Java 基础-类与面向对象
类
Object 类(java.lang.Object)是所有 Java 类的直接或间接父类。
成员方法及变长参数
方法定义:
[public | protected | private] [static] [final] [abstract] [native] [synchronized]
返回类型 方法名([参数列表]) [throws exceptionList] {
// 方法体
}
- static:表示这是一个类方法(静态方法),不需实例化即可调用
- final:表示这是一个终结方法,不可覆盖
- abstract:抽象方法,只有方法原型,没有方法体
- native:用来集成java代码和其他语言的代码
- synchronized:用来控制多个并发线程对共享数据的访问
跟 C++ 不同,Java 中类的成员方法不可以在类外部定义,且类中的所有成员方法都是相互可见的,跟定义顺序无关。
变长参数
有时需要方法接受未知个数的变量,这时可用变长参数(类型名后加3个点),然后在方法体中用增强的 for 循环遍历:
public void fun(int... arr) {
for (int i : arr) {
System.out.println(i);
}
}
包
Java 中没有命名空间,但是通过包实现了类似的效果。
- 包名不可重复,一般用小写,用域名的反序做前缀
- 一个 Java 源文件就是一个编译单元,其中只能有一个public类,且该文件必须与该类同名,可以有多个非public类。编译后每个类都对应一个单独的字节码文件(即使是非public类)。
- 如果类定义在某个包中,那么 package 语句应该在源文件的首行。如果源文件包含import语句,那么应该放在package语句之后,类定义之前。
- import语句和package语句对源文件中定义的所有类都有效。
- 包名一定对应目录名,但目录名不一定对应包名。
- 引入包时,可以使用通配符,例如
import java.io.*;
- Java 编译器自动为所有程序自动引入
java.lang
类和成员的访问权限控制
类:要访问不同包中的类,该类必须是 public 的。
成员:
- public:可被任何其他方法访问
- default:仅允许来自同一个包的访问
- protected:只可被同一个类及其子类访问
- private:只可被同一个类访问
- | public | protect | default | private |
---|---|---|---|---|
任何类 | √ | × | × | × |
不同包中的非子类 | √ | × | × | × |
不同包中的子类 | √ | √ | × | × |
同一个包中的非子类 | √ | √ | √ | × |
同一个包中的子类 | √ | √ | √ | × |
同一个类 | √ | √ | √ | √ |
一般将属性设置为私有,通过共有的接口访问:
public class People {
private int age;
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public int getAge() {
return this.age;
}
}
内存回收 GC
当对象离开作用域,或者没有引用指向对象时,Java 的垃圾回收机制会回收这个对象所占用的资源。
Java 的垃圾回收器周期性运行,回收对象前,会自动调用对象的 finalize() 方法(该方法来自 Object 对象)。
枚举类型和枚举类
枚举类就是一个类,可以有成员方法和成员属性,隐含继承自 java.lang.Enum
,不能再继承其他类。
对象的可取值有一定范围,且可以一一列出来,就可以用枚举类,例如一周的七天等:
[public] enum 枚举类型名称 [implements 接口名称列表] {
枚举值;
成员变量;
成员方法;
}
enum Score {
GOOD,
BAD;
};
public class ScoreTest {
public static void main(String[] args) {
giveScore(Score.GOOD);
}
public static void giveScore(Score s) {
switch(s) {
case GOOD: System.out.println("Good"); break;
case BAD: System.out.println("Bad"); break;
}
}
}
枚举类型的默认方法:
values()
:静态方法,用于获取枚举类型的枚举值数组toString()
:返回枚举值的字符串valueOf()
:将字符串形式的枚举值转为枚举类型对象Ordinal()
:获得对象在枚举类型中的位置索引
enum Player {
YAOMING(240, 110),
DA(200, 95); // 枚举类中的枚举值自动调用构造函数初始化
private final int height;
private final int weight;
Player(int height, int weight) {
this.height = height;
this.weight = weight;
}
public int getHeight() {
return this.height;
}
}
public class PlayerTest {
public static void main(String[] args) {
for (Player p : Player.values()) { // 现在有两个枚举对象
System.out.println(p.getHeight());
}
}
}
输出:
240
200
类的重用
继承
Java 语言只支持单继承。
子类继承父类之后,得到父类所有的成员属性和方法。子类可以新增属性和方法,也可以覆盖父类的属性和方法。
注意:父类的 private 私有属性和方法,子类是无法直接访问的。
public class People {
int age;
String say(String s) {
System.out.println(s);
}
}
public class Teacher extends People {
int grade;
String teach(String s) {
System.out.println("teach to student:" + s);
}
}
隐藏和覆盖
属性的隐藏
子类中声明了与父类中同名的成员变量时,从父类继承过来的成员变量就会被隐藏,此时子类有两个同名的变量(从父类继承的和自己声明的)。
当子类执行继承自父类的操作时,处理的是继承自父类的变量。当子类执行自己声明的方法时,操作的是自己声明的变量。
class A {
int aMember;
static int x = 2; // 静态成员不会被继承,但可以被所有子类对象访问
}
class B extends A {
String aMember;
int fun() {
return super.aMember; // 显式的使用父类的成员变量
}
}
例如:
class A {
int x = 1;
static int y = 2;
void setY(int y) {
this.y = y;
}
}
class B extends A {
int x = 90;
int y = 91;
void fun() {
System.out.println("super.x is:" + super.x + ", x is:" + x);
System.out.println("super.y is:" + super.y + ", y is:" + y);
}
}
public class H {
public static void main(String[] args) {
B b = new B();
b.fun();
b.setY(666);
b.fun();
}
}
输出:
super.x is:1, x is:90
super.y is:2, y is:91
super.x is:1, x is:90
