java面向对象详细全面介绍

一.面向对象

1.面向过程与面向对象

POP与OOP都是一种思想，面向对象是相对于面向过程而言的。面向过程，强调的是功能行为，以函数为最小单位，考虑怎么做。面向对象，将功能封装进对象，强调具备了功能的对象，以类/对象为最小单位，考虑谁来做。

程序员从面向过程的执行者转化成了面向对象的指挥者。

面向对象分析问题的思路和步骤：

• 选择问题所针对的现实世界中的实体
• 从实体中寻找解决问题相关的属性和功能
• 把抽象的实体用计算机语言进行描述，形成计算机世界中类的定义
• 将类实例化成计算机世界中的对象

2.类与对象

• 类(Class)和对象(Object)是面向对象的核心概念

  • 类是对一类事物的描述，是抽象的、概念上的定义
  • 对象是实际存在的该类事物的每个个体，因而也称为实例(instance)

• 常见类的成员

  • 属性：对应类中的成员变量(考虑修饰符、属性类型、属性名、初始化值)
  • 行为：对应类中的成员方法(考虑修饰符、返回值类型、方法名、形参)

• 类的语法格式

  /*
  修饰符 class 类名 {
      属性声明;
      方法声明;
  }
  说明：修饰符public：类可以被任意访问；类的正文要用{ }括起来
  */
  
  public class Person {
  	private int age;	// 属性声明
      public void showAge(int i) {	// 方法声明
      	age = i;
      }
  }
  

3.对象的创建和使用

创建对象语法：类名 对象名 = new 类名();使用对象名.对象成员的方式访问对象成员(包括属性和方法)。

如果创建了一个类的多个对象，对于类中定义的属性，每个对象都拥有各自的一套副本，且互不干扰。

匿名对象：不定义对象的句柄，而直接调用这个对象的方法。这样的对象叫做匿名对象。例：new Person().show();；经常将匿名对象作为实参传递给一个方法调用。

1. 类的访问机制：

   • 在一个类中的访问机制：类中的方法可以直接访问类中的成员变量(static方法访问非static，编译不通过)
   • 在不同类中的访问机制：先创建要访问类的对象 ， 再用对象访问类中定义的成员

2. 对象的生命周期：

   • 当对象失去所有的引用（没有变量再指向它了（没有变量在存储它的地址）- 相当于失联了，我们无法再使用它了）-- 就是死亡了;（垃圾回收器 并不是立刻进行回收）
     
     Person p1 = new Person(); // person对象被p1引用
   • Person p2 = p1; // 将p2指向p1所引用的对象
   • p1 = null; // p1为null，但p2还是引用了person对象，person对象不会被回收

3. 内存解析：

   • 堆（Heap）：存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。这一点在Java虚拟机规范中的描述是：所有的对象实例以及数组都要在堆上分配。
   • 栈（Stack）：存放局部变量，局部变量表存放了各种基本数据类型、对象引用(对象在堆内存放的首地址)。方法执行完，自动释放。
   • 方法区（Method Area）：存放已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

二.类的成员

1.属性

1.语法格式：

修饰符 数据类型 属性名 = 初始化值；

• 常见的权限修饰符有：private、缺省、protected、public。其他：static、final
• 数据类型：基本数据类型、引用数据类型
• 属性名：属于标识符，满足命名规则和规范

2.分类：

• 成员变量：方法体外，类体内声明的变量
  • 实例变量（不以static修饰）
  • 类变量（以static修饰）
• 局部变量：方法体内部声明的变量
  • 形参（方法、构造器中定义的变量）
  • 方法局部变量（方法内定义）
  • 代码块局部变量（代码块内定义）
• 相同：都有生命周期； 异：局部变量除形参外，均需显式初始化

	成员变量	局部变量
声明的位置	声明在类中	方法形参或内部、代码块内、构造器内等
修饰符	private、public、static、final等	不能用权限修饰符修饰，可以用final修饰
初始化值	有默认初始化值	没有默认初始化值，必须显式赋值，方可使用
内存加载位置	堆空间 或 静态域内	栈空间

3.对象属性的默认初始化赋值：

当一个对象被创建时，会对其中各种类型的成员变量自动进行初始化赋值。

成员变量类型	初始值
byte	0
short	0
int	0
long	0L
float	0.0F
double	0.0
char	0 或写为：'\u0000'(表现为空)
boolean	false
引用类型	null

2.方法

1.概念：

方法是类或对象行为特征的抽象，用来完成某个功能操作；将功能封装为方法的目的是，可以实现代码重用，简化代码；Java里的方法不能独立存在，所有的方法必须定义在类里。

2.格式：

修饰符 返回值类型 方法名 (参数类型 形参1，参数类型 形参2，...) {
	方法体程序代码；
	return 返回值；
}
// 修饰符：public, 缺省,private, protected 等
// 返回值类型：
// 	   没有返回值：void
//	   有返回值：与方法体中"return 返回值"搭配使用

int num = getNum(3,5);	// 为x,y分配内存并传值
public int getNum(int x,int y){
    return x*y;
}	// 方法执行完后, x,y被释放

3.注意：

• 方法通过方法名被调用，且只有被调用才会执行，方法被调用一次，就会执行一次。
• 没有具体返回值的情况，返回值类型用关键字void表示，那么方法体中可以不必使用return语句。如果使用，仅用来结束方法。
• 方法中只能调用方法或属性，不可以在方法内部定义方法

