Java面向对象高级学习笔记

面向对象高级

-类变量

• 类变量-提出问题

  提出问题的主要目的就是让大家思考解决之道，从而引出我要讲的知识点

  说:有一群小孩在玩堆雪人,不时有新的小孩加入,请问如何知道现在共有多少人在玩?，编写程序解决。

• 类变量快速入门

  思考: 如果,设计一个int count 表示总人数,我们在创建一个小孩时，就把count加1,井且 count 是所有对象共享的就ok了!

• 类变量内存布局

  static静态变量是类的所有实例共享的。

  JDK7或以前的版本，静态变量存储在方法区里；JDK7以后的版本，静态变量存储在堆里的Class对象中。

  static变量由类的所有对象共享；static类变量，在类加载的时候就生成了。

• 什么是类变量
  类变量也叫静态变量/静态属性，是该类的所有对象共享的变量,任何一个该类的对象去访问它时,取到的都是相同的值,同样任何一个该类的对象去修改它时,修改的也是同一个变量。这个从前面的图也可看出来。

• 如何定义类变量
  定义语法:

  访问修饰符 static 数据类型 变量名;[推荐]

  static 访问修饰符 数据类型 变量名;

• 如何访问类变量

  推荐使用:类名,类变量名:
  或者 对象名.类变量名 【静态变量的访问修饰符的访问权限和范围 和 普通属性是一样的】

• 类变量使用注意事项和细节讨论

  1. 什么时候需要用类变量

  当我们需要让某个类的所有对象都共享一个变量时，就可以考虑使用类变量(静态变量):比如:定义学生类，统计所有学生共交多少钱。Student(name,fee)

  2. 类变量与实例变量(普通属性)区别

  类变量是该类的所有对象共享的，而实例变量是每个对象独享的

  3. 加上static称为类变量或静态变量，否则称为实例变量/普通变量/非静态变量

  4. 类变量可以通过 类名.类变量名 或者 对象名,类变量名 来访问，但java设计者推荐我们使用 类名.类变量名方式访问。【前提是 满足访问修饰符的访问权限和范围)

  5. 实例变量不能通过 类名.类变量名 方式访问。

  6. 类变量是在类加载时就初始化了，也就是说，即使你没有创建对象，只要类加载了就可以使用类变量了。

  7. 类变量的生命周期是随类的加载开始随着类消亡而销毁。[举例，Monster.name]

-类方法

• 类方法基本介绍

  类方法也叫静态方法

  形式如下:

  访问修饰符 static 数据返回类型 方法名(){}【推荐】

  static 访问修饰符 数据返回类型 方法名(){}

• 类方法的调用

  使用方式: 类名.类方法名 或者 对象名.类方法名(前提是 满足访问修饰符的访问权限和范围)

• 类方法的经典使用场景

  当方法中不涉及到任何和对象相关的成员，则可以将方法设计成静态方法,提高开发效率。

  比如:工具类中的方法 utils

  Math类、Arrays类、Collections 集合类，看下源码

  小结：在程序员实际开发，往往会将一些通用的方法，设计成静态方法，这样我们不需要创建对象就可以使用了，比如打印一维数组，冒泡排序,完成某个计算任务 等…

• 类方法使用注意事项和细节讨论

  1. 类方法和普通方法都是随着类的加载而加载，将结构信息存储在方法区

  类方法中无this的参数

  普通方法中隐含着this的参数

  2. 类方法可以通过类名调用，也可以通过对象名调用。

  3. 普通方法和对象有关，需要通过对象名调用，比如对象名.方法名(参数)，不能通过类名调用。

  4. 类方法中不允许使用和对象有关的关键字，比如this和super。普通方法(成员方法)可以。

  5. 类方法(静态方法)中 只能访问 静态变量 或静态方法

  6. 普通成员方法，既可以访问 普通变量(方法)，也可以访问静态变量(方法)

  小结: 静态方法，只能访问静态的成员；非静态的方法，可以访问静态成员和非静态成员(必须遵守访问权限)

-理解main方法语法

• 深入理解main方法

  解释main方法的形式:public static void main(String[l args){}

  1. main方法由虚拟机调用

  2. java虚拟机需要调用类的main()方法，所以该方法的访问权限必须是public

  3. java虚拟机在执行main()方法时不必创建对象，所以该方法必须是static

  4. 该方法接收String类型的数组参数，该数组中保存执行iava命令时传递给所运行的类的参数

  5. java 执行的程序 参数1 参数2 参数3

• 特别提示:

