static变量以及方法

Posted 2023-05-13

参考技术A 我们可以基于一个类创建多个该类的对象，每个对象都拥有自己的成员，互相独立。然而在某些时候，我们更希望该类所有的对象共享同一个成员。此时就是 static 大显身手的时候了！！

Java 中被 static 修饰的成员称为静态成员或类成员。它属于整个类所有，而不是某个对象所有，即被类的所有对象所共享。静态成员可以使用类名直接访问，也可以使用对象名进行访问。

用public修饰的static成员变量和成员方法本质是全局变量和全局方法，当声明它的类的对象时，不生成static变量的副本，而是类的所有实例共享同一个static变量。

当系统第一次使用该类时，就会为其分配内存空间直到该类被卸载才会进行资源回收。

与静态变量一样，我们也可以使用 static 修饰方法，称为静态方法或类方法。其实之前我们一直写的 main 方法就是静态方法。

如果希望在静态方法中调用非静态变量，可以通过创建类的对象，然后通过对象来访问非静态变量。如：

静态变量也称为类变量，属于类对象所有，位于方法区，为所有对象共享，共享一份内存，一旦值被修改，则其他对象均对修改可见，故线程非安全。

比如某个网站中，对于图片自动生成功能有两个开关，一个是总的开关，一个是配置网站中广告是否自动生成的局部开关。如果总开关没有开，那么即使局部开关打开也无法实现图片自动生成的功能。那么这个总开关可以设置为 public static final local_cache_job_flag = TRUE/FALSE ，说明它是不可以被随意一个类改变的（不能随意改变），但是是全局共享的变量。

而某一些变量，每个用户进入网站之后若此变量应该被重新初始化然后重新赋值，那么此变量就不可以设置为static，因为如果设置为static之后，一个用户进入改变了这个变量的值，那么另外一个用户进入之后，获取到这个变量的值就不是初始化的值，而是被上一个用户改变过的值。

我们也还可以利用static的特性存储在线用户：

static接口多态内部类

第一章 static关键字

知识点-- static关键字

目标:

• 之前咋们写main方法的时候,使用过了一个static关键字,接下来我们来学习一下static关键字

路径:

• static关键字概述

• static关键字的使用

讲解:

1.1 概述

static是静态修饰符，表示静态的意思,可以修饰成员变量和成员方法以及代码块。

1.2 定义和使用格式

static修饰成员变量

当 static 修饰成员变量时，该变量称为类变量。该类的每个对象都共享同一个类变量的值。任何对象都可以更改该类变量的值，但也可以在不创建该类的对象的情况下对类变量进行操作。

定义格式：

static 数据类型 变量名； 

举例：

static String room；

比如说，同学们来黑马程序员学校学习,那么我们所有同学的学校都是黑马程序员, 不因每个同学不同而不同。

所以，我们可以这样定义一个静态变量school，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  // 类变量，记录学生学习的学校
  public static String school = "黑马程序员学校";
?
  public Student(String name, int age){
    this.name = name;
    this.age = age;     
  }
?
  // 打印属性值
  public void show() {
    System.out.println("name=" + name + ", age=" + age + ", shool=" + shool );
  }
}
?
public class StuDemo {
  public static void main(String[] args) {
    Student s1 = new Student("张三", 23);
    Student s2 = new Student("李四", 24);
    Student s3 = new Student("王五", 25);
    Student s4 = new Student("赵六", 26);
?
    s1.show(); // Student : name=张三, age=23, shool=学校
    s2.show(); // Student : name=李四, age=24, shool=学校
    s3.show(); // Student : name=王五, age=25, shool=学校
    s4.show(); // Student : name=赵六, age=26, shool=学校
  }
}

static修饰成员方法

当static 修饰成员方法时，该方法称为类方法 。静态方法在声明中有static ，建议使用类名来调用，而不需要创建类的对象。调用方式非常简单。

• 类方法：使用 static关键字修饰的成员方法，习惯称为静态方法。

定义格式：

修饰符 static 返回值类型 方法名 (参数列表){ 
    // 执行语句 
}

举例：在Student类中定义静态方法

public static void showNum() {
  System.out.println("num:" +  numberOfStudent);
}