4.个数可变的形参：

JavaSE 5.0 中提供了Varargs(variable number of arguments)机制，允许直接定义能和多个实参相匹配的形参。

//JDK 5.0以前：采用数组形参来定义方法，传入多个同一类型变量
public static void test(int a ,String[] books);
//JDK5.0：采用可变个数形参来定义方法，传入多个同一类型变量
public static void test(int a ,String…books);

说明：

• 声明格式：方法名(参数的类型名 ...参数名)
• 可变参数：方法参数部分指定类型的参数个数是可变多个：0个，1个或多个
• 可变个数形参的方法与同名的方法之间，彼此构成重载
• 可变参数方法的使用与方法参数部分使用数组是一致的
• 方法的参数部分有可变形参，需要放在形参声明的最后
• 在一个方法的形参位置，最多只能声明一个可变个数形参

5.方法参数的值传递机制(重要)：

Java里方法的参数传递方式只有一种：值传递。 即将实际参数值的副本（复制品）传入方法内，而参数本身不受影响。

• 形参是基本数据类型：将实参基本数据类型变量的“数据值”传递给形参
• 形参是引用数据类型：将实参引用数据类型变量的“地址值”传递给形参

基本数据类型的参数传递：

// 基本数据类型传递数据值
// main方法与change方法中x变量不是同一个地址
public static void main(String[] args) {
    int x = 5;	// 地址如：0x1122 --> 5
    System.out.println("修改之前x = " + x);// 5
    // x是实参
    change(x);	// 0x1122 --> 5
    System.out.println("修改之后x = " + x);// 5
}

public static void change(int x) {	// 地址如：0x3344 --> 5
    System.out.println("change:修改之前x = " + x);// 5
    x = 3;	// 0x3344 --> 3
    System.out.println("change:修改之后x = " + x);// 3
}

引用数据类型的参数传递：

// 引用数据类型传递引用值
public static void main(String[] args) {
    Person obj = new Person();	// 0x1122
    obj.age = 5;	// 0x1122  age->5
    System.out.println("修改之前age = " + obj.age);// 5
    // 操作同一个引用
    change(obj);	// 0x1122  age->3
    System.out.println("修改之后age = " + obj.age);// 3
    // 操作不同的引用
    change2(obj);	// 0x1122  age->5
    System.out.println("修改之后age = " + obj.age);// 5
}

// change 操作同一引用
public static void change(Person obj) {	// 0x1122
    System.out.println("change:修改之前age = " + obj.age);  // 0x1122  age->5
    obj.age = 3;	// 0x1122  age->3
    System.out.println("change:修改之后age = " + obj.age);	// 0x1122  age->3
}

// change2 操作不同的引用
public static void change2(Person obj) {// 0x1122
    obj = new Person();	// 0x3344
    System.out.println("change:修改之前age = " + obj.age);	// 0
    obj.age = 3;	// 0x3344  age->3
    System.out.println("change:修改之后age = " + obj.age);	// 3
}

示例：

//传递数据值，操作不同的地址
main(){
    int m = 10;
    int n = 20;
    v.swap(m,n);
    sysout(m,n);	//m=10,n=20
}
swap(int m ,in n){
    int temp = m;
    m = n;
    n = temp;
    sysout(m,n);	//m=20,n=10
}

// 传递引用值，操作同一地址
main(){
    Data data = new Data();
    data.m = 10;
    data.n = 20;
    v.swap(data);
    sysout(data.m,data.n);	//m=20,n=10
}
swap(Data data){
    int temp = data.m;	//temp=10
    data.m = data.n;	//m=20
    data.n = temp;		//n=10
}

6.递归方法：

递归方法：一个方法体内调用它自身。

方法递归包含了一种隐式的循环，它会重复执行某段代码，但这种重复执行无须循环控制。

递归一定要向已知方向递归，否则这种递归就变成了无穷递归，类似于死循环。

示例：

// 计算1-100所有自然数的和
int total = sum(100);
public int sum(int num){	// num=100
    if(num == 1){
    	return 1;
    }else{
    	return num + sum(num - 1);
    }
}

3.构造器

1.特征

• 与类相同的名称
• 不声明返回值类型(与声明为void不同)
• 不能被static、final、synchronized、abstract、native修饰
• 不能有return语句返回值

2.作用

• 创建对象
• 给对象进行初始化

3.语法格式

修饰符 类名 (参数列表){
    初始化语句;
}

// 示例
public class Animal {
    private int legs;	// 封装属性
    public Animal(int i){	// 构造器
        legs = i;
    }
}

4.分类

• 隐式无参构造器(系统默认提供)
• 显式定义一个或多个构造器(无参、有参)

注意：

• 每个类至少有一个构造器(系统默认提供的无参构造器)
• 默认构造器的修饰符与所属类的修饰符一致
• 一旦显式定义了构造器，则系统不再提供默认构造器
• 一个类可以创建多个重载的构造器
• 父类的构造器不可被子类继承

5.构造器重载

构造器一般用来创建对象的同时初始化对象。

构造器重载使得对象的创建更加灵活，方便创建各种不同的对象。

public class Person{
    // 一旦显式定义了构造器，则系统不再提供默认构造器
    public Person(String name, int age, Date d) {this(name,age);…}
    public Person(String name, int age) {…}
    public Person(String name, Date d) {…}
    public Person(){…}	//若需要无参的构造器，需显式定义
}

