java面向对象深入

Posted 2021-02-18

java面向对象深入

大纲

package与import

package

概述

package存在的意义是防止命名冲突造成使用不便。

package类似一个文件夹，文件夹内有各种文件。package与package的附属关系用“.”连接，类似父文件夹中的子文件夹。比如说 java.lang.String就是java文件夹中的lang文件夹中的String文件。java.io.InputStream则是java文件夹中的io文件夹中的InputStream文件。

同一个文件夹内无法存在同名的文件，而不同名的文件夹里允许存在同名文件，因此不同文件夹（即不同package中允许出现相同class名）。

<font color=‘red‘>为了便于管理大型软件系统中数目众多的类，解决类的命名冲突问题，Java 引入包(package)机制，提供类的多重类命名空间。 </font>

格式

一般的命名为：<font color="blue">公司域名倒写+功能名|模块名。</font>

package 语句作为 Java 源文件的第一条语句，指明该文件中定义的类所在的包。（若缺省该语句，则指定为无名包）。

package pkg1[.pkg2[.pkg3…]];

例：

package com.java01.test;

Java 编译器把包对应于文件系统的目录管理，package 语句中，用’.’来指明包（目录）的层次，例如使用语句: package com.java01 ,则该文件中所有的类位于.comjava01 目录下

注意:

• 不要定义与 jdk 相同的包，相同的类，否则会引起很多你觉得莫名其妙的问题
• 写项目时都要加包，不要使用默认包。
• com.oop和com.oop.test，这两个包没有包含关系，是两个完全独立的包。只是逻辑上看起来后者是前者的一部分。

import

如果一个类存在包名，则在其他包下使用该类时，必须使用全额限定名（简称全名或完整类名，com.java01.MyClass），编译器才能找到该类；也可以使用 import 在文件的开头引入要使用到的类。

import java.util.Scanner;
import java.io.*; //模糊匹配当前io包下所有类
public class ImportDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc=new Scanner(System.in); //因为使用import关键字导包,可以使用
        java.util.ArrayList list=new java.util.ArrayList(); //权限定名
        //导入集合 注意:导入是不要导错包
        //使用*,模糊匹配
        File file=new File("D://test.txt");
        InputStream isInputStream=new FileInputStream(file);
    }
}

不需要使用 import 的类有:

1. 语言包 （java.lang）下的类 (String,System...)

2. 同包下的类

静态导入：
import 语句不仅可以导入类，还增加了导入静态方法的功能

//导入静态属性
import static java.lang.Math.PI;
import static java.lang.System.out;
//导入静态方法
import static java.lang.Math.sin;

public class ImportDemo {
    public static void main(String[] args) {
        out.println(PI);
        sin(1.1);
    }
}

总结

• 如果想将一个类放入包中，在类的源文件首行使用package

• 必须保证该类的 class 文件位于正确的目录下
• 另外的类想访问的话：
  1. 写全名
  2. 引入
     • 模糊匹配（会将该包下所有用到的类引入进来），会降低编译速度，但是不会影响运行速度
     • 具体类名
     • 静态导入
  3. 同包下的类不需要导入

?
JDK 中常用的包简单介绍：

1. java.lang –语言包：语言中常用的功能，如：String、Math、System、Integer、Thread…

2. java.util – 工具包：提供一些实用的工具类，如：容器（List、Set、Map…）,日期类

3. java.io – 输入输出包：提供操作读取文件的相关类，如：File、InputStream、OutputStream…

4. java.net – 网络包： 操 作 远 程 资 源 的 类 ， 如：InetSocketAddress、 DatagramPacket、 ServerSocket…

5. java.sql – 数据库包：操作JDBC的类，Connection、Statement、ResultSet….