• 静态方法调用的注意事项：

  • 静态方法可以直接访问类变量和静态方法。

  • 静态方法不能直接访问普通成员变量或成员方法。成员方法可以直接访问类变量或静态方法。

  • 静态方法中，不能使用this关键字。

小贴士：静态方法只能访问静态成员。

类变量和类方法的使用

被static修饰的成员可以并且建议通过类名直接访问。虽然也可以通过对象名访问静态成员，原因即多个对象均属于一个类，共享使用同一个静态成员，但是不建议，会出现警告信息。

格式：

// 访问类变量
类名.类变量名；
?
// 调用静态方法
类名.静态方法名(参数)； 

调用演示，代码如下：

public class StuDemo2 {
  public static void main(String[] args) {      
    // 访问类变量
    System.out.println(Student.numberOfStudent);
    // 调用静态方法
    Student.showNum();
  }
}

小结：static修饰的内容是属于类的，可以通过类名直接访问

static修饰代码块

概述 : 被static修饰的代码块,就叫做静态代码块

静态代码块：定义在成员位置，使用static修饰的代码块{ }。

• 位置：类中方法外。

• 执行：随着类的加载而执行且执行一次，优先于main方法和构造方法的执行。

格式:

static {
    // 静态代码块
}

例如:

?
public class Student {
    static {
        // 静态代码块
        System.out.println("静态代码块执行了...");
    }
?
    public Student() {
        System.out.println("Student类的空参构造方法执行了...");
    }
}
?
public class StaticDemo {
?
    static {
        // 静态代码块
        System.out.println("main方法所在的类中的静态代码块执行了...");
    }
?
    public static void main(String[] args) {
        /*
            静态代码块：定义在成员位置，使用static修饰的代码块{ }。
                - 位置：类中方法外。
                - 执行：随着类的加载而执行且执行一次，优先于main方法和构造方法的执行。
?
         */
        System.out.println("main方法中的代码...");
        // new Student();
        // new Student();
    }
}

以后开发中static的应用

以后的项目中，通常会需要一些“全局变量”或者“全局的工具方法”，这些全局变量和方法，可以单独定义在一个类中，并声明为static(静态)的，可以很方便的通过类名访问

例如:

public class Utils{
    public static double pi = 3.14159;
    public static int getMax(int[] arr) {
        int max = arr[0];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            max = arr[i] > max ? arr[i] : max;
?
        }
        return max;
    }
}
?
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("全局的PI值：" + Utils.pi);
        int[] arr = {1, 443243, 4, 3243, 4324};
        int max = Utils.getMax(arr);
        System.out.println("最大值：" + max);
?
    }
}
?

小结:

略

第二章 接口

知识点-- 概述

目标:

• 引用数据类型除了类其实还有接口,接下来学习接口的概述

路径:

• 接口的概述

讲解:

接口，是Java语言中一种引用类型，是方法的集合，如果说类的内部封装了成员变量、构造方法和成员方法，那么接口的内部主要就是封装了方法，包含抽象方法（JDK 7及以前），默认方法和静态方法（JDK 8）。

接口的定义，它与定义类方式相似，但是使用 interface 关键字。它也会被编译成.class文件，但一定要明确它并不是类，而是另外一种引用数据类型。

public class 类名.java-->.class

public interface 接口名.java-->.class

引用数据类型：数组，类，接口。

接口的使用，它不能创建对象，但是可以被实现（implements ，类似于被继承）。一个实现接口的类（可以看做是接口的子类），需要实现接口中所有的抽象方法，创建该类对象，就可以调用方法了，否则它必须是一个抽象类。

小结:

略

知识点-- 定义格式

目标:

• 如何定义一个接口

路径:

• 定义格式的格式

讲解:

public interface 接口名称 {
    // 常量
    // 抽象方法
    // 默认方法
    // 静态方法
}

含有常量

接口中的常量: 使用 public static final修饰,可以省略

例如:

public static final int NUM = 10;// NUM就是一个常量

含有抽象方法

抽象方法：使用abstract 关键字修饰，可以省略，没有方法体。该方法供子类实现使用。

代码如下：

public interface InterFaceName {
    public abstract void method();
}

含有默认方法和静态方法

默认方法：使用 default 修饰，不可省略，供子类调用或者子类重写。

静态方法：使用 static 修饰，供接口直接调用。

代码如下：

public interface InterFaceName {
    public default void method() {
        // 执行语句
    }
    public static void method2() {
        // 执行语句    
    }
}

小结：定义接口时就是将定义类的class改成了interface，并且接口中的内容也有了一些变化。

小结:

• 接口定义的格式

知识点-- 基本的实现

目标:

• 如何创建已定义好的接口类型的对象呢?