4.代码块

作用：对java类或对象进行初始化

代码块只能被static修饰，static修饰的称为静态代码块，没有使用static修饰的，为非静态代码块。

1.静态代码块：

• 可以有输出语句，不可以调用非static属性和方法
• 若有多个静态代码块，按照从上到下的顺序依次执行
• 静态代码块的执行要优先于非静态代码块
• 静态代码块随着类的加载而加载，且只执行一次

2.非静态代码块：

• 可以有输出语句，静态和非静态都可以调用
• 若有多个非静态代码块，按照从上到下的顺序执行
• 每次创建对象的时候，都会执行一次。且优先于构造器执行

class Person {
    public static int total;
    static {
    	total = 100;
    	System.out.println("in static block!");
    }
}
public class PersonTest {
    public static void main(String[] args) {
    	System.out.println("total = " + Person.total);
    	System.out.println("total = " + Person.total);
    }
}

// in static block
// total=100
// total=100

5.内部类

在Java中，允许一个类的定义位于另一个类的内部，前者称为内部类，后者称为外部类。

Inner class一般用在定义它的类或语句块之内，在外部引用它时必须给出完整的名称。Inner class的名字不能与包含它的外部类类名相同。

1.成员内部类 (static成员内部类和非static成员内部类)

内部类可以声明为private、protected；也可以声明为static、abstract、final的；

可以在内部定义属性、方法、构造器等结构

注意：

• 非static的成员内部类中的成员不能声明为static的
• 外部类访问成员内部类的成员，需要“内部类.成员”或“内部类对象.成员”的方式
• 成员内部类可以直接使用外部类的所有成员，包括私有的数据
• 当想要在外部类的静态成员部分使用内部类时，可以考虑内部类声明为静态的

public class Outer {
    private int s = 111;
    public class Inner {
        private int s = 222;
        public void mb(int s) {
            System.out.println(s); // 局部变量s
            System.out.println(this.s); // 内部类对象的属性s
            System.out.println(Outer.this.s); // 外部类对象属性s
        }
    }

    public static void main(String args[]) {
        Outer a = new Outer();
        Outer.Inner b = a.new Inner();
        b.mb(333);
    }
}

2.局部内部类 (不谈修饰符)

声明：

class 外部类{
	方法(){	// 方法
		class 局部内部类{
		}
	}
	{		// 代码块
        class 局部内部类{
        }
    }
}

特点：

• 只能在声明它的方法或代码块中使用，而且是先声明后使用。除此之外的任何地方都不能使用该类。
• 局部内部类可以使用外部类的成员，包括私有的。
• 局部内部类可以使用外部方法的局部变量，但是必须是final的。由局部内部类和局部变量的声明周期不同所致。
• 局部内部类不能使用static修饰，因此也不能包含静态成员

3.匿名内部类

匿名内部类不能定义任何静态成员、方法和类，只能创建匿名内部类的一个实例。一个匿名内部类一定是在new的后面，用其隐含实现一个接口或实现一个类。

格式：

new 父类构造器(实参列表) | 实现接口() {
	// 匿名内部类的类体部分
}

特点：

• 匿名内部类必须继承父类或实现接口
• 匿名内部类只能有一个对象
• 匿名内部类对象只能使用多态形式引用

interface A{
	public abstract void fun1();
}
public class Outer{
    public static void main(String[] args) {
        new Outer().callInner(
            new A(){
                //接口是不能new但此处比较特殊是子类对象实现接口，只不过没有为对象取名
                public void fun1() {
                    System.out.println(“implement for fun1");
                }
        	}
        ); // 两步写成一步了
    }
    public void callInner(A a) {
    	a.fun1();
    }
}

三.OOP特征

1.封装与隐藏

程序设计追求“高内聚，低耦合”。

高内聚 ：类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；

低耦合 ：仅对外暴露少量的方法用于使用。

隐藏对象内部的复杂性，只对外公开简单的接口。便于外界调用，从而提高系统的可扩展性、可维护性。通俗的说，把该隐藏的隐藏起来，该暴露的暴露出来。这就是封装性的设计思想。

使用者对类内部定义的属性( 对象的成员变量) 的直接操作会导致数据的错误、混乱或 安全性 问题。

Java中通过将数据声明为私有的(private)，再提供公共的（public）方法:getXxx() 和setXxx()实现对该属性的操作，以实现下述目的：使用者只能通过事先定制好的方法来访问数据，可以方便地加入控制逻辑，限制对属性的不合理操作。

class Animal {
    private int legs;// 将属性legs定义为private，只能被Animal类内部访问
    public void setLegs(int i) { // 在这里定义方法 eat() 和 move()
        if (i != 0 && i != 2 && i != 4) {
        	System.out.println("Wrong number of legs!");
        	return;
        }
        legs = i;
    }
    public int getLegs() {
    	return legs;
    }
}
public class Zoo {
    public static void main(String args[]) {
        Animal xb = new Animal();
        xb.setLegs(4); // xb.setLegs(-1000);
        //xb.legs = -1000; // 非法
        System.out.println(xb.getLegs());
    }
}

