5.toString()、构造方法、垃圾回收、静态变量与静态方法、单例设计模式、内部类

一、toString()

情境：张大爷说我现在想看看我家狗的全部信息，你给我查查。

        你一查出现了这玩意(@135fbaa4是指针对象地址)。这个时候该怎么办呢？用toString()

1. 优缺点

优点：可以输出当前某个实例的全部信息
缺点：可能会消耗性能

2. 使用方法举例

① Dos类里

        给这个类里所有的成员变量生成toString()方法。
        步骤：alt + insert -> toString() -> 全选 -> 回车

@Override是重写注解

更省事的方法

        直接在类前面加一个@ToString注解就可以了(前提：安装过lombok了)

补充：
        @Data注解可以直接代替 equal()、hashCode()、toString() (前提：安装过lombok了)

② Application里

直接 实例.toString() 就可以输出当前实例的全部信息

二、构造方法

1. 导入

        我们都知道假如现在有1、2、3、4四个数字，我们想把它们存到一个数组里的话一共有两种方式：① 初始化数组 ② 先定义后赋值

2. 什么是构造方法

        可以帮助我们初始化实例的手段。可以类比着数组那个例子理解。
        最初的时候，张大爷他们是不是都是先注册了一个账号，然后才去补充姓名、年龄这些资料。但是实际情况是，我们在注册软件的过程中往往就会被要求填写一些信息，例如：手机号。这个该怎么实现呢？就是说我现在想让用户在注册账号的时候就填写一下昵称(狗的名字)等信息？ — 这就用到了构造方法

3. 怎么写构造方法

注意：构造方法不要写返回值类型
构造器的最终目的：初始化对象(实例)

① 无参的构造方法(无参构造器)

② 有参的构造方法(有参构造器)

步骤：alt + insert -> Constructor -> 选择几个都可以(我这里全选了) -> 回车

        这样一来，我们就可以让用户在注册时就输入一些信息了。

③ 注意

① 一旦我们自己写了一个构造器，不管传几个参数，都一定要把无参的再重新写一遍。这非常重要


② 问：为什么之前不写构造方法，Dogs zhangDog = new Dogs()也可以创建实例？
答：因为在创建一个类的时候，系统会默认给我们写了一个空参的构造方法，只不过我们看不到。默认创建，隐藏的，只要创建类，就会存在。–无参数构造函数(无参构造器)

4. 构造方法的重载

        重载(方法名相同，参数个数或类型不同)。构造方法的重载就是说可以设置多个同名的构造方法，参数任意选择，用到哪个选哪个。这样就不需要定义很多不同方法了，进一步体现了面向对象的好处。
例如：

三、再探this

1. 给成员变量用

this指的是当前实例。
this.name就是当前实例的name属性。
后面那个name是传过来的参数。
this去掉以后代码不会报错，但是会发现参数没传过去。

2. 给方法用

例如：
张大爷的狗吃着吃着睡着了，边吃边睡(虽然可能有的不合理，但是凑合着理解吧)。在eat()方法里调用sleep()函数。

此处省略this.也没什么影响。这里的this指的是当前实例。

四、垃圾回收

情境：如果张大爷不愿意要这个帐号了，我们确实可以直接让zhangDog = null。但是这种写法并不能把它占用的内存空间真正释放掉。那怎么办呢？用System.gc();

        但是一般情况而言，手动释放的情况不多，我们了解即可。java中有一个垃圾回收机制(c和c++没有这个说法)，是按虚拟机来的，如果没有垃圾回收机制，java的内存占用简直是非常恐怖。
垃圾回收机制的几个相关问题

五、静态变量和静态方法

1. 静态变量

① 情境

        假设你的程序火了，有天居委会的负责人来找你，问你能不能让小区名字也出现在程序里，顺便宣传一下我们小区。
        我们可以想一下，我们这个程序本来就是给NanG(南瓜)小区里的所有宠物狗设计的，这些狗肯定都是同一个小区的。
        下面这种写法虽然不会报错，但是我们想想是不是该小区所有狗的小区名都是NanG啊。NanG是所有狗共享的，不是说张大爷家狗的小区名叫NanG，王阿姨家狗的小区名就成Apple了。所以将小区和姓名、年龄这些差异较大的属性用同一种方式定义显然不太合理。

② 引出静态变量(static修饰的成员变量)

        那怎么办呢？用static把小区名这个属性定义成静态变量

        但是我们发现，无论直接用toString()方法直接输出该实例的全部信息还是用实例名.属性的方式，都不能得到NanG这个属性值。

        为什么呢？因小区名这个属性是属于小区里所有的狗的，不是单属于某条狗的。它已经不属于对象层面了，而是上升到了类的层面

        改成 类名.属性也不行，根本找不到plot这个属性。

③ 究竟怎么用(加上public)