路径:

• 实现的概述

• 抽象方法的使用

• 默认方法的使用

• 静态方法的使用

讲解:

实现的概述

类与接口的关系为实现关系，即类实现接口，该类可以称为接口的实现类，也可以称为接口的子类。实现的动作类似继承，格式相仿，只是关键字不同，实现使用 implements关键字。

非抽象子类实现接口：

1. 必须重写接口中所有抽象方法。

2. 继承了接口的默认方法，即可以直接调用，也可以重写。

抽象子类实现接口: 可以无需重写接口中的抽象方法

实现格式：

class 类名 implements 接口名 {
    // 重写接口中抽象方法【必须】
    // 重写接口中默认方法【可选】
} 

抽象方法的使用

必须全部实现，代码如下：

定义接口：

public interface LiveAble {
    // 定义抽象方法
    public abstract void eat();
    public abstract void sleep();
}

定义实现类：

public class Animal implements LiveAble {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃东西");
    }
?
    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("晚上睡");
    }
}

定义测试类：

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象  
        Animal a = new Animal();
        // 调用实现后的方法
        a.eat();
        a.sleep();
    }
}
输出结果：
吃东西
晚上睡

默认方法的使用

可以继承，可以重写，二选一，但是只能通过实现类的对象来调用。

1. 继承默认方法，代码如下：

定义接口：

public interface LiveAble {
    public default void fly(){
        System.out.println("天上飞");
    }
}

定义实现类：

public class Animal implements LiveAble {
    // 继承，什么都不用写，直接调用
}

定义测试类：

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象  
        Animal a = new Animal();
        // 调用默认方法
        a.fly();
    }
}
输出结果：
天上飞

1. 重写默认方法，代码如下：

定义接口：

public interface LiveAble {
    public default void fly(){
        System.out.println("天上飞");
    }
}

定义实现类：

public class Animal implements LiveAble {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("自由自在的飞");
    }
}

定义测试类：

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象  
        Animal a = new Animal();
        // 调用重写方法
        a.fly();
    }
}
输出结果：
自由自在的飞

静态方法的使用

静态与.class 文件相关，只能使用接口名调用，不可以通过实现类的类名或者实现类的对象调用，代码如下：

定义接口：

public interface LiveAble {
    public static void run(){
        System.out.println("跑起来~~~");
    }
}

定义实现类：

public class Animal implements LiveAble {
    // 无法重写静态方法
}

定义测试类：

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Animal.run(); // 【错误】无法继承方法,也无法调用
        LiveAble.run(); // 
    }
}
输出结果：
跑起来~~~

小结： 类实现接口使用的是implements关键字，并且一个普通类实现接口，必须要重写接口中的所有的抽象方法

小结:

略

知识点-- 接口的多实现

目标:

• 之前学过，在继承体系中，一个类只能继承一个父类。而对于接口而言，一个类是可以实现多个接口的，这叫做接口的多实现。并且，一个类能继承一个父类，同时实现多个接口。

路径:

• 抽象方法

• 默认方法

• 静态方法

• 父类中的成员方法与接口中的默认方法重名优先级问题

讲解:

实现格式：

class 类名 [extends 父类名] implements 接口名1,接口名2,接口名3... {
    // 重写接口中抽象方法【必须】
    // 重写接口中默认方法【不重名时可选】
} 

[ ]： 表示可选操作。

抽象方法

接口中，有多个抽象方法时，实现类必须重写所有抽象方法。如果抽象方法有重名的，只需要重写一次。代码如下：

定义多个接口：

interface A {
    public abstract void showA();
    public abstract void show();
}
?
interface B {
    public abstract void showB();
    public abstract void show();
}

定义实现类：

public class C implements A,B{
    @Override
    public void showA() {
        System.out.println("showA");
    }
?
    @Override
    public void showB() {
        System.out.println("showB");
    }
?
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("show");
    }
}

默认方法

接口中，有多个默认方法时，实现类都可继承使用。如果默认方法有重名的，必须重写一次。代码如下：

定义多个接口：

interface A {
    public default void methodA(){}
    public default void method(){}
}
?
interface B {
    public default void methodB(){}
    public default void method(){}
}