2.继承性

1.概念

多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那个类即可。

此处的多个类称为子类( 派生类)，单独的这个类称为父类(基类或超类)。可以理解为:“子类 is a 父类”。

类继承语法规则：class Subclass extends SuperClass{}

2.作用

减少了代码冗余，提高了代码的复用性；

有利于功能的扩展；

让类与类之间产生了关系，提供了多态的前提。

3.理解

• 子类继承了父类，继承了父类的属性和方法，可以使用父类中定义的方法和属性，也可以创建新的数据和方法

• 继承的关键字用的是"extends"，子类不是父类的子集，而是对父类的"扩展"

• 子类不能直接访问父类中私有的(private)的成员变量和方法，可以通过setter、getter和暴露接口来访问

• java只支持单继承和多层继承(传递性)，不允许多重继承。一个子类只能有一个父类，一个父类可以派生出多个子类

   class SubDemo extends Demo{ }	// ok
   class SubDemo extends Demo1,Demo2...	// error
  

3.多态性

1.概念

对象的多态性：父类的引用指向子类的对象 --> 可以直接应用在抽象类和接口上

java引用遍历有两个类型：编译时类型和运行时类型。编译时类型由声明该变量时使用的类型决定，运行时类型由实际赋给该变量的对象决定。简称：编译时，看左边；运行时，看右边。

• 若编译时类型和运行时类型不一致 ， 就出现了对象的多态性(Polymorphism)
• 多态情况下 ， “ 看左边 ” ： 看的是父类的引用（父类中不具备子类特有的方法）
  
  “ 看右边 ” ： 看的是子类的对象（实际运行的是子类重写父类的方法）

2.对象的多态

在java中，子类的对象可以替代父类的对象使用

• 一个变量只能有一种确定的数据类型
• 一个引用类型变量可能指向(引用)多种不同类型的对象

Person p = new Student();
Object o = new Person();  // Object类型的变量o，指向Person类型的对象
o = new Student();  // Object类型的变量o，指向Student类型的对象

子类可看做是特殊的父类 ， 所以父类类型的引用可以指向子类的对象：向上转型(upcasting)。

方法声明的形参类型为父类类型，可以使用子类的对象作为实参调用该方法。

一个引用类型变量如果声明为父类的类型，但实际引用的是子类对象，那么该变量就不能再访问子类中添加的属性和方法。

Student m = new Student();
m.school = “pku”; // 合法,Student 类有school 成员变量
m.read();	// 合法，Student 类中有read 方法
Person e = new Student();
e.school = “pku”; // 非法,Person 类没有school 成员变量
e.read();	// 非法，Person 类中没有read 方法，编译时错误

属性是在编译时确定的，编译时e 为Person 类型，没有school 成员变量，因而编译错误。

虚拟方法调用(多态情况下)：子类中定义了与父类同名同参数的方法，在多态情况下，将此时父类的方法称为虚拟方法，父类根据赋给它的不同子类对象，动态调用属于子类的该方法。这样的方法调用在编译期是无法确定的。

Person e = new Student();
e.getInfo(); // 调用Student 类的getInfo()

编译时类型和运行时类型：编译时e 为Person 类型，而方法的调用是在运行时确定的，所以调用的是Student 类的getInfo() 方法。——动态绑定

小结：

• 子类可看做是特殊的父类 ， 所以父类类型的引用可以指向子类的对象：向上转型(upcasting)。
• 父类引用指向子类对象，该变量就不能再访问子类中新添加的属性和方法，编译时错误。
• 父类引用指向子类对象，子父类出现同名同参数方法，方法调用是运行时确定的，调用的是子类中的方法。

3.总结

前提：需要存在继承或实现关系、有方法的重写

成员方法：

• 编译时：要查看引用变量所声明的类中是否有所调用的方法
• 运行时：调用实际new的对象所属的类中的重写方法

成员变量：不具备多态性，只看引用变量所声明的类

4.示例

public class FieldMethodTest {

    public static void main(String[] args){
        Sub s = new Sub();
        System.out.println(s.count);    // 20
        s.display();    // 20
        Base b = s;	// 指向同一个对象
        System.out.println(b == s); // true
        System.out.println(b.count);// 10	成员变量不具有多态性
        b.display();    // 20	多态，调用指向对象的方法
    }

}

class Sub extends Base {
    int count = 20;
    public void display() {
        System.out.println(this.count);
    }
}

class Base {
    int count = 10;
    public void display() {
        System.out.println(this.count);
    }
}

• 子类重写了父类方法，就意味着子类里定义的方法彻底覆盖了父类里的同名方法，系统将不可能把父类里的方法转移到子类中
• 对于实例变量则不存在这样的现象，即使子类里定义了与父类完全相同的实例变量，这个实例变量依然不可能覆盖父类中定义的实例变量

四.关键字

1.this

1.理解

• this 可以调用类的属性、方法和构造器
• 它在方法内部使用，即这个方法所属对象的引用(谁调用就是谁的引用)
• 它在构造器内部使用，表示该构造器正在初始化的对象

2.this调用属性与方法

class Person { // 定义Person类
	private String name ;
	private int age ;
	public Person(String name,int age){
		this.name = name ;	// this调用属性
		this.age = age ;
    }
	public void getInfo(){
		System.out.println("姓名：" + name) ;
		this.speak();	// this调用方法
	}
  	public void speak(){
  		System.out.println(“年龄：” + this.age);
  	}
}

• 在任意方法或构造器内，如果使用当前类的成员变量或成员方法可以在其前面添加this，增强程序的阅读性。不过，通常我们都习惯省略this
• 当形参与成员变量同名时，如果在方法内或构造器内需要使用成员变量，必须添加this来表明该变量是类的成员变量
• 使用this访问属性和方法时，如果在本类中未找到，会从父类中查找