  1. 在main()方法中，我们可以直接调用main方法所在类的静态方法或静态属性。

  2. 但是，不能直接访问该类中的非静态成员，必须创建该类的一个实例对象后，才能通过这个对象去访问类中的非静态成员，

-代码块

• 基本介绍

  1. 代码化块又称为初始化块,属于类中的成员[即 是类的一部分]，类似于方法，将逻辑语句封装在方法体中，通过{}包围起来。

  2. 但和方法不同，没有方法名，没有返回，没有参数，只有方法体，而且不用通过对象或类显式调用，而是加载类时，或创建对象时隐式调用。

• 基本语法

[修饰符]{代码
}

注意:

1. 修饰符 可选，要写的话，也只能写 static

2. 代码块分为两类，使用static 修饰的叫静态代码块，没有static修饰的，叫普通代码块。

3. 逻辑语句可以为任何逻辑语句(输入、输出、方法调用、循环、判断等)

4. ;号可以写上，也可以省略。

• 代码块的好处

  1. 相当于另外一种形式的构造器(对构造器的补充机制)，可以做初始化的操作

  2. 如果多个构造器中都有重复的语句，可以抽取到初始化块中，提高代码的重用性

• 代码块的使用细节和注意事项

  1. 代码块也叫静态代码块，作用就是对类进行初始化，而且它随着类的加载而执行，并且只会执行一次。如果是普通代码块，每创建一个对象，就执行。

  2. 类什么时候被加载

  3. 创建对象实例时(new)

  4. 创建子类对象实例，父类也会被加载

  5. 使用类的静态成员时(静态属性，静态方法)

  6. 普通的代码块，在创建对象实例时，会被隐式的调用，被创建一次，就会调用一次。如果只是使用类的静态成员时，普通代码块并不会执行。

  7. 创建一个对象时，在一个类 调用顺序是:(重点，难点)

  8. 调用静态代码块和静态属性初始化(注意:静态代码块和静态属性初始化调用的优先级一样，如果有多个静态代码块和多个静态变量初始化，则按他们定义的顺序调用)
     )

  9. 调用普通代码块和普通属性的初始化(注意:普通代码块和普通属性初始化调用的优先级一样，如果有多个普通代码块和多个普通属性初始化，则按定义顺序调用)

  10. 调用构造方法。

  11. 构造方法(构造器) 的最前面其实隐含了 super()和 调用普通代码块，静态相关的代码块，属性初始化，在类加载时，就执行完毕，因此是优先于 构造器和普通代码块执行的 。

  12. 我们看一下创建一个子类时(继承关系)，他们的静态代码块，静态属性初始化,普通代码块，普通属性初始化，构造方法的调用顺序如下:

  13. 父类的静态代码块和静态属性(优先级一样，按定义顺序执行)

  14. 子类的静态代码块和静态属性(优先级一样，按定义顺序执行)

  15. 父类的普通代码块和普通属性初始化(优先级一样，按定义顺序执行)

  16. 父类的构造方法

  17. 子类的普通代码块和普通属性初始化(优先级一样，按定义顺序执行)

  18. 子类的构造方法

  19. 静态代码块只能直接调用静态成员(静态属性和静态方法)，普通代码块可以调用任意成员。

-单例设计模式

• 什么是设计模式

  1. 静态方法和属性的经典使用

  2. 设计模式是在大量的实践中总结和理论化之后优选的代码结构、编程风格、以及解决问题的思考方式。设计模式就像是经典的棋谱，不同的棋局，我们用不同的棋谱，免去我们自己再思考和摸索

• 什么是单例模式

  单例(单个的实例)

  1. 所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法

  2. 单例模式有两种方式:1)饿汉式 2)懒汉式

• 单例模式的实现步骤

  1. 构造器私有化

  2. 类的内部创建对象（饿汉式在声明对象时创建对象，懒汉式在获取对象方法中创建对象）

  3. 代码实现

  4. 向外暴露一个静态的公共方法

• 饿汉式VS懒汉式

  1. 二者最主要的区别在于创建对象的时机不同:饿汉式是在类加载就创建了对象实例而懒汉式是在使用时才创建。

  2. 饿汉式不存在线程安全问题，懒汉式存在线程安全问题。(后面学习线程后，会完善一把)

  3. 饿汉式存在浪费资源的可能。因为如果程序员一个对象实例都没有使用，那么饿汉式创建的对象就浪费了，懒汉式是使用时才创建，就不存在这个问题。

  4. 在我们javaSE标准类中，java.lang.Runtime就是经典的单例模式

-final关键字

• 基本介绍
  final 中文意思:最后的,最终的,

  final 可以修饰类、属性、方法和局部变量,

  在某些情况下,程序员可能有以下需求，就会使用到final:

  1. 当不希望类被继承时,可以用final修饰

  2. 当不希望父类的某个方法被子类覆盖/重写(override)时,可以用final关键字修饰。【访问修饰符 final 返回类型 方法名】

  3. 当不希望类的的某个属性的值被修改,可以用final修饰.【publicfinal double TAX RATE=0.08】

  4. 当不希望某个局部变量被修改，可以使用final修饰【final doubleTAX RATE=0.08)

• fnal使用注意事项和细节讨论

  1. final修饰的属性又叫常量,一般 用 xx_xx_xx来命名

  2. final修饰的属性在定义时,必须赋初值,并且以后不能再修改，赋值可以在如下位置之一【选择一个位置赋初值即可】:

  3. 定义时:如 public final double TAX RATE=0.08

  4. 在构造器中

  5. 在代码块中

  6. 如果final修饰的属性是静态的，则初始化的位置只能是

  7. 定义时

  8. 在静态代码块 不能在构造器中赋值。

  9. final类不能继承，但是可以实例化对象。

  10. 如果类不是final类，但是含有final方法，则该方法虽然不能重写，但是可以被继承。

  11. 一般来说，如果一个类已经是final类了，就没有必要再将方法修饰成final方法。

  12. final不能修饰构造方法(即构造器)

  13. final 和 static 往往搭配使用，效率更高，底层编译器做了优化处理。

  14. 包装类(Integer,Double,Float，Boolean等都是final),String也是final类

-抽象类

当父类的某些方法，需要声明，但是又不确定如何实现时，可以将其声明为抽象方法，那么这个类就是抽象类。

当父类的一些方法不能确定时,可以用abstract关键字来修饰该方法，这个方法就是抽象方法,用abstract 来修饰该类就是抽象类。

• 抽象类介绍

  1. 用abstract 关键字来修饰一个类时,这个类就叫抽象类

  访问修饰符 abstract 类名{}
  

  2. 用abstract 关键字来修饰一个方法时,这个方法就是抽象方法

  访问修饰符 abstract 返回类型 方法名(参数列表);//没有方法体

  3. 抽象类的价值更多作用是在于设计，是设计者设计好后，让子类继承并实现抽象类()

  4. 抽象类，是考官比较爱问的知识点，在框架和设计模式使用较多

• 抽象类使用注意事项和细节

  1. 抽象类不能被实例化

  2. 抽象类不一定要包含abstract方法。也就是说,抽象类可以没有abstract方法

  3. 一旦类包含了abstract方法,则这个类必须声明为abstract

  4. abstract 只能修饰类和方法，不能修饰属性和其它的

  5. 抽象类可以有任意成员【因为抽象类还是类】，比如:非抽象方法、构造器、静态属性等等

  6. 抽象方法不能有主体，即不能实现

  7. 如果一个类继承了抽象类，则它必须实现抽象类的所有抽象方法，除非它自己也声明为abstract类

  8. 抽象方法不能使用private、final 和 static来修饰，因为这些关键字都是和重写相违背的。

• 抽象类练习

package com.xijie.abstract_;/*** 编写一个Employee类，声明为抽象类，包含如下三个属性:name，id，salary* 提供必要的构造器和抽象方法:work()。* 对于Manager类来说，他既是员工，还具有奖金(bonus)的属性。* 请使用继承的思想，设计CommonEmployee类和* Manager类，要求类中提供必要的方法进行属性访问,实现work()，提示“经理 普通员工 名字 工作中.....*/
public class AbstractExercise01 {public static void main(String[] args) {Manager manager = new Manager("大王",30,30000,8000);manager.work();}
}abstract class Employee{private String name;private int age;private double salary;Employee(){this.name = null;this.age = 0;this.salary = 0;}Employee(String name, int age, double salary){this.name = name;this.age = age;this.salary = salary;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public double getSalary() {return salary;}public void setSalary(double salary) {this.salary = salary;}abstract void work();
}class Manager extends Employee{private double bonus;public Manager(){bonus = 0;}public Manager(double bonus) {this.bonus = bonus;}public Manager(String name, int age, double salary, double bonus) {super(name, age, salary);this.bonus = bonus;}public double getBonus() {return bonus;}public void setBonus(double bonus) {this.bonus = bonus;}@Overridevoid work() {System.out.println("经理 普通员工 "+getName()+" 工作中.....");}
}

