# Java 学习以及面向对象初步

# 一。类和对象

# 1. 定义

对象：对象是类的一个实例，有状态和行为，例如一条狗是一个对象，它的状态有：颜色，名字，品种；行 为有：摇尾巴，叫，吃等

类： 类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态

public class Dog {

    String breed;

    int size;

    String colour;

    int age;

    void eat() {

    }

    void run() {

    }

    void sleep(){

    }

    void name(){

    }

}

一个类可以包含一下类型变量：

• 局部变量：在方法、构造方法或者语句块中定义的变量被称为局部变量。变量声明和初始化都是在方法 中，方法结束后，变量就会自动销毁。
• 成员变量：成员变量是定义在类中，方法体之外的变量。这种变量在创建对象的时候实例化。成员变量可 以被类中方法、构造方法和特定类的语句块访问。
• 类变量：类变量也声明在类中，方法体之外，但必须声明为 static 类型。

# 2. 构造方法

每个类都有构造方法。如果没有显式地为类定义构造方法，Java 编译器将会为该类提供一个默认构造方法。

在创建一个对象的时候，至少要调用一个构造方法。构造方法的名称必须与类同名，一个类可以有多个构造方法。

下面是一个构造方法示例：

public class Puppy{

    public Puppy(){

    }

    public Puppy(String name){

        // 这个构造器仅有一个参数：name

    }

}

# 3. 创建对象

对象是根据类创建的。在 Java 中，使用关键字 new 来创建一个新的对象。创建对象需要以下三步：

• 声明：声明一个对象，包括对象名称和对象类型。

• 实例化：使用关键字 new 来创建一个对象。

• 初始化：使用 new 创建对象时，会调用构造方法初始化对象。

  	public class Puppy{
  	public Puppy(String name){
  	// 这个构造器仅有一个参数：name
  	System.out.println("小狗的名字是 : " + name );
  	}
  	public static void main(String[] args){
  	// 下面的语句将创建一个 Puppy 对象
  	Puppy myPuppy = new Puppy( "tommy" );
  	}
  	}
  	// 小狗的名字是: tommy

# 4. 访问实例变量与方法

/* 实例化对象 */

Object referenceVariable = new Constructor();

/* 访问类中的变量 */

referenceVariable.variableName;

/* 访问类中的方法 */

referenceVariable.methodName();

# 5. 源文件声明规则

• 一个源文件中只能有一个 public 类
• 一个源文件可以有多个非 public 类
• 源文件的名称应该和 public 类的类名保持一致。例如：源文件中 public 类的类名是 Employee，那么源文件应该命名为 Employee.java。
• 如果一个类定义在某个包中，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 语句和类定义之间。如果没有 package 语句，那么 import 语句应该在源文件中最前面。
• import 语句和 package 语句对源文件中定义的所有类都有效。在同一源文件中，不能给不同的类不同的包声明。

除了上面提到的几种类型，Java 还有一些特殊的类，如：内部类、匿名类。

# 二。基本数据类型

# 自动类型转换

低 ------------------------------------> 高

byte,short,char—> int —> long—> float —> double

数据类型转换必须满足如下规则

• 1. 不能对 boolean 类型进行类型转换。
• 2. 不能把对象类型转换成不相关类的对象。
• 3. 在把容量大的类型转换为容量小的类型时必须使用强制类型转换。
• 4. 转换过程中可能导致溢出或损失精度

# 三。继承

# 什么是继承？

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。

多个类可以称为子类，单独这个类称为父类、超类或者基类。

子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。

通过 extends 关键字让类与类之间产生继承关系。

class SubDemo extends Demo{}    //SubDemo是子类，Demo是父类

# 继承有什么好处？

• 提高代码的复用性。
• 让类与类之间产生了关系，是多态的前提。

# 继承的特点

1.Java 只支持单继承，不支持多继承。

// 一个类只能有一个父类，不可以有多个父类。

class SubDemo extends Demo{} //ok

class SubDemo extends Demo1,Demo2...//error

2.Java 支持多层（重）继承 (继承体系)。

class A{}

class B extends A{}

class C extends B{}

# 使用继承时的注意事项

• 如果类之间存在着：is a 的关系，就可以考虑使用继承。
• 不要为了继承部分功能，而去使用继承。

# super 和 this 有什么区别？

*super* 是一个关键字，代表父类的存储空间标识。(可以理解为父亲的引用)