3.this调用本类的构造器

class Person{ // 定义Person类
	private String name ;
	private int age ;
	public Person(){ // 无参构造器
		System.out.println("新对象实例化") ;
	}
	public Person(String name){
		this(); // 调用本类中的无参构造器
		this.name = name ;
	}
	public Person(String name,int age){
		this(name) ; // 调用有一个参数的构造器
		this.age = age;
	}
	public String getInfo(){
		return "姓名：" + name + "，年龄：" + age ;
	}
}

• 可以在类的构造器中使用"this(形参列表)"的方式，调用本类中重载的其他的构造器, 构造器中不能通过"this(形参列表)"的方式调用自身构造器
• 在类的一个构造器中，最多只能声明一个"this(形参列表)" 且 必须声明在类的构造器的首行

2.super

1.使用

使用super调用父类中的指定操作：

• super可用于访问父类中定义的属性
• super可用于调用父类中定义的成员方法
• super可用于在子类构造器中调用父类的构造器

2.注意

• 子父类出现同名成员时，可以用super表明调用的是父类的成员

• super的追溯不仅限于直接父类

• super代表父类内存空间的标识，this代表本类对象的引用

• 每个构造器的第一行默认都隐含有super()语句，当显示声明时，隐式会自动被覆盖。

  class Person {
      protected String name = "张三";
      protected int age;
      public String getInfo() {
      	return "Name: " + name + "\nage: " + age;
      }
  }
  class Student extends Person {
      protected String name = "李四";
      private String school = "New Oriental";
      public String getSchool() {
      	return school;
      }
      // super调用父类中成员方法
      public String getInfo() {
          return super.getInfo() + "\nschool: " + school;
      }
  }
  public class StudentTest {
      public static void main(String[] args) {
      	Student st = new Student();
      	System.out.println(st.getInfo());
      }
  }
  

3.调用父类的构造器

子类中所有的构造器 默认都会访问父类中 空参数的构造器，当父类中没有空参数的构造器时，子类的构造器必须通过this( 参数列表)或者super( 参数列表)语句指定调用本类或者父类中相应的构造器。同时，只能”二选一”，且必须放在构造器的首行

4.this与super区别

区别点	this	super
访问属性	访问本类中的属性，如果本类没有此属性则从父类中继续查找	直接访问父类中的属性
调用方法	访问本类中的方法，如果本类没有此方法则从父类中继续查找	直接访问父类中的方法
调用构造器	调用本类构造器，必须放在构造器的首行	调用父类构造器，必须放在子类构造器的首行

3.static

在java类中，可用static修饰属性、方法、代码块、内部类。

被修饰后的成员具备的提点：

• 随着类的加载而加载
• 优先于对象存在
• 修饰的成员，被所有对象所共享
• 访问权限允许时，可不创建对象，直接被类调用

内存解析：

栈：局部变量；堆：new出来的结构，对象、数组； 方法区：类的加载信息、静态变量、常量。

要点：

• 没有对象的实例时，可以用类名.属性, 类名. 方法名()的形式访问由static修饰的类属性和类方法
• 在static 方法内部只能访问类的static 修饰的属性或方法，不能访问类的非static的结构
• 因为不需要实例就可以访问static 方法，因此static方法内部不能有this，也不能有super
• static修饰的方法不能被重写，因为static方法属于类

4.final

在Java中声明类、变量和方法时，可使用关键字final来修饰，表示“最终的”。static final：全局常量。

• final标记的类不能被继承：如String类、System类、StringBuffer类，简称为"太监类"
• final标记的方法不能被子类重写
• final标记的变量(成员变量或局部变量)即称为常量，名称大写，且只能被赋值一次，如同圣旨

final标记的成员变量必须在声明时或在每个构造器中或代码块中显式赋值，然后才能使用。

final double MY_PI = 3.14

示例：

public final class Test {
    public static int totalNumber = 5;
    public final int ID;

    public Test() {
    	ID = ++totalNumber; // 可在构造器中给final修饰的“变量”赋值
    }
    public static void main(String[] args) {
    	Test t = new Test();
    	System.out.println(t.ID);
    	final int I = 10;
    	final int J;
    	J = 20;
    	J = 30; // 非法
    }
}

5.package

package语句作为Java源文件的第一条语句，指明该文件中定义的类所在的包.

格式: package 顶层包名. 子包名 ;

包对应于文件系统的目录，package 语句中，用 “.” 来指明包( 目录) 的层次.

包通常用小写单词标识。通常使用所在公司域名的倒置.