定义实现类：

public class C implements A,B{
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("method");
    }
}

静态方法

接口中，存在同名的静态方法并不会冲突，原因是只能通过各自接口名访问静态方法。

优先级的问题

当一个类，既继承一个父类，又实现若干个接口时，父类中的成员方法与接口中的默认方法重名，子类就近选择执行父类的成员方法。代码如下：

定义接口：

interface A {
    public default void methodA(){
        System.out.println("AAAAAAAAAAAA");
    }
}

定义父类：

class D {
    public void methodA(){
        System.out.println("DDDDDDDDDDDD");
    }
}

定义子类：

class C extends D implements A {
    // 未重写methodA方法
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        C c = new C();
        c.methodA(); 
    }
}
输出结果:
DDDDDDDDDDDD

小结： 一个类可以实现多个接口，多个接口之间使用逗号隔开即可。

小结:

略

知识点-- 接口的多继承【了解】

目标:

• 接口的多继承

路径:

• 接口的多继承

• 其他成员特点

讲解:

一个接口能继承另一个或者多个接口，这和类之间的继承比较相似。接口的继承使用 extends 关键字，子接口继承父接口的方法。如果父接口中的默认方法有重名的，那么子接口需要重写一次。代码如下：

定义父接口：

interface A {
    public default void method(){
        System.out.println("AAAAAAAAAAAAAAAAAAA");
    }
}
?
interface B {
    public default void method(){
        System.out.println("BBBBBBBBBBBBBBBBBBB");
    }
}

定义子接口：

interface D extends A,B{
    @Override
    public default void method() {
        System.out.println("DDDDDDDDDDDDDD");
    }
}

小贴士：

子接口重写默认方法时，default关键字可以保留。

子类重写默认方法时，default关键字不可以保留。

小结：接口和接口之间是继承的关系，而不是实现。一个接口可以继承多个接口。

小结:

略

知识点-- 其他成员特点

• 接口中，无法定义成员变量，但是可以定义常量，其值不可以改变，默认使用public static final修饰。

• 接口中，没有构造方法，不能创建对象。

• 接口中，没有静态代码块。

知识点-- 抽象类和接口的练习

目标:

• 抽象类和接口的练习

路径:

• 案例描述

• 案例分析

• 案例代码实现

讲解:

通过实例进行分析和代码演示抽象类和接口的用法。

1、举例：

犬：

行为：

吼叫；

吃饭；

缉毒犬：

行为：

吼叫；

吃饭；

缉毒；

2、思考：

由于犬分为很多种类，他们吼叫和吃饭的方式不一样，在描述的时候不能具体化，也就是吼叫和吃饭的行为不能明确。当描述行为时，行为的具体动作不能明确，这时，可以将这个行为写为抽象行为，那么这个类也就是抽象类。

可是有的犬还有其他额外功能，而这个功能并不在这个事物的体系中 , 例如 : 缉毒犬。缉毒的这个功能有好多种动物都有 , 例如 : 缉毒猪 , 缉毒鼠。我们可以将这个额外功能定义接口中 ,让缉毒犬继承犬且实现缉毒接口 , 这样缉毒犬既具备犬科自身特点也有缉毒功能。

//定义缉毒接口 缉毒的词组(anti-Narcotics)比较长,在此使用拼音替代
interface JiDu{
    //缉毒
    public abstract void jiDu();
}
//定义犬科,存放共性功能
abstract class Dog{
    //吃饭
    public abstract void eat();
    //吼叫
    public abstract void roar();
}
//缉毒犬属于犬科一种，让其继承犬科，获取的犬科的特性，
//由于缉毒犬具有缉毒功能，那么它只要实现缉毒接口即可，这样即保证缉毒犬具备犬科的特性，也拥有了缉毒的功能
class JiDuQuan extends Dog implements JiDu{
    public void jiDu() {
    }
    void eat() {
    }
    void roar() {
    }
}
?
//缉毒猪
class JiDuZhu implements JiDu{
    public void jiDu() {
    }
}

讲完抽象类和接口后,相信有许多同学会存有疑惑,两者的共性那么多,只留其中一种不就行了,这里就得知道抽象类和接口从根本上解决了哪些问题.