-抽象类最佳实践 模板设计模式

• 最佳实践
  需求

  1. 有多个类，完成不同的任务job

  2. 要求能够得到各自完成任务的时间

  3. 请编程实现 TestTemplate.java

  感情的自然流露

  4. 先用最容易想到的方法

  5. 分析问题， 提出使用模板设计模式

设计一个抽象类(Template)，能完成如下功能

1. 编写方法calculateTime(),可以计算某段代码的耗时时间

2. 编写抽象方法job()

3. 编写一个子类Sub,继承抽象类Template，并实现job方法

4. 编写一个测试类TestTemplate,看看是否好用。

-接口

• 基本介绍
  接口就是给出一些没有实现的方法,封装到一起,到某个类要使用的时候,在根据具体情况把这些方法写出来。

  语法:

  interface 接口名{//属性//方法
  class 类名 implements 接囗{自己属性;自己方法;必须实现的接口的抽象方法
  }
  

  小结:

  1. 在Jdk7.0前 接口里的所有方法都没有方法体

  2. Jdk8.0后接口类可以有静态方法，默认方法，也就是说接口中可以有方法的具体实现

• 深入讨论
  对初学者讲,理解接口的概念不算太难,难的是不知道什么时候使用接口,下面例举几个应用场景:

  1. 说现在要制造战斗机,武装直升机,专家只需把飞机需要的功能/规格定下来即可,然后让别人来具体实现。

  2. 说现在有一个项目经理,管理三个程序员,功能开发一个软件,为了控制和管理软件,项目经理可以定义一些接口，然后由程序员具体实现。

• 接口的注意事项和细节

  1. 接口不能被实例化

  2. 借口中所有的方法是public方法，接口中抽象方法可以不用abstract修饰

  3. 一个普通类实现接口，就必须将接口的所有方法都实现

  4. 抽象类实现接口，可以不用实现接口的方法

  5. 一个类同时可以实现多个接口[举例]

  6. 接口中的属性,只能是final的，而且是 public static final 修饰符。比如:int a=1; 实际上是 public static final int a=1;(必须初始化)

  7. 接口中属性的访问形式: 接口名.属性名

  8. 一个接口不能继承其它的类,但是可以继承多个别的接口[举例]
     interface A extends B,C{}

  9. 接口的修饰符 只能是 public 和默认，这点和类的修饰符是一样的。

• 实现接口VS继承类

  • 接口和继承解决的问题不同
    继承的价值主要在于:解决代码的复用性和可维护性更加的灵活…
    接口的价值主要在于:设计，设计好各种规范(方法)，让其它类去实现这些方法。即更加灵活。。。

  • 接口比继承更加灵活
    接口比继承更加灵活，继承是满足is-a的关系，而接口只需满足 like-a的关系

  • 接口在一定程度上实现代码解耦「即: 接口规范性+动态绑定]

• 接口的多态特性

  1. 多态参数(前面案例体现)InterfacePolyParameter.iava

  在前面的Usb接口系例，Usb usb，既可以接收手机对象又可以接收相机对象，就体现了 接口多态(接口引用可以指向实现了接口的类的对象)

  2. 多态数组 InterfacePolyArr.java

  演示一个案例:给Usb数组中，存放 Phone 和 相机对象，Phone类还有一个特有的方法call()，请遍历Usb数组，如果是Phone对象，除了调用Usb接口定义的方法外，还需要调用Phone 特有方法 call.

  3. 接口存在多态传递现象

-内部类

• 基本介绍
  一个类的内部又完整的嵌套了另一个类结构。被嵌套的类称为内部类(inner class)，嵌套其他类的类称为外部类(outer class)。是我们类的第五大成员【思考:类的五大成员是哪些?[】，内部类最大的特点就是可以直接访问私有属性，并且可以体现类与类之间的包含关系

• 基本语法

  class Outer{ //外部类class Inner{}
  }
  //内部类
  class Other{
  }
  //外部其他类
  

• 内部类的分类

  • 定义在外部类局部位置上（比如方法内）

    • 局部内部类（有类名）

    • 匿名内部类（没有类名，重点）

  • 定义在外部类的成员位置上

    • 成员内部类（没用static修饰）

    • 静态内部类（使用static修饰）

• 局部内部类的使用

  说明：局部内部类是定义在外部类的局部位置，比如方法中，并且有类名

  1. 可以直接访问外部类的所有成员，包括私有的

  2. 不能添加访问修饰符，因为它的地位就是一个局部变量。局部变量是不能使用修饰符的。但是可以使用final修饰，因为局部变量也可以使用final

  3. 作用域：仅仅在定义它的方法或代码块中。

  4. 局部内部类—访问---->外部类的成员[访问方式：直接访问]