super.y is:666, y is:91
方法的覆盖
- 子类要覆盖父类的方法时,覆盖方法的返回类型、方法名、参数的个数和类型都必须和被覆盖的方法一样。
- 调用时,通过不同的类名或方法名区分使用的是哪个方法。
- 覆盖方法的访问权限可以比被覆盖的更宽松,但不能更严格。
- 基类中声明为 final 和 static 的方法不可覆盖,基类中的抽象方法必须覆盖
Object 类
Object 类的主要方法:
- public final Class getClass():获取当前对象所属类的信息
- public String toString():返回表示当前对象的字符串
- public boolean equals(Object obj):判断两个对象的引用是否指向同一个对象(相当于 ==),是则返回 true,否则返回 false
- protected Object clone():复制当前对象并返回副本
- public int hashCode():返回该对象的哈希值
- protected void finalize() throws Throwable:在对象回收时执行,回收资源
对象的相等和同一
相等的对象未必是同一个,同一个对象一定相等。
比较运算符 == 判断的是两个对象是否的同一个,跟 Object 对象的 equals 方法一样。如果需要判断对象是否相等,需要覆盖 equals 方法。
class A {
int age;
}
public class B {
public static void main(String[] args) {
A a1 = new A();
A a2 = new A();
System.out.println(a1 == a2 ? "a1 == a2" : "a1 != a2");
System.out.println(a1.equals(a2) ? "a1 equals a2" : "a1 not equals a2");
}
}
输出:
a1 != a2
a1 not equals a2
final 类与 final 方法
终结类不可被继承,终结方法不能被子类覆盖。否则编译报错。
final class {
public final String fun() { return "hello";}
//...
}
abstract 类
- 抽象类中,至少要有一个抽象方法
- 只要有抽象方法,这个类就必须声明为抽象类
- 抽象类不可实例化,只能做父类
- 接口是纯抽象类,接口中的所有方法都是抽象方法
abstract class abs {
public abstract int fun();
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Test t = new Test();
System.out.println(t.fun());
}
public int fun() {
return 666;
}
}
泛型
Java 跟 C++ 一样,都是强类型语言。当我们需要写一个可以用于多种数据类型的方法时,就需要用到泛型。
泛型,就是将变量的类型也作为变量。调用具体的泛型方法时,需同时指定类型。
- 泛型类的类型参数声明部分在类名之前(例如
public <T> classA {...}
) - 泛型方法的类型参数声明部分在方法返回类型之前(例如
public static <T1, T2> void fun() {...}
)。 - 类型参数声明部分可以包含一个或多个类型参数,参数间用逗号隔开。一个泛型参数,也被称为一个类型变量,是用于指定一个泛型类型名称的标识符。
- 类型参数能被用来声明返回值类型,并且能作为泛型方法得到的实际参数类型的占位符。
- 泛型方法体的声明和其他方法一样。注意类型参数只能代表引用型类型(例如 Number、String 等),不能是原始类型(int、double、char 等)。
泛型接口
定义泛型接口时,在接口名之后放类型参数声明,类型声明可以在接口内部的任何地方使用:
public interface General<T> {
public T fun();
}
类在实现泛型接口时,需要指定泛型的具体类型,可以是自定义的对象类型:
public class NumGeneral implements General<Number> {
public Number fun() {
return 666;
}
public static void main(String[] args) {
NumGeneral ng = new NumGeneral();
System.out.println(ng.fun());
}
}
泛型类
跟泛型接口类似,泛型类的类型声明放在类名后面。泛型类的类型声明可以在类内部的任何地方使用:
class A <T> {
private T data;
public A(T data) {
this.data = data;
}
public T getData() {
return data;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
A a = new A<Number>(666); // 这里如果不加 <Number>指定类型,执行时会有提示
System.out.println(a.getData());
A a2 = new A<String>("hello world");
System.out.println(a2.getData());
}
}
泛型方法
如果只是想写一个可以处理多种数据类型的方法,也是可以的,在返回值之前用尖括号声明(例如 public static <T> void fun()
)后,就可在方法的参数、返回值、方法体中使用泛型:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(returnT("hello"));
System.out.println(returnT(666));
printT("hello");
printT(666);
}
public static <T> T returnT(T data) {
return data;
}
public static <T> void printT(T data) {
System.out.println(data);
}
}
限定泛型的类型
在用尖括号声明泛型的类型时,可以对其加以限定,具体语法为 <T extends >
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(returnT("hello")); // 会报错:<T>returnT(T) in Test cannot be applied to (java.lang.String)
System.out.println(returnT(666));
printT("hello");
printT(666);
}
// 类型限定为 Number
public static <T extends Number> T returnT(T data) {
return data;
}
// 类型限定为实现了 Comparable 接口的
public static <T extends Comparable<T>> void printT(T data) {
System.out.println(data);
}
}
类型通配符
1、类型通配符一般是使用?代替具体的类型参数。例如 List<?>
在逻辑上是List<String>
,List<Number>
等所有 List<具体类型实参>
的父类。
2、类型通配符上限通过 List<? extends 具体类型>
来定义,例如 List<? extends Number>
表示通配符泛型值接受 Number 及其下层子类类型。
3、类型通配符下限通过 List<? super 具体类型>
来定义,例如 List<? super Number>
表示类型只能接受Number及其父类类型,如Objec类型的实例。
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