super 和 this 的用法相似。

this 代表对象的引用 (谁调用就代表谁)；
super 代表当前子类对父类的引用。

使用场景

• 当子父类出现同名成员时，可以用 super 进行区分；
• 子类要调用父类构造函数时，可以使用 super 语句。

区别

1. 成员变量

this.变量    --    本类的

super.变量    --    父类的

2. 构造方法

this(...)    --    本类的

super(...)    --    父类的

3. 成员方法

this.方法名()    --    本类的    

super.方法名()    --    父类的

super (); 和 this (); 都是在构造函数的第一行，不能同时出现。

# 方法的重写（覆盖）

子类中出现与父类一模一样的方法时（除了权限修饰符，权限修饰符大于等于不包括 private，返回值类型，方法名和参数列表相同），会出现覆盖操作，也称为重写或者复写。

父类私有方法，子类看不到，因此父类私有方法的重写也就无从谈起。

覆盖注意事项：

• 覆盖时，子类方法权限一定要大于等于父类方法权限；
• 静态只能覆盖静态。

覆盖的使用场景：

当子类需要父类的功能，而功能主体子类有自己特有内容时，可以复写父类中的方法，这样，既沿袭了父类的功能，又定义了子类特有的内容。

方法重写和重载有什么区别？

方法的重写用在子类方法与父类方法一模一样时，除权限修饰符，返回值类型，方法名和参数列表都是相同的。
重载用在同一个类中各方法方法名相同，参数列表不同（与返回值类型没有关系）的情况。

子父类中构造方法的用法：

1. 子类的初始化过程中，首先回去执行父类的初始化动作。因为子类的构造方法中默认有一个 super ()。子类要使用父类的成员变量，这个初始化，必须在子类初始化之前完成。所以，子类的初始化过程中，会先执行父类的初始化。
2. 如果父类没有无参构造方法

• 使用 super 调用父类的带参构造。推荐方式。
• 使用 this 调用本身的其他构造。

静态代码块、构造代码块，构造方法的执行顺序：

父类静态代码块→子类静态代码块→父类构造代码块→父类构造方法→子类构造代码块→子类构造方法

# final 关键字

final 是一个关键字，可以用于修饰类，成员变量，成员方法。

特点：

1. 它修饰的类不能被继承。
2. 它修饰的成员变量是一个常量。
3. 它修饰的成员方法是不能被子类重写的。

final 修饰的常量定义一般都有书写规范，被 final 修饰的常量名称，所有字母都大写。

final 修饰成员变量，必须初始化，初始化有两种

• 显示初始化；
• 构造方法初始化。
  但是不能两个一起初始化

final 和 private 的区别：

1. final 修饰的类可以访问；
   private 不可以修饰外部类，但可以修饰内部类（其实把外部类私有化是没有意义的）。
2. final 修饰的方法不可以被子类重写；
   private 修饰的方法表面上看是可以被子类重写的，其实不可以，子类是看不到父类的私有方法的。
3. final 修饰的变量只能在显示初始化或者构造函数初始化的时候赋值一次，以后不允许更改；
   private 修饰的变量，也不允许直接被子类或一个包中的其它类访问或修改，但是他可以通过 set 和 get 方法对其改值和取值。

# 多态

概念：

对象在不同时刻表现出来的不同状态。

多态的前提：

• 要有继承或者实现关系。
• 要有方法的重写。
• 要有父类引用指向子类对象。

程序中的体现：
父类或者接口的引用指向或者接收自己的子类对象。

好处和作用：
多态的存在提高了程序的扩展性和后期可维护性。

弊端:
父类调用的时候只能调用父类里的方法，不能调用子类的特有方法，因为你并不清楚将来会有什么样的子类继承你。

多态的成员特点：

• 成员变量：编译时期：看引用型变量所属的类中是否有所调用的变量；
  运行时期：也是看引用型变量所属的类是否有调用的变量。
  成员变量无论编译还是运行都看引用型变量所属的类，简单记成员变量，编译和运行都看等号左边。
• 成员方法：编译时期：要查看引用变量所属的类中是否有所调用的成员；
  运行时期：要查看对象所属的类中是否有所调用的成员。如果父子出现同名的方法，会运行子类中的方法，因为方法有覆盖的特性。
  编译看左边运行看右边。
• 静态方法：编译时期：看的引用型变量所属的类中是否有所调用的变量；
  运行时期：也是看引用型变量所属的类是否有调用的变量。
  编译和运行都看等号左边。