  5. 外部类—访问---->局部内部类的成员

  访问方式：创建对象，再访问（注意：必须在作用域内）

  6. 外部其他类—不能访问:---->局部内部类(因为 局部内部类地位是一个局部变量)

  7. 如果外部类和局部内部类的成员重名时，默认遵循就近原则，如果想访问外部类的成员，则可以使用(外部类名.this.成员)去访问
     System.out.println("外部类的n2="+ 外部类名.this.n2);

• 匿名内部类的使用

  说明:匿名内部类是定义在外部类的局部位置，比如方法中，并且没有类名（1.本质是类；2.内部类；3.该类没有名字；4.同时还是一个对象）

  匿名内部类的基本语法
  new 类或接口(参数列表){
      类体
  };

2. 匿名内部类的语法比较奇特，请大家注意，因为匿名内部类既是一个类的定义同时它本身也是一个对象，因此从语法上看，它既有定义类的特征，也有创建对象的特征，对前面代码分析可以看出这个特点，因此可以调用匿名内部类方法。

3. 可以直接访问外部类的所有成员，包含私有的[案例演示】

4. 不能添加访问修饰符,因为它的地位就是一个局部变量。「过]

5. 作用域:仅仅在定义它的方法或代码块中。[过]

6. 直接访问]匿名内部类—访问---->外部类成员[访问方式:

7.外部其他类—不能访问----->匿名内部类(因为 匿名内部类地位是一个局部变量)

8. 如果外部类和内部类的成员重名时，内部类访问的话，访问外部类的成员，则可以使用(外部类名.this.成员)去访问默认遵循就近原则，如果想

• 匿名内部类练习

  package com.xijie.inner_class;/*** 1.有一个铃声接口Bell，里面有个ring方法* 2.有一个手机类Cellphone，具有闹钟功能alarmclock，参数是Bell类型(右图)* 3.测试手机类的闹钟功能，通过匿名内部类(对象)作为参数，打印:懒猪起床了* 4.再传入另一个匿名内部类(对象)，打印:小伙伴上课了*/
  public class InnerClassExercise {public static void main(String[] args) {CellPhone cellPhone = new CellPhone();cellPhone.alarmClock(new Bell() {@Overridepublic void ring() {System.out.println("懒猪起床了");}});cellPhone.alarmClock(new Bell() {@Overridepublic void ring() {System.out.println("小伙伴上课了");}});}
  }interface Bell{void ring();
  }class CellPhone{public void alarmClock(Bell bell){bell.ring();}
  }
  

• 成员内部类的使用

  • 说明:成员内部类是定义在外部类的成员位置，并且没有static修饰。

    1. 可以直接访问外部类的所有成员，包含私有的

    2. 可以添加任意访问修饰符(public、protected 、默认、private),因为它的地位就是一个成员。

    3. 作用域：和外部类的其他成员一样，为整个类体在外部类的成员方法中创建成员内部类对象，再调用方法.

    4. 成员内部类—访问---->外部类(比如:属性)[访问方式:直接访问】(说明)

    5. 外部类—访问------>内部类(说明)访问方式: 创建对象，再访问

    6. 外部其他类—访问---->成员内部类

    7. 如果外部类和内部类的成员重名时，内部类访问的话，默认遵循就近原则，如果想访问外部类的成员，则可以使用(外部类名.this.成员)去访问

• 静态内部类的使用

  说明:静态内部类是定义在外部类的成员位置，并且有static修饰

  1. 可以直接访问外部类的所有静态成员，包含私有的，但不能直接访问非静态成员

  2. 可以添加任意访问修饰符(public、protected、默认、private),因为它的地位就是个成员。

  3. 作用域:同其他的成员，为整个类体

  4. 静态内部类—访问---->外部类(比如:静态属性)[访问方式:直接访问所有静态成员]

  5. 外部类—访问------>静态内部类 访问方式:创建对象，再访问

  6. 外部其他类—访问----->静态内部类

  7. 如果外部类和静态内部类的成员重名时，静态内部类访问的时，默认遵循就近原则，如果想访问外部类的成员，则可以使用(外部类名.成员)去访问

• 内部类小结

  1. 内部类有四种 局部内部类,匿名内部类成员内部类，静态内部类

  2. 重点还是掌握 匿名内部类使用new 类/接口(参数列表){//…};

  3. 成员内部类,静态内部类 是放在外部类的成员位置， 本质就是一个成员

  4. (4)其他细节看笔记…