        在static String plot = "NanG"前面加上public。这个时候我们就会发现public还是挺有用的。



        这样就可以用了。而且我们可以发现就算没有用户，也能输出小区名。因为这个小区这个静态属性本来就已经脱离了对象这个层面。

④ 小结

① 静态变量(属性)：用 static 修饰的成员变量。用的时候记得加上public。
② 使用方式：类名.静态属性
③ 静态变量已经脱离了对象的层面，上升到了类的层面。

2. 静态方法

① 情境

        假设小区3月31号要给所有的狗打疫苗，所有的狗都需要参加。这个时候我们也是从类的层面考虑这个问题，因此打针这个方法我们也要定义成静态的，而且要用public修饰。

② 怎么写

        我们可以发现，就算这时候没有用户，通知也能正常发出来。

③ 小结

① 静态方法：用static修饰的方法，而且前面需要加上public
② 使用方法：类名.静态方法
③ 静态方法也是在类这个层面的，与对象关系不大。

3. private static

① 情境

        最开始我们是这样定义的。但是现在突然出现了一个问题，我们发现有个黑客轻轻松松就把我们的小区名给改了。怎么办到的呢？

        因此，为了安全起见，还是需要将public改成private

② 怎么写

问题

        我们可以发现，改完以后没法类名.属性 这样用了。那怎么办呢？有人说提供一个get方法


        还是不行。还有什么办法？创建一个实例用 对象.属性 的方式操作


        这样虽然不报错，但是也不出结果。而且用对象操作就失去了static的意义了，我们想直接用类名调用。怎么办呢？返回值类型前面加一个static试试。

        不行。

解决方案

        返回值类型前面加上static以后，再把return this.plot = plot，改成 return plot;


        这个时候不管是对象.属性还是类名.属性都行了。但是说实话没必要用对象这种方式。
        除此之外，外面的人也没办法随意更改小区名了，安全性也得到了保障。

③ 小结(涵盖static好处)

① 用private static修饰共享的成员变量，并且只提供一个对外的获取方法，我们一旦定义好，用户就不可以再修改了，可以提高程序的安全性
② 与之对应的get方法：返回值类型用static修饰；直接return 共享成员变量 即可
③ 使用方法：类名.方法名
④ static好处：我们可以直接使用类名调用某个实例的属性(例如：张大爷家狗的名)和公共属性(例如：小区名)，完全不需要依赖于对象(它是建立在class类上面生成的，和对象根本就没关系)。而且加入private性质以后，还可以在一定程度上保证程序的安全性。

六、静态代码块

① static包着的代码块叫静态代码块，类加载时会先加载静态代码块，而且只会加载一次。
② 用途不太多，所以看看书上代码就行

七、static单例模式

1. 概念

        单例设计模式：用static变量返回一个类值，保证这个类只能有一次new的机会，而且不提供对外new的方法，我们只提供被外获取的方法
设计模式之禅 - 单例模式

2. 举例理解

        世界上是不是只有一个地球，但是你看现在，直接就能创建2个。这是不是不合理啊？


        那怎么办呢？用静态解决这个问题


        这个时候用户就不能自己new一个地球了，只能获取地球这个实例。
        检测一下能否正常调用。

举例：当前类中new自己

        可以这样直接在类里面定义自己，不一定非得要在其它类里用main函数调用。

3. 小结

        综上，static单例模式不仅保证了用户可以正常调用其它类，而且还保证了逻辑上的合理性(只有一个地球)。

八、内部类

        实际开发过程当中不会特别常用。因为为了方便后期维护，我们总是会把一个类单独写一个文件。例如：该案例中Dogs和Earth都是单独创建的文件。
        内部类不好维护。这部分知识看书上案例，懂这个原理就行，不常用。
        匿名内部类可能会用到，但是内部类很少用。
c语言中有个匿名结构体

1. 分类

① 一个类里再写一个类
② 一个文件里写2个类
注意：一个文件里只能有一个公共的类。

2. 举例理解

① 一个类里再写一个类

        只写class Sun虽然不会报错，但是会发现外部无法访问。一定要加上public static，这样外部才能访问。这里的Sun是一个静态内部类。

        上述图片就是把public static去掉的结果。

② 一个文件里写2个类

        定义成class Moon不会报错，但是只有加了public才能被外部调用。然而，一个文件里只能有一个公共的类。

③ 内部类可以调用同文件类里的属性

        但是如图所示，静态内部类只能调用静态属性。

④ 方法内部类

但是这个Star类只能在这个eat方法里用，意义不大。

九、内容出处

java