* 一定不能够将父类的对象转换成子类类型！*

父类的引用指向子类对象，该引用可以被提升，也可以被 * 强制转换 *。

* 多态自始至终都是子类对象在变化！*

// 多态向下转型和向上转型的例子，多态转型解决了多态中父类引用不能使用子类特有成员的弊端。

class PolymorphicTest2 {

    public static void main(String[] args) {

        Phone p1 = new Nokia();        // 向上转型，类型提升

        Nokia no = (Nokia)p1;          // 向下转型，强制将父类的引用转换成子类类型，不能将 Nokia 类型转成 Moto 或 Nexus 类型

        no.print();                    // 输出结果为 Phone---null---0，因为继承了父类的方法

        Phone p2 = new Moto();

        Moto m = (Moto)p2;

        m.print();                    // 输出结果为 Moto---yellow---1599，方法重写，子类方法覆盖父类方法

        Phone p3 = new Nexus();

        Nexus ne = (Nexus)p3;

        ne.print();

    }

}

class Phone{    

    String color;

    int price;

    public void print(){

        System.out.println("Phone---" + color + "---" + price );

    }    

}

class Nokia extends Phone{

    String color = "red";

    int price = 1009;

    //public void print(){

    //    System.out.println("Nokia---" + color + "---" + price);

    //}

}

class Moto extends Phone{

    String color = "yellow";

    int price = 1599;

    public void print(){

        System.out.println("Moto---" + color + "---" + price);

    }

}

class Nexus extends Phone{

    String color = "black";

    int price = 1999;

    public void print(){

        System.out.println("Nexus---" + color + "---" + price);

    }

}

}

# 抽象（abstract）

抽象就是从多个事物中将共性的，本质的内容抽象出来。

抽象类：

Java 中可以定义没有方法体的方法，该方法的具体实现由子类完成，该方法称为抽象方法，包含抽象方法的类就是抽象类。

由来：

多个对象都具备相同的功能，但是功能具体内容有所不同，那么在抽取过程中，只抽取了功能定义，并未抽取功能主体，那么只有功能声明，没有功能主体的方法称为抽象方法。

抽象类特点：

1. 抽象方法一定在抽象类中；
2. 抽象方法和抽象类都必须被 abstract 关键字修饰；
3. 抽象类不可以用 new 创建对象，因为调用抽象方法没意义；
4. 抽象类中的抽象方法要被使用，必须由子类复写其所有的抽象方法后，建立子类对象调用； 如果子类只覆盖了部分的抽象方法，那么该子类还是一个抽象类；
5. 抽象类中可以有抽象方法，也可以有非抽象方法，抽象方法用于子类实例化；
6. 如果一个类是抽象类，那么，继承它的子类，要么是抽象类，要么重写所有抽象方法。
   特殊：抽象类中可以不定义抽象方法，这样做仅仅是不让该类建立对象。

抽象类的成员特点：

• 成员变量：可以是变量，也可以是常量；
• 构造方法：有构造方法；
• 成员方法：可以是抽象方法，也可以是非抽象方法。

abstract class 葵花宝典 {

    public abstract void 自宫();

}

class 岳不群 extends 葵花宝典 {

    public void 自宫(){

        System.out.println("剪刀");

    }

}

class 林平之 extends 葵花宝典{

    public void 自宫(){

        System.out.println("指甲刀");

    }

}

class AbstractTest  {

    public static void main(String[] args) {

        岳不群 岳 = new 岳不群();

        岳.自宫();

        林平之 林 = new 林平之();

        林.自宫();

    }

}

抽象类注意事项：

抽象类不能被实例化，为什么还有构造函数？

只要是 class 定义的类里面就肯定有构造函数。抽象类中的函数是给子类实例化的。

一个类没有抽象方法，为什么定义为抽象类？

不想被继承，还不想被实例化。

抽象关键字 abstract 不可以和哪些关键字共存？

• final：如果方法被抽象，就需要被覆盖，而 final 是不可以被覆盖，所以冲突。
• private：如果函数被私有了，子类无法直接访问，怎么覆盖呢？
• static：不需要对象，类名就可以调用抽象方法。而调用抽象方法没有意义。