6.import

为使用定义在不同包中的Java类，需用import语句来引入指定包层次下所需要的类或全部类。import语句告诉编译器到哪里去寻找类

语法格式: import 包名.类名;

• import语句在包的声明和类的声明之间
• 可以使用java.util.* 的方式，一次性导入util包下所有的类或接口
• 如果导入的类或接口是java.lang包下的，或者是当前包下的，则可以省略此import语句
• 如果在代码中使用不同包下的同名的类。那么就需要使用类的全类名的方式指明调用的是哪个类
• 已经导入java.a包下的类,要使用a包的子包下的类，仍然需要导入

五.其他

1.方法重载与重写

1.方法重载(overload)

• 重载的概念

  在同一个类中，允许存在一个以上的同名方法，只要它们的参数个数或者参数类型不同即可

• 重载的特点

  与返回值类型无关，只看参数列表，且参数列表必须不同(参数个数或参数类型)。调用时，根据方法参数列表的不同来区别

• 重载示例

  // 方法重载：同一个类中，方法名相同，参数列表不同，与返回值无关
  // 返回两个整数的和
  int add(int x,int y){return x+y;}
  // 返回三个整数的和
  int add(int x,int y,int z){return x+y+z;}
  // 返回两个小数的和
  double add(double x,double y){return x+y;}
  

2.方法重写(override)

在子类中可以根据需要对从父类中继承来的方法进行改造，也称为方法的重置、覆盖。在程序执行时，子类的方法将覆盖父类的方法。

要求：

• 访问权限：子类不能小于父类 (>=)，不能重写private修饰的方法
• 返回值类型：子类不能大于父类 (<=)
• 方法名称、参数列表：子类与父类必须相同 (==)
• 方法抛出的异常：子类不能大于父类 (<=)
• 必须都为非static的方法。static方法不是重写，static方法属于类，子类无法覆盖父类的方法

// 方法重写：发生在子父类中，方法名、参数列表相同，其他要求参考上面
public class Person {
    public String name;
    public int age;
    public String getInfo() {
    	return "Name: "+ name + "\n" +"age: "+ age;
    }
}
public class Student extends Person {	// 继承
    public String school;
    public String getInfo() { //方法重写
    	return "Name: "+ name + "\nage: "+ age + "\nschool: "+ school;
    }

    public static void main(String args[]) {
        // 继承
    	Student s1=new Student();
    	s1.name="Bob";
    	s1.age=20;
    	s1.school="school2";
    	System.out.println(s1.getInfo()); //Name:Bob age:20 school:school2
        // 重写：多态
        Person p1=new Person();
        // 调用Person类的getInfo()方法
        p1.getInfo();
        // 调用Student类的getInfo()方法
        s1.getInfo();
        // 这是一种“多态性”：同名的方法，用不同的对象来区分调用的是哪一个方法。
    }
}

2.四种访问权限修饰符

Java权限修饰符public、protected、(缺省)、private置于 类的成员 定义前，用来限定对象对该类成员的访问权限。

修饰符	类内部	同一个包	不同包的子类	同一个工程
private	√
default	√	√
protected	√	√	√
public	√	√	√	√

对于class的权限修饰只可以用public和default(缺省)。

public类可以在任意地方被访问；default类只可以被同一个包内部的类访问。

3.子类对象实例化过程

• this(...)和super(...)不能同时在一个构造器中
• this(...)和super(...)只能作为构造器中第一句
• 每个构造器的第一行默认都隐含有super()语句，当显示声明时，隐式会自动被覆盖

无论通过那个构造器创建子类对象，需要保证先初始化父类。

目的：当子类继承父类后，”继承“父类中所有的属性和方法，因此子类有必要知道父类如何为对象进行初始化。

子类对象在实例化时，会默认先去调用父类中的无参构造方法，之后再调用子类本身的相应构造方法。

class Creature {
	public Creature() {
		System.out.println("Creature无参数的构造器");
	}
}
class Animal extends Creature {
    public Animal(String name) {
    	System.out.println("Animal带一个参数的构造器，该动物的name为" + name);
    }
    public Animal(String name, int age) {
    	this(name);
    	System.out.println("Animal带两个参数的构造器，其age为" + age);
    }
}
public class Wolf extends Animal {
    public Wolf() {
        super("灰太狼", 3);
        System.out.println("Wolf无参数的构造器");
    }
    public static void main(String[] args) {
        new Wolf();
    }
}

/*
Creature无参数的构造器
Animal带一个参数的构造器，该动物的name为灰太狼
Animal带两个参数的构造器，其age为3
Wolf无参数的构造器
*/

4.Object类的使用

Object类是所有java类的根父类，如果在类的声明中未使用extends关键字指明其父类，则默认父类为java.lang.Object类。

主要方法：

方法名称	类型	描述
public Object()	构造	构造器
public boolean equals(Object obj)	普通	对象比较
public int hashCode()	普通	取得Hash码
public String toString()	普通	对象打印时调用

1.toString()方法

toString()方法在Object类中定义，其返回值是String类型，返回类名和它的引用地址，若重写toString()方法，返回字符串的值；基本数据类型转换为String类型时，调用了对应包装类的toString()方法。

在进行String与其它类型数据连接操作时，自动调用toString()方法

Date d = new Date();
System.out.println("now="+now);	// 相当于
System.out.println("now"+now.toString());

char[] arr = new char[] { 'a', 'b', 'c' };
System.out.println(arr);    // abc
int[] arr1 = new int[] { 1, 2, 3 };
System.out.println(arr1);   // [I@22927a81
double[] arr2 = new double[] { 1.1, 2.2, 3.3 };
System.out.println(arr2);   // [D@78e03bb5

5.包装类的使用

针对八种基本数据类型定义相应的引用类型—包装类（Wrapper封装类）

基本数据类型	包装类
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double
boolean	Boolean
char	Character

Byte、Short、Integer、Long、Floate、Double父类都是Number;

• 装箱：基本数据类型 --> 包装类

  通过包装类的构造器实现：int i = 300; Integer i = new Integer(i);

  还可以通过字符串参数构造包装类对象：Float f = new Float("1.23");