一个类只能继承一个直接父类(可能是抽象类),却可以实现多个接口, 接口弥补了Java的单继承

抽象类为继承体系中的共性内容, 接口为继承体系中的扩展功能

接口还是后面一个知识点的基础(lambada)

小结:

略

第三章 多态

知识点-- 概述

标:

• 多态的概述

路径:

• 引入

• 概念

• 形成多态的条件

讲解:

引入

多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。

生活中，比如跑的动作，小猫、小狗和大象，跑起来是不一样的。再比如飞的动作，昆虫、鸟类和飞机，飞起来也是不一样的。可见，同一行为，通过不同的事物，可以体现出来的不同的形态。多态，描述的就是这样的状态。

定义

• 多态： 是指同一行为，具有多个不同表现形式。

前提【重点】

1. 继承或者实现【二选一】

2. 方法的重写【意义体现：不重写，无意义】

3. 父类引用指向子类对象【格式体现】

小结:

略

知识点-- 多态的体现

目标:

• 如何实现多态

路径:

• 多态的体现

讲解:

多态体现的格式：

父类类型 变量名 = new 子类对象；
变量名.方法名();

父类类型：指子类对象继承的父类类型，或者实现的父接口类型。

代码如下：

Fu f = new Zi();
f.method();

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，执行的是子类重写后方法。

代码如下：

定义父类：

public abstract class Animal {  
    public abstract void eat();  
}  

定义子类：

class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
}  
?
class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多态形式，创建对象
        Animal a1 = new Cat();  
        // 调用的是 Cat 的 eat
        a1.eat();          
?
        // 多态形式，创建对象
        Animal a2 = new Dog(); 
        // 调用的是 Dog 的 eat
        a2.eat();               
    }  
}

多态在代码中的体现为父类引用指向子类对象。

小结:

略

知识点-- 多态时访问成员的特点

目标

• 掌握多态时访问成员的特点

路径:

• 多态时成员变量的访问特点

• 多态时成员方法的访问特点

讲解:

• 多态时成员变量的访问特点

  • 编译看左边,运行看左边

    • 简而言之:多态的情况下,访问的是父类的成员变量

• 多态时成员方法的访问特点

  • 非静态方法:编译看左边,运行看右边

    • 简而言之:编译的时候去父类中查找方法,运行的时候去子类中查找方法来执行

  • 静态方法:编译看左边,运行看左边

    • 简而言之:编译的时候去父类中查找方法,运行的时候去父类中查找方法来执行

• 注意:多态的情况下是无法访问子类独有的方法

• 演示代码:

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 父类的引用指向子类的对象
        Animal anl1 = new Dog();
        // 访问非静态方法
        anl1.eat();
?
        // 访问成员变量num
        System.out.println(anl1.num);//10
?
        // 访问静态方法
        anl1.sleep();
?
        // 多态想要调用子类中独有的方法
        // anl1.lookHome(); 错误的,无法访问  多态的弊端:无法访问子类独有的方法
?
    }
}
?
public class Animal {
?
    int num = 10;
?
    public void eat(){
        System.out.println("吃东西...");
    }
?
    public static void sleep(){
        System.out.println("Animal类中的睡觉方法...");
    }
?
}
?
public class Dog extends Animal {
?
    int num = 20;
?
   // 重写
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃骨头");
    }
?
    public static void sleep(){
        System.out.println("Dog类中的睡觉方法...");
    }
?
    public void lookHome(){
        System.out.println("狗正在看家...");
    }
?
}
?

小结:

略

知识点-- 多态的几种表现形式

目标:

• 多态的几种表现形式

路径:

• 普通父类多态

• 抽象父类多态

• 父接口多态

讲解:

• 多态的表现形式:

  • 普通父类多态

    public class Fu{}
    public class Zi extends Fu{}
    public static void main(String[] args){
        Fu f = new Zi();//左边是一个“父类”
    }
    ?

  • 抽象父类多态

    public abstract class Fu{}
    public class Zi extends Fu{}
    public static void main(String[] args){
        Fu f = new Zi();//左边是一个“父类”
    }
    ?