垃圾回收机制（gc）

概述

Garbage Collection 垃圾回收机制

每个程序员都遇到过内存溢出的情况，程序运行时，内存空间是有限的，那么如何及时的把不再使用的对象清除将内存释放出来，这就是GC要做的事。

说起垃圾回收机制（GC），大部分人都把这项技术当做Java语言的伴生产物。事实上，GC的历史比Java久远，早在1960年Lisp这门语言中就使用了内存动态分配和垃圾回收技术。

程序员们知道，jvm内存结构分为五大区域：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆区、方法区。其中虚拟机栈、本地方法栈与程序计数器这3个区域随线程而生、随线程而灭，因此就不需要考虑过多内存垃圾回收问题，因为一个方法调用结束或者线程结束时，内存自然就跟随着回收了。

我们就把重点放在方法区与堆区，这部分内存的分配和回收是动态的，正是垃圾收集器所需关注的部分。

GC主要做了清理对象，整理内存的工作。

不同语言下对象空间的释放：

• 传统的C/C++语言，需要程序员负责回收已经分配内存。显式回收垃圾回收的缺点：

  1. 程序忘记及时回收，从而导致内存泄露，降低系统性能。
  2. 程序错误回收程序核心类库的内存，导致系统崩溃。

• Java语言不需要程序员直接控制内存回收，是由JRE在后台自动回收不再使用的内存，称为垃圾

  回收机制(Garbage Collection)。

  1. 可以提高编程效率。
  2. 保护程序的完整性。
  3. 其开销影响性能。Java虚拟机必须跟踪程序中有用的对象，确定哪些是无用的。

垃圾回收机制关键点:

• 垃圾回收机制只回收JVM堆内存里的对象空间。
• 对其他物理连接，比如数据库连接、输入流输出流、Socket连接无能为力
• 现在的JVM有多种垃圾回收实现算法，表现各异。
• 垃圾回收发生具有不可预知性，程序无法精确控制垃圾回收机制执行。
• 可以将对象的引用变量设置为null，暗示垃圾回收机制可以回收该对象。
• 程序员可以通过System.gc()或者Runtime.getRuntime().gc()来通知系统进行垃圾回收，会有一些效果，但是系统是否进行垃圾回收依然不确定。
• 垃圾回收机制回收任何对象之前，总会先调用它的finalize方法（如果覆盖该方法，让一个新的引用变量重新引用该对象，则会重新激活对象）。
• 永远不要主动调用某个对象的finalize方法，应该交给垃圾回收机制调用。

block与debug

block

块{},在java中自成作用域，可以分为

	静态代码块	构造代码块	普通语句块	同步代码块
声明位置	类中,方法外	类中,方法外	方法中	fynchronized(){}
作用	整个类进行某些初始化操作(静态属性赋值...)	构造代码块是为对象初始化操作(为静态或非静态成员属性赋值...)	声明一些临时变量等..	控制并发
执行时机	类第一次加载时,只执行一次,如果多个静态块,从上倒下一次执行	创建对象时,执行构造器代码之前执行,如有多个,从上倒下一次执行	跟随方法执行	跟对方法执行

注意:

• 类第一次被载入时先执行static代码块；类多次载入时，static代码块只执行一次；static块经常用来进行static变量的初始化。

• 是在类初始化时执行，不是在创建对象时执行。

• 静态初始化块中不能访问非static成员。

• 构造块被被编译到将要执行的构造器代码之前执行

  ?

静态块，仅在类的第一次使用时加载。
构造块，先于构造器执行，每创建一个对象执行一次

debug

在学习或开发过程中,遇到bug是避免不了的,为了能够快速调试,可以使用debug调试工具。

调试一个Java程序非常简单的，主要有设置断点、启动调试、单步执行、结束调试几步。

debug界面窗口:

1)设置断点

2)启动调试

Eclipse提供几种方式来启动程序(Launch)的调试，分别是通过菜单(Run –> Debug)、图标(“绿色臭虫”)、右键->Debug As。

弹出提示，需要切换到调试（Debug）工作区，勾选“Remember my decision”，记住选择，则下次不再提示，然后点击【Yes】。

3)单步执行

主要使用前面讲过的几个视图进行调试，其中debug视图中的几个按钮有快捷键:

Step Return(F7) : 表示退出当前方法，返回到调用层。

Step Over (F6) : 表示运行下一行代码。

Step Into (F5) : 表示进入当前方法。

4)结束调试

通过Terminate命令终止对本地程序的调试。

面向对象-继承性

继承

“树上一只鸟树下两只兔子，请问几种动物 , 请问几种生物?” 这里面就存在了继承的概念。

继承：子承父业

继承的本质在于抽象。类是对对象的抽象，继承是对某一批类的抽象，从而实现对现实世界更好的建模。

继承的作用 : 使用继承可以提高代码的复用性。

如何使用继承:

父类|超类|基类:根据一些列子类抽象,抽取像的部分,定义在父类中

子类|派生类:子类继承父类,有权使用父类中的内容,可以定义子类新增内容,所以说子类是父类的延续+扩展

extends 关键字的意思是“扩展”。子类是父类的扩展。

java 中使用 <font color="red">extends </font>关键字实现类的继承机制，语法规则：

<modifier> class <name> [extends <superclass>]{} 

//父类
class Person{
    public String name;
    public int age;

    public void sleep(){
        System.out.println("休息");
    }
}

//子类
//教师类
class Teacher extends Person{
    public String subject;

    public Teacher() {
    }

    public void teach(){
        System.out.println("传授知识");
    }

}

//学生类
class Student extends Person{
    public String school;

    public Student() {
    }

    public void study(){
        System.out.println("在知识的海洋畅游!");
    }
}

注意:

• 子类继承父类的成员变量和成员方法，但不继承父类的构造方法
• java中只有单继承 ，没有像c++那样的多继承。多继承会引起混乱，使得继承链过于复杂，系统难于维护。就像我们现实中，如果你有多个父母亲，那是一个多么混乱的世界啊。多继承，就是为了实现代码的复用性，却引入了复杂性，使得系统类之间的关系混乱。
• java中的多继承，可以通过接口来实现
• 如果定义一个类时，没有调用extends，则它的父类是：java.lang.Object。

继承的特点:

优点:

• 通过继承可以简化类的定义，实现代码的重用|提高代码复用性
• 可以更好的扩展程序
• 子类一旦继承父类,可以有权使用父类中的成员,也可以扩展定义子类独有内容
• java是单继承继承,实现简单

缺点:

• 子类与父类之间紧密耦合(耦合度高)，子类依赖于父类的实现，子类缺乏独立性。
• 不便于后期维护
• 单继承一个子类只能有一个父类,不够灵活,不便于后期维护

super关键字

super

super是指向父类的引用。

super可以在子类构造器中调用父类某个构造器

如果构造方法没有显示地调用父类的构造方法，那么编译器会自动为它加上一个默认的super()方法调用。如果父类由没有默认的无参构造方法，编译器就会报错，super()语句必须是构造方法的第一个子句。

super可以用来区分子父类中同名成员

如果不存在同名问题,可以直接在子类中调用父类内容,super默认省略

如果存在同名问题,在子类中调用同名成员,默认this.恒源 调用当前子类同名成员,先要调用父类同名成员,必须定义为super.成员

//父类
public class Animal {
    int eye = 2;
    public Animal(){
        super();
        System.out.println("动物");
    }

    public void run(){
        System.out.println("动物有不同走路方式");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Bird b = new Bird();
        b.run();
    }
}
//子类
class Bird extends Animal{
    public Bird(){
        super();
        System.out.println("鸟类");
    }

    public void run() {
        super.run(); // 通过super可以用父类方法和属性
        System.out.println("鸟是飞飞飞飞飞飞");
        System.out.println("鸟类有"+super.eye+"只眼睛");
    }

}

Bird--> Animal --> Object 图形分析如下

构造方法调用顺序：

• 根据super的说明，构造方法第一句 总是：super(…)来调用父类对应的构造方法。
• 先向上追溯到Object，然后再依次向下执行类的初始化块和构造方法，直到当前子类为止。

this和super之间的区别

相同点:

1. this和super都能用来调动其他共构造器,都要在首行出现
2. this和super都可以用来区分同名问题,不区分同名时候可以省略
3. this和super都指的是对象，所以，均不可以在static环境中使用。包括：static变量,static方法，static语句

块。

不同点:

1. this(参数)构造器第一行调用本类中其他构造器,super(参数)构造器第一行调用父类中某个构造器
2. this用来区分成员和局部同名问题,super用来区分子父类中同名问题

注意:

• this和super不能同时出现在一个构造函数里面，因为this必然会调用其它的构造函数，其它的构造函数必然也会有super语句的存在，所以在同一个构造函数里面有相同的语句，就失去了语句的意义，编译器也不会过。

• 从本质上讲，this是一个指向本对象的指针, 然而super是一个Java关键字

重写与final关键字

重写Override

父类的功能实现不满足子类的要求，可以在子类中按需改写,这就是方法的重写。

实现重写的三个条件:

• 不同的两个类

• 继承关系|实现关系

• 方法签名相同

@Override:注解,强制检查是否为重写方法

注意：

• 子类重写的方法会对父类的方法进行屏蔽。
• 当子类对象调用时,会调用子类中重写的方法,子类没有找父类。

public class OverrideTest {
    public static void main(String[] args) {
        Sicong sicong=new Sicong();
        sicong.getMoney(); //调用子类中重写方法
    }
}
//父类
class Jianlin{
    public void getMoney(){
        System.out.println("先定一个小目标,赚他个一个亿");
    }
}
//子类
class Sicong extends Jianlin{
    @Override  //强制检查是否为重写方法
    public void getMoney(){
        super.getMoney();//在父类的原赚钱方法上扩展新功能,老功能不变
        System.out.println("我认识的人都没我有钱");
    }
}

重写的三个"=" :
“==”：方法名、形参列表相同。

“≤”：抛出的异常类型与返回值类型,返回值类型如果为基本类型必须相同，引用数据类型子类小于等于父类。

“≥”：访问权限，子类大于等于父类。

以下修饰符、修饰的内容不能重写:

1. private修饰的方法不能被重写
2. final修饰的方法不能被重写
3. static修饰的方法不能被重写(子类如果出现和父类静态方法同名情况,那么子类中的方法也必须为静态的)

final关键字

final 表示最终的。

final可以用来修饰变量，方法，类。

修饰变量：变量一旦被初始化便不可改变，相当定义了一常量。

final int x=3;
//x=4; 常量不能改变

修饰方法 : final方法是在子类中不能被覆盖的方法

final void eat() { … }

修饰类，表示该类不能被继承

final class Person{ … }

Object类

Object 类是所有 Java 类的根基类

如果在类的声明中未使用 extends 关键字指明其基类，则默认基类为 Object 类

toString(): 当打印对象的引用时,默认调用toString()方法

• 默认返回:包名+类名+@+哈希码(根据对象的内存地址生成,唯一不重复)
• 可以重写,实现义字符串的形式返回对对象(打印对象所有成员属性的值)

User p1=new User("张三",20);
System.out.println(p1);
//相当于
System.out.println(p1.toString());

equals:比较相等是否相等**

• 默认地址比较(”第一个盒子的比较”)

• 重写可以是实现比较两对象的内容是否一致

 object1.equals(object2) 
 如 : p1.equals(p2)
? 比较所指对象的内容是否一样,具体看equals的方法重写
 object1 == object2
 如：p1==p2
? 比较p1和p2的值即内存地址是否相等，即是否是指向同一对象。

注意:自定义类须重写equals()，否则无法实现比较其内容

class User{
    String name;
    int age;
    public User() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
    public User(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    //重写toString
    @Override
    public String toString() {
        return "User [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
    //重写equals
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        User other = (User) obj;
        if (age != other.age)
            return false;
        if (name == null) {
            if (other.name != null)
                return false;
        } else if (!name.equals(other.name))
            return false;
        return true;
    }
}