• 拆箱：包装类 --> 基本数据类型

  调用包装类的.xxxValue()方法

• JDK1.5之后，支持自动装箱，自动拆箱

字符串与基本数据类型之间转换：

• String --> 基本数据类型

  通过包装类的parseXxx(String s)静态方法：Float f = Float.parseFloat("12.3");

  通过包装类的构造器：int i = new Integer("12");

• 基本数据类型 --> String

  调用字符串重载的valueOf()方法：String str = String.valueOf(2.34f);

// 包装类的运用
Integer i = new Integer(1);
Integer j = new Integer(1);
System.out.println(i == j); // false
Integer m = 1;
Integer n = 1;
System.out.println(m == n); // true
Integer x = 128;
Integer y = 128;
System.out.println(x == y); // false

JVM会自动维护八种基本类型的常量池，int常量池中初始化-128~127的范围，所以当为Integer i=127时，在自动装箱过程中是取自常量池中的数值，而当Integer i=128时，128不在常量池范围内，所以在自动装箱过程中需new 128，所以地址不一样。

故：Integer类型的数据最好用equals方法进行比较。

6.理解main方法的语法

• 访问权限必须是public：由于java虚拟机需要调用类的main()方法
• 方法必须是static：java虚拟机在执行main()方法时不必创建对象
• 接受一个String类型的数组参数：数组中保存执行java命令时传递给所运行的类的参数
• 方法体中必须创建类的一个实例对象，才能通过这个对象访问类中非静态成员

// main方法的编译、运行与变量名是否为args无关
public class Something {
    public static void main(String[] something_to_do) {
    	System.out.println("Do something ...");
    }
}

7.抽象类与接口

1.抽象类(abstract)

• 用abstract关键字来修饰一个类，这个类叫做抽象类

• 用abstract来修饰一个方法，该方法叫做抽象方法

  抽象方法：只有方法的声明，没有方法的实现。以分号结束。如：public abstract void talk();

• 含有抽象方法的类必须被声明为抽象类

• 抽象类不能被实例化。抽象类是用来被继承的，抽象类的子类必须重写父类的抽象方法，并提供方法体。若没有重写全部的抽象方法，仍为抽象类

• 不能用abstract修饰变量、代码块、构造器

• 不能用abstract修饰私有方法、静态方法、final的方法、final的类

abstract class A {
	abstract void m1();
    public void m2() {
    	System.out.println("A类中定义的m2方法");
    }
}
class B extends A {
	void m1() {
		System.out.println("B类中定义的m1方法");
	}
}
public class Test {
    public static void main(String args[]) {
        A a = new B();
        a.m1();
        a.m2();
    }
}

应用：模板方法设计模式(TemplateMethod)

抽象类体现的就是一种模板模式的设计，抽象类作为多个子类的通用模板，子类在抽象类的基础上进行扩展、改造，但子类总体上会保留抽象类的行为方式。

当功能内部一部分实现是确定的，一部分实现是不确定的。这时可以把不确定的部分暴露出去，让子类去实现。

abstract class Template {
    public final void getTime() {
        long start = System.currentTimeMillis();
        code();
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("执行时间是：" + (end - start));
    }
    public abstract void code();	// 不确定的部分暴露出去
}
class SubTemplate extends Template {
    public void code() {
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        	System.out.println(i);
        }
    }
}

示例：

//抽象类的应用：模板方法的设计模式
public class TemplateMethodTest {
	public static void main(String[] args) {
		BankTemplateMethod btm = new DrawMoney();
		btm.process();

		BankTemplateMethod btm2 = new ManageMoney();
		btm2.process();
	}
}
abstract class BankTemplateMethod {
	// 具体方法
	public void takeNumber() {
		System.out.println("取号排队");
	}

	public abstract void transact(); // 办理具体的业务 //钩子方法

	public void evaluate() {
		System.out.println("反馈评分");
	}

	// 模板方法，把基本操作组合到一起，子类一般不能重写
	public final void process() {
		this.takeNumber();
		this.transact();// 像个钩子，具体执行时，挂哪个子类，就执行哪个子类的实现代码
		this.evaluate();
	}
}

class DrawMoney extends BankTemplateMethod {
	public void transact() {
		System.out.println("我要取款！！！");
	}
}

class ManageMoney extends BankTemplateMethod {
	public void transact() {
		System.out.println("我要理财！我这里有2000万美元!!");
	}
}

2.接口(interface)

接口就是规范，定义的是一组规则，体现了现实世界中“如果你是/要...则必须能...”的思想。继承是一个"是不是"的关系，而接口实现则是 "能不能"的关系。

接口的本质是契约，标准，规范，就像我们的法律一样。制定好后大家都要遵守。

接口(interface)是抽象方法和常量值定义的集合。

接口的特点：

• 接口中的所有成员变量都默认是由public static final修饰的
• 接口中的所有抽象方法都默认是由public abstract修饰的
• 接口中没有构造器
• 接口采用多继承机制

public interface Runner {
    public static final int ID = 1;
    public abstract void start();
    public abstract void run();
    public abstract void stop();
}

理解：

• 定义java类的语法格式：先写extends，后写implements

  class SubClass extends SuperClass implements InterfaceA{ }

• 一个类可以实现多个接口，接口也可以继承其它接口

• 接口和类是并列关系，或者可以理解为一种特殊的类。从本质上讲，接口是一种特殊的抽象类，这种抽象类中只包含常量和方法的定义(JDK7.0及之前)，而没有变量和方法的实现