  • 父接口多态

  public interface A{}
  public class AImp implements A{}
  public static void main(String[] args){
      A a = new AImp();
  }

小结:

略

知识点-- 多态的应用场景:

目标:

• 掌握多态在开发中的应用场景

路径:

• 变量多态

• 形参多态

• 返回值多态

讲解:

定义一个Animal类,让Dog和Cat类继承Animal类:

public class Animal {
?
    public void eat(){
        System.out.println("吃东西...");
    }
?
?
}
public class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼...");
    }
}
?
public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃骨头...");
    }
}
?

多态的几种应用场景:

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
            多态的应用场景:
                1.变量多态
                2.形参多态
                3.返回值多态
         */
        // 1.变量多态
        Animal anl = new Dog();
        anl.eat();
?
        // 2.形参多态
        Dog dog = new Dog();
        invokeEat(dog);
?
        Cat cat = new Cat();
        invokeEat(cat);// 实参赋值给形参: Animal anl = new Cat();
?
        // 3.返回值多态
        Animal anl2 = getAnimal();// 返回值赋值给变量: Animal anl2 = new Dog()
    }
?
    //  3.返回值多态
    // 结论:如果方法的返回值类型为父类类型,那么就可以返回该父类对象以及其所有子类对象
    public static Animal getAnimal(){
//        return new Animal();
        return new Dog();
//        return new Cat();
    }
?
    // 形参多态: 当你调用invokeEat方法的时候,传入Animal类的子类对象
    // Animal anl = dog; ====>  Animal anl = new Dog();
    // 结论:如果方法的参数是父类类型,那么就可以接收所有该父类对象以及其所有子类对象
    // Object类:是java中所有类的父类,所以如果参数为Object类型,那么就可以传入一切类的对象
    public static void invokeEat(Animal anl){
        anl.eat();
    }
?
}

小结:

略

知识点-- 多态的好处和弊端

目标:

• 实际开发的过程中，父类类型作为方法形式参数，传递子类对象给方法，进行方法的调用，更能体现出多态的扩展性与便利。

步骤:

• 多态的好处和弊端

讲解:

代码如下：

定义父类：

public abstract class Animal {  
    public abstract void eat();  
}  

定义子类：

class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
}  
?
class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多态形式，创建对象
        Cat c = new Cat();  
        Dog d = new Dog(); 
?
        // 调用showCatEat 
        showCatEat(c);
        // 调用showDogEat 
        showDogEat(d); 
?
        /*
        以上两个方法, 均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代
        而执行效果一致
        */
        showAnimalEat(c);
        showAnimalEat(d); 
    }
?
    public static void showCatEat (Cat c){
        c.eat(); 
    }
?
    public static void showDogEat (Dog d){
        d.eat();
    }
?
    public static void showAnimalEat (Animal a){
        a.eat();
    }
}

由于多态特性的支持，showAnimalEat方法的Animal类型，是Cat和Dog的父类类型，父类类型接收子类对象，当然可以把Cat对象和Dog对象，传递给方法。

当eat方法执行时，多态规定，执行的是子类重写的方法，那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致，所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法。

不仅仅是替代，在扩展性方面，无论之后再多的子类出现，我们都不需要编写showXxxEat方法了，直接使用showAnimalEat都可以完成。

所以，多态的好处，体现在，可以使程序编写的更简单，并有良好的扩展。

小结：多态的好处是提高程序的灵活性，扩展性

多态的弊端: 无法访问子类的独有方法

 

知识点-- 引用类型转换

目标:

• 多态的转型分为向上转型与向下转型

步骤:

• 向上转型

• 向下转型

讲解:

向上转型

• 向上转型：多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程，这个过程是默认的。

当父类引用指向一个子类对象时，便是向上转型。

使用格式：

父类类型  变量名 = new 子类类型();
如：Animal a = new Cat();

向下转型

• 向下转型：父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。

一个已经向上转型的子类对象，将父类引用转为子类引用，可以使用强制类型转换的格式，便是向下转型。

使用格式：

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如:Cat c =(Cat) a;  

为什么要转型

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误。也就是说，不能调用子类有而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。

转型演示，代码如下：

定义类：

abstract class Animal {  
    abstract void eat();  
}  
?
class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
    public void catchMouse() {  
        System.out.println("抓老鼠");  
    }  
}  
?
class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
    public void watchHouse() {  
        System.out.println("看家");  
    }  
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型  
        Animal a = new Cat();  
        a.eat();                // 调用的是 Cat 的 eat
?
        // 向下转型  
        Cat c = (Cat)a;       
        c.catchMouse();         // 调用的是 Cat 的 catchMouse
    }  
}