接口（interface）

接口是抽象方法和常量值的集合。从本质上讲，接口是一种特殊的抽象类，这种抽象类只包含常量和方法的定义，而没有变量和方法的实现。

格式：interface 接口名 {}

接口的出现将 "多继承" 通过另一种形式体现出来，即 "多实现"。

实现（implements）

格式：class 类名 implements 接口名 {}

特点：

• 接口不能被实例化。
• 一个类如果实现了接口，要么是抽象类，要么实现接口中的所有方法。

接口的成员特点：

接口中的成员修饰符是固定的！

• 成员常量：public static final，接口里定义的变量是全局常量，而且修饰符只能是这三个关键字，都可以省略，常量名要大写。
• 成员方法：public abstract，接口里定义的方法都是抽象的，两个修饰符关键字可省略。
• 推荐：永远手动给出修饰符。

继承与实现的区别：

• 类与类之间称为继承关系：因为该类无论是抽象的还是非抽象的，它的内部都可以定义非抽象方法，这个方法可以直接被子类使用，子类继承即可。只能单继承，可以多层继承。（(class)）
• 类与接口之间是实现关系：因为接口中的方法都是抽象的，必须由子类实现才可以实例化。可以单实现，也可以多实现；还可以在继承一个类的同时实现多个接口。（(class) extends (class) implements (interface1,interface2…)）
• 接口与接口之间是继承关系：一个接口可以继承另一个接口，并添加新的属性和抽象方法，并且接口可以多继承。（(interface) extends (interface1,interface2…)）

抽象类和接口的区别：

成员变量

• 抽象类能有变量也可以有常量
• 接口只能有常量

成员方法

• 抽象类可以有非抽象的方法，也可以有抽象的方法
• 接口只能有抽象的方法

构造方法

- 抽象类有构造方法
- 接口没有构造方法

类与抽象类和接口的关系

• 类与抽象类的关系是继承 extends
• 类与接口的关系是实现 implements

接口的思想特点：

1. 接口是对外暴露的规则；
2. 接口是程序的功能扩展；
3. 接口的出现降低耦合性；(实现了模块化开发，定义好规则，每个人实现自己的模块，大大提高了开发效率)
4. 接口可以用来多实现；
5. 多个无关的类可以实现同一个接口；
6. 一个类可以实现多个相互直接没有关系的接口；
7. 与继承关系类似，接口与实现类之间存在多态性。

// 运动员和教练的案例（下图是思路分析）

/*

    篮球运动员和教练

    乒乓球运动员和教练

    现在篮球运动员和教练要出国访问，需要学习英语

    请根据你所学的知识，分析出来哪些是类，哪些是抽象类，哪些是接口

*/

interface SpeakEnglish {

    public abstract void speak();

}

interface GoAboard{

    public abstract void aboard();

}

abstract class Person {

    private String name;

    private int age;

    public Person(){}

    public Person(String name,int age){

        this.name = name;

        this.age = age;

    }

    public void setName(String name){

        this.name = name;

    }

    public String getName(){

        return name;

    }

    public void setAge(int age){

        this.age = age;

    }

    public int getAge(){

        return age;

    }

    // 吃饭

    public abstract void eat();

    // 睡觉

    public void sleep(){

        System.out.println("Zzz...");

    }

}

// 运动员

abstract class Player extends Person {

    public abstract void study();

}

// 教练

abstract class Coach extends Person {

    public abstract void teach();

}

// 篮球运动员

class BasketballPlayer extends Player implements SpeakEnglish,GoAboard{

    public void eat(){

        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "吃鸡腿");

    }

    public void study(){

        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "学扣篮");

    }

    public void speak(){

        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + " Say Hello World");

    }

    public void aboard(){

        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + " Go Aboard");

    }

}

// 乒乓运动员

class PingPangPlayer extends Player{

    public void eat(){

        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "吃鸡蛋");

    }

    public void study(){

        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "学扣球");