  // 实现类SubAdapter必须给出接口SubInterface以及父接口MyInterface中所有方法的实现。否则，SubAdapter仍需声明为abstract的
  interface MyInterface {
      String s=“MyInterface”;
      public void absM1();
  }
  interface SubInterface extends MyInterface {	// 接口继承接口
  	public void absM2();
  }
  public class SubAdapter implements SubInterface {
      public void absM1(){System.out.println(“absM1”);}
      public void absM2(){System.out.println(“absM2”);}
  }
  

应用：

代理模式(Proxy)是Java开发中使用较多的一种设计模式。代理设计就是为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

// 应用场景：安全代理、远程代理、延迟加载
interface Network {
	public void browse();
}

// 被代理类
class RealServer implements Network {
    @Override
    public void browse() {
        System.out.println("真实服务器上网浏览信息");
    }
}

// 代理类
class ProxyServer implements Network {
    private Network network;
    public ProxyServer(Network network) {
    	this.network = network;
    }
    public void check() {
    	System.out.println("检查网络连接等操作");
    }
    public void browse() {
        check();
        network.browse();
    }
}

public class ProxyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Network net = new ProxyServer(new RealServer());
        net.browse();
    }
}

3.抽象类与接口对比

区别点	抽象类	接口
定义	包含抽象方法的类	主要是抽象方法和全局常量的集合
组成	构造方法、抽象方法、普通方法、常量、变量	常量、抽象方法、(jdk8.0:默认方法、静态方法)
使用	子类继承抽象类(extends)	子类实现接口(implements)
关系	抽象类可以实现多个接口	接口不能继承抽象类，但允许继承多个接口
常见设计模式	模板方法	简单工厂、工厂方法、代理模式
对象	通过对象的多态性产生实例化对象	通过对象的多态性产生实例化对象
局限	抽象类有单继承的局限	接口没有此局限
实际	作为一个模板	是作为一个标准或是表示一种能力
选择	优先使用接口，因为避免单继承的局限	优先使用接口，因为避免单继承的局限

4.java8中关于接口的改进

Java 8中，你可以为接口添加静态方法和默认方法。

静态方法：使用 static 关键字修饰。可以通过接口直接调用静态方法，并执行其方法体。

默认方法：默认方法使用 default 关键字修饰。可以通过实现类对象来调用。我们在已有的接口中提供新方法的同时，还保持了与旧版本代码的兼容性。比如：java 8 API中对Collection、List、Comparator等接口提供了丰富的默认方法。

• 一个接口定义了一个默认方法，另外一个接口定义了一个同名同参数的方法(不管是否是默认方法)，实现类同时实现这两个接口时，会出现接口冲突。实现类必须覆盖接口中同名同参数的方法，来解决冲突。
• 若一个接口中定义了一个默认方法，而父类中也定义了一个同名同参数的非抽象方法，则不会出现冲突问题。因为此时遵守： 类优先原则。接口中具有相同名称和参数的默认方法会被忽略。

interface Filial {// 孝顺的
    default void help() {
    	System.out.println("老妈，我来救你了");
	}
}
interface Spoony {// 痴情的
    default void help() {
    	System.out.println("媳妇，别怕，我来了");
	}
}

class Man implements Filial, Spoony {
    @Override
    public void help() {	// 实现类必须覆盖接口中同名同参数的方法
        System.out.println("我该怎么办呢？");
        Filial.super.help();
        Spoony.super.help();
    }
}

8.成员变量赋值的执行顺序

属性赋值的位置及先后顺序：1 --> 2 --> 3 --> 4

1. 默认初始化：声明时成员变量的默认初始化，int age;默认初始化为0。
2. 显式初始化、多个初始化块依次被执行(同级别下按先后顺序执行)：给属性赋值，int age = 6;
3. 构造器中初始化：Person person = new Person(6);
4. 通过“对象.属性“或“对象.方法”的方式可多次赋值：person.age = 6; person.setAge(6);

9.instanceof操作符

x instanceof A ：检验x 是否为类A 的对象，返回值为boolean。x属于类A及其子类对象。

10.对象类型转换

1.基本数据类型

• 自动类型转换：小的数据类型可以自动转换成大的数据类型。如long g=20; double d=12.0f。
• 强制类型转换：可以把大的数据类型强制转换成小的数据类型。如 float f=(float)12.0; int a=(int)1200L。

2.对java对象的强制类型转换称为造型

• 从子类到父类的类型转换可以自动进行 (向上转型：多态)
• 从父类到子类的类型转换必须通过造型( 强制类型转换) 实现 (向下转型：使用instanceof进行判断)
• 无继承关系的引用类型间的转换是非法的

11.equals方法与==操作符

1.==操作符

基本类型比较：比较数据值

引用类型比较：比较地址 (是否指向同一个对象)

2.equals()

只能比较引用类型，比较是否指向同一个对象；

特例：对File、String、Date及包装类是比较内容(重写了Object类的equals方法)

3.重写equals的原则

• 对称性：x.equals(y) -> true；y.equals(x) -> true
• 自反性：x.equals(x) -> true
• 传递性：x.equals(y) -> true；y.equals(z) -> true；z.equals(x) -> true
• 一致性：x.equals(y) -> true；只要内容不变，不管重复x.equals(y)多少次，返回都是"true"