转型的异常

转型的过程中，一不小心就会遇到这样的问题，请看如下代码：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型  
        Animal a = new Cat();  
        a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat
?
        // 向下转型  
        Dog d = (Dog)a;       
        d.watchHouse();        // 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】
    }  
}

这段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了 ClassCastException ，类型转换异常！这是因为，明明创建了Cat类型对象，运行时，当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系，不符合类型转换的定义。

为了避免ClassCastException的发生，Java提供了 instanceof 关键字，给引用变量做类型的校验，格式如下：

变量名 instanceof 数据类型 
如果变量属于该数据类型，返回true。
如果变量不属于该数据类型，返回false。

所以，转换前，我们最好先做一个判断，代码如下：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型  
        Animal a = new Cat();  
        a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat
?
        // 向下转型  
        if (a instanceof Cat){
            Cat c = (Cat)a;       
            c.catchMouse();        // 调用的是 Cat 的 catchMouse
        } else if (a instanceof Dog){
            Dog d = (Dog)a;       
            d.watchHouse();       // 调用的是 Dog 的 watchHouse
        }
    }  
}

小结：多态向上转型是将子类类型转成父类类型，多态向下转型是将父类类型转成子类类型。

 

第四章 内部类

知识点-- 内部类

目标:

• 内部类的概述

步骤:

• 什么是内部类

• 成员内部类的格式

• 成员内部类的访问特点

讲解:

什么是内部类

将一个类A定义在另一个类B里面，里面的那个类A就称为内部类，B则称为外部类。

成员内部类

• 成员内部类 ：定义在类中方法外的类。

定义格式：

class 外部类 {
    class 内部类{
    }
}

在描述事物时，若一个事物内部还包含其他事物，就可以使用内部类这种结构。比如，汽车类Car 中包含发动机类Engine ，这时，Engine就可以使用内部类来描述，定义在成员位置。

代码举例：

class Car { //外部类
    class Engine { //内部类
?
    }
}

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。

创建内部类对象格式：

外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类型().new 内部类型()；

访问演示，代码如下：

定义类：

public class Person {
    private  boolean live = true;
    class Heart {
        public void jump() {
            // 直接访问外部类成员
            if (live) {
                System.out.println("心脏在跳动");
            } else {
                System.out.println("心脏不跳了");
            }
        }
    }
?
    public boolean isLive() {
        return live;
    }
?
    public void setLive(boolean live) {
        this.live = live;
    }
?
}

定义测试类：

public class InnerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建外部类对象 
        Person p  = new Person();
        // 创建内部类对象
        Person.Heart heart = p.new Heart();
        // 调用内部类方法
        heart.jump();
        // 调用外部类方法
        p.setLive(false);
        // 调用内部类方法
        heart.jump();
    }
}
输出结果:
心脏在跳动
心脏不跳了

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 。

比如，Person$Heart.class

小结：内部类是定义在一个类中的类。

 

知识点-- 匿名内部类

目标:

• 匿名内部类

步骤:

• 匿名内部类的概述

• 匿名内部类的格式

讲解:

• 匿名内部类 ：是内部类的简化写法。它的本质是一个带具体实现的 父类或者父接口的 匿名的 子类对象。

开发中，最常用到的内部类就是匿名内部类了。以接口举例，当你使用一个接口时，似乎得做如下几步操作，

1. 定义子类

2. 重写接口中的方法

3. 创建子类对象

4. 调用重写后的方法

我们的目的，最终只是为了调用方法，那么能不能简化一下，把以上四步合成一步呢？匿名内部类就是做这样的快捷方式。

前提

存在一个类或者接口，这里的类可以是具体类也可以是抽象类。

格式

new 父类名或者接口名(){
    // 方法重写
    @Override 
    public void method() {
        // 执行语句
    }
};
?

