;
    private  SeasonNum(String seansonName){
        this.name = seansonName;
    }
    public String seansonName;

}