    }

}

// 篮球教练

class BasketballCoach extends Coach implements SpeakEnglish {

    public void eat(){

        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "啃鸡爪");

    }

    public void teach(){

        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "教扣篮");

    }

    public void speak(){

        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + " Say Hello Java");

    }

    public void aboard(){

        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + " Go Aboard");

    }

}

// 乒乓球教练

class PingPangCoach extends Coach{

    public void eat(){

        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "吃鸡蛋皮");

    }

    public void teach(){

        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "教扣球");

    }

}

class PlayerAndCoach {

    public static void main(String[] args) {

        // 篮球运动员

        BasketballPlayer bp = new BasketballPlayer();

        bp.setName("郭艾伦");

        bp.setAge(33);

        bp.eat();

        bp.sleep();

        bp.study();

        bp.speak();

        bp.aboard();

        System.out.println("***********************");

        // 篮球教练

        BasketballCoach bc = new BasketballCoach();

        bc.setName("波波维奇");

        bc.setAge(65);

        bc.eat();

        bc.sleep();

        bc.teach();

        bc.speak();

        bc.aboard();

        System.out.println("***********************");

        // 多态

        Person p = new BasketballPlayer();

        p.setName("Kobe Bryant");

        p.setAge(33);

        p.eat();

        p.sleep();

        //p.study();

        //p.speak();

        BasketballPlayer bp2 = (BasketballPlayer)p;

        bp2.study();

        bp2.speak();

        bp2.aboard();

        System.out.println("***********************");

    }

}

# 内部类

将一个类定义在另一个类里面，里面的那个类就称为内部类。内部类的出现，再次打破了 Java 单继承的局限性。

访问特点：

• 内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有成员。
• 外部类要访问内部类的成员，必须要建立内部类的对象。
  内部类分类及共性：

共性：

• 内部类仍然是一个独立的类，在编译之后会内部类会被编译成独立的.class 文件，但是前面冠以外部类的类名和 $ 符号。
• 内部类不能用普通的方式访问。内部类是外部类的一个成员，因此内部类可以自由地访问外部类的成员变量，无论是否是 private 的。

成员内部类

在外部类中有成员变量和成员方法，成员内部类就是把整个一个类作为了外部类的成员；
成员内部类是定义在类中方法外的类；
创建对象的格式为：* 外部类名。内部类名 对象名 = 外部类对象。内部类对象；
成员内部类之所以可以直接访问外部类的成员，那是因为内部类中都持有一个外部类对象的引用：外部类名.this；
成员内部类可以用的修饰符有 final，abstract，public，private，protected，static.

静态内部类

静态内部类就是成员内部类加上静态修饰符 static，定义在类中方法外。

在外部类中访问静态内部类有两种场景：

• 在外部类中访问静态内部类中非静态成员：外部类名。内部类名 对象名 = 外部类名。内部对象，需要通过创建对象访问；
• 在外部类中访问静态内部类中的静态成员：同样可以使用上面的格式进行访问，也可以直接使用外部类名。内部类名。成员。

局部内部类

局部内部类是定义在方法中的类。

• 方法内部类只能在定义该内部类的方法内实例化，不可以在此方法外对其实例化。
• 方法内部类对象不能使用该内部类所在方法的非 final 局部变量。

可以用于方法内部类的修饰符有 final，abstract；

静态方法中的方法内部类只能访问外部的静态成员。

匿名内部类

匿名内部类是内部类的简化写法，是建立一个带内容的外部类或者接口的子类匿名对象。
前提：
内部类可以继承或实现一个外部类或者接口。
格式：
new 外部类名或者接口名 (){重写方法};
通常在方法的形式参数是接口或者抽象类，并且该接口中的方法不超过三个时，可以将匿名内部类作为参数传递。

# 不同修饰符修饰的内容 (和内部类无关)

注意，常见规则如下：

• 以后，所有的类都用 public 修饰。并且，在一个 java 文件中，只写一个类。
• 以后，所有的成员变量用 private 修饰。
• 以后，所有的成员方法用 public 修饰。
  如果是抽象类或者接口：public abstract + …
• 以后，所有的构造方法用 public 修饰。
  如果类是工具类或者单例类：构造用 private 修饰

# 四种权限修饰符

推荐：

• 成员变量 private
• 构造方法 public
• 成员方法 public