使用方式

以接口为例，匿名内部类的使用，代码如下：

定义接口：

public abstract class FlyAble{
    public abstract void fly();
}

匿名内部类可以通过多态的形式接受

public class InnerDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
            1.等号右边:定义并创建该接口的子类对象
            2.等号左边:是多态,接口类型引用指向子类对象
       */
        FlyAble  f = new FlyAble(){
            public void fly() {
                System.out.println("我飞了~~~");
            }
        };
    }
}

匿名内部类直接调用方法

public class InnerDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
            1.等号右边:定义并创建该接口的子类对象
            2.等号左边:是多态,接口类型引用指向子类对象
       */
        new FlyAble(){
            public void fly() {
                System.out.println("我飞了~~~");
            }
        }.fly();
    }
}

方法的形式参数是接口或者抽象类时，也可以将匿名内部类作为参数传递

public class InnerDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        1.等号右边:定义并创建该接口的子类对象
        2.等号左边:是多态,接口类型引用指向子类对象
       */
        FlyAble  f = new FlyAble(){
            public void fly() {
                System.out.println("我飞了~~~");
            }
        };
        // 将f传递给showFly方法中
        showFly(f);
    }
    public static void showFly(FlyAble f) {
        f.fly();
    }
}

以上可以简化，代码如下：

public class InnerDemo2 {
    public static void main(String[] args) {          
        /*
        创建匿名内部类,直接传递给showFly(FlyAble f)
        */
        showFly( new FlyAble(){
            public void fly() {
                System.out.println("我飞了~~~");
            }
        });
    }
?
    public static void showFly(FlyAble f) {
        f.fly();
    }
}

小结:

匿名内部类做的事情是创建一个类的子类对象

第五章 引用类型使用小结

知识点--引用类型使用小结

目标:

实际的开发中，引用类型的使用非常重要，也是非常普遍的。我们可以在理解基本类型的使用方式基础上，进一步去掌握引用类型的使用方式。基本类型可以作为成员变量、作为方法的参数、作为方法的返回值，那么当然引用类型也是可以的。在这我们使用两个例子 , 来学习一下。

步骤:

• 引用类型作为方法参数和返回值

• 引用类型作为成员变量

讲解:

5.1 引用类型作为方法参数和返回值

public class Person{
  public void eat(){
    System.out.println("吃饭");
  }
}
public class Test{
  public static void main(String[] args){
        method(new Person());
        Person p = createPerson();
  }
    
  //引用类型作为方法参数,在前面笔记本案例中我们也使用了接口类型作为方法参数
  pubic static void method(Person p){
       p.eat();
  }
    
  //引用类型作为返回值
  public static Person createPerson(){
        return new Person();
  }
}
?

5.2 引用类型作为成员变量

我们每个人(Person)都有一个身份证(IDCard) , 为了表示这种关系 , 就需要在Person中定义一个IDCard的成员变量。定义Person类时，代码如下：

class Person {
    String name;//姓名
    int age;//年龄
}

使用使用String 类型表示姓名 , int 类型表示年龄。其实，String本身就是引用类型，我们往往忽略了它是引用类型。如果我们继续丰富这个类的定义，给Person 增加身份证号 , 身份证签发机关等属性，我们将如何编写呢？这时候就需要编写一个IDCard类了

定义IDCard(身份证)类，添加身份证号 , 签发地等属性：

class IDCard {
    String idNum;//身份证号
    String authority;//签发地
  
    //getter和setter方法
    //...
    
    //toString方法
    //...
}

修改Person类：

public class Person {
    String name;//姓名
    int age;//年龄
?
    IDCard idCard;//表示自己的身份证信息
?
    //name和age的getter、setter方法
    //...
?
    public IDCard getIdCard() {
        return idCard;
    }
?
    public void setIdCard(IDCard idCard) {
        this.idCard = idCard;
    }
?
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name=‘" + name + ‘‘‘ +
                ", age=" + age +
                ", idCard=" + idCard +
                ‘}‘;
    }
}

测试类：

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建IDCard对象
        IDCard idCard = new IDCard();
        //设置身份证号
        idCard.setIdNum("110113201606066666");
        //设置签发地
        idCard.setAuthority("北京市顺义区公安局");
?
        //创建Person对象
        Person p = new Person();
        //设置姓名
        p.setName("小顺子");
        //设置年龄
        p.setAge(2);
        //设置身份证信息
        p.setIdCard(idCard);
?
        //打印小顺子的信息
        System.out.println(p);
    }
}
输出结果:
Person{name=‘小顺子‘, age=2, idCard=IDCard{idNum=‘110113201606066666‘, authority=‘北京市顺义区公安局‘}}