# 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

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# 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。
    1. 不能把对象类型转换成不相关类的对象。
    1. 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。
    1. 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();
.自宫();
        林平之 林 = new 林平之();
.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)

接口抽象方法常量值的集合。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,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)

成员变量成员方法构造方法
privateYYY
默认YYYY
protectedYYY
publicYYYY
abstractYY
staticYYY
finalYYY

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

本类同包(无关类或子类)不同包(子类)不同包(无关类)
privateY
默认YY
protectedYYY
publicYYYY

推荐:

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