一起学 Java 面向对象

Posted 2020-08-25 suoning

一、方法函数

函数也称为方法，就是定义在类中的具有特定功能的一段独立代码。用于定义功能，提高代码的复用性。

函数的特点
1> 定义函数可以将功能代码进行封装，便于对该功能进行复用；
2> 函数只有被调用才会被执行；
3> 对于函数没有具体返回值的情况，返回值类型用关键字void表示，那么该函数中的return语句如果在最后一行可以省略不写，系统会帮你自动加上；
4> 函数中只能调用函数，不可以在函数内部定义函数。

　　修饰符  返回值类型  方法名(参数类型 形式参数1，参数类型 形式参数2，..)
　　{  
　　　　方法体;
　　　　return 返回值;
　　}

//修饰符: 可选，告诉编译器如何调用该方法。定义了该方法的访问类型。
//返回值类型：函数运行后的结果的数据类型
//参数类型：形式参数的数据类型

 

主函数 main()：
1> 保证该类的独立运行；
2> 程序的入口，自动调用；
3> jvm调用。

 

函数的重载 （overload）

重载的概念：
　　在同一个类中，允许存在一个以上的同名函数，只要它们的参数个数或者参数类型不同即可。
重载的特点：
　　与返回值类型无关，只看参数列表。
重载的好处：
　　方便于阅读，优化了程序设计。Java编译器根据方法签名判断哪个方法应该被调用。

什么时候用重载？

　　当定义的功能相同，但参与运算的未知内容不同。

　　那么，这时就定义一个函数名称以表示起功能，方便阅读，而通过参数列表的不同来区分多个同名函数。

      重载的方法必须拥有不同的参数列表。你不能仅仅依据修饰符或者返回类型的不同来重载方法。

重载示例：
　　返回两个整数的和
　　　　int add(int x,int y){return x+y;}
　　返回三个整数的和
　　　　int add（int x,int y, int z）{return x+y+z;}
　　返回两个小数的和
　　　　double add(double x,double y){return x+y;}

 

// 重载区分， 重载和返回值类型没关系
void show(int a,char b,double c){}

a. void show(int x,char y,double z){}//没有，因为和原函数一样。
b. int show(int a,double c,char b){} //重载，因为参数类型不同。
c. void show(int a,double c,char b){}//重载，因为参数类型不同。

 

public class functc {
    public static void draw(int row, int col){
        for (int i=0; i<row; i++){
            for (int n=0; n<col; n++){
                System.out.print(\'@\');
            }
            System.out.println();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        draw(5, 9);
    }
}

打印一个二维数组

public class funcsj {
    }
    public static void main(String[] args) {
        print99();
    }
    
    public static void print99(){
        for (int i=1; i<10; i++){
            for (int n=1; n<i+1; n++){
                System.out.print(n+"*"+i+"="+i*n+" ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

// 结果
1*1=1 
1*2=2 2*2=4 
1*3=3 2*3=6 3*3=9 
1*4=4 2*4=8 3*4=12 4*4=16 
1*5=5 2*5=10 3*5=15 4*5=20 5*5=25 
1*6=6 2*6=12 3*6=18 4*6=24 5*6=30 6*6=36 
1*7=7 2*7=14 3*7=21 4*7=28 5*7=35 6*7=42 7*7=49 
1*8=8 2*8=16 3*8=24 4*8=32 5*8=40 6*8=48 7*8=56 8*8=64 
1*9=9 2*9=18 3*9=27 4*9=36 5*9=45 6*9=54 7*9=63 8*9=72 9*9=81

打印一个99乘法表

public class funcol {
    public static void main(String[] args) {
        int num = add(5, 8, 9);
        System.out.print(num);    //22
    }
     public static int add(int x,int y){
         return x+y;
     }
     public static int add(int x,int y,int z){
         return add(x,y)+z;
     }
}

函数重载

 

构造方法

当一个对象被创建时候，构造方法用来初始化该对象。构造方法和它所在类的名字相同，但构造方法没有返回值。

通常会使用构造方法给一个类的实例变量赋初值，或者执行其它必要的步骤来创建一个完整的对象。

不管你与否自定义构造方法，所有的类都有构造方法，因为Java自动提供了一个默认构造方法，它把所有成员初始化为0。

一旦你定义了自己的构造方法，默认构造方法就会失效。

public class myfunc {
    int x;
    myfunc(int i){
        x = i;
    }
}

// myfunc.java

public class myfunc {
    int x;
    myfunc(int i){
        x = i;
        System.out.println(x);
    }
}


// MyDemoTest.java

public class MyDemoTest {
    public static void main(String args[]) {
        myfunc t1 = new myfunc(9);
        myfunc t2 = new myfunc(5);
        System.out.println(t1.x + " " + t2.x);
      }
}

// 输出结果
9
5
9 5

构造方法实例

 

可变参数

JDK 1.5 开始，Java支持传递同类型的可变参数给一个方法。

在方法声明中，在指定参数类型后加一个省略号(...) 。

一个方法中只能指定一个可变参数，它必须是方法的最后一个参数。任何普通的参数必须在它之前声明。

//typeName... parameterName
public static void My( double... nums){...}

public class myfunc {
    
    public static void printNum( double... numbers) {         
        double result = numbers[0];
        System.out.println("The value index eq 0: " + result);
         
        for (int i = 1; i <  numbers.length; i++){
            System.out.println("The value is " + numbers[i]);
        }
    }
    
    public static void main(String args[]) {
      // 调用可变参数的方法
        printNum(1, 2, 9, 5, 8);
        printNum(new double[]{1, 2, 6});
     }
    
}


// 输出结果
The value index eq 0: 1.0
The value is 2.0
The value is 9.0
The value is 5.0
The value is 8.0
The value index eq 0: 1.0
The value is 2.0
The value is 6.0

可变参数实例

 

finalize() 方法

Java 允许定义这样的方法，它在对象被垃圾收集器析构(回收)之前调用，这个方法叫做 finalize( )，它用来清除回收对象。

例如，你可以使用 finalize() 来确保一个对象打开的文件被关闭了。

在 finalize() 方法里，你必须指定在对象销毁时候要执行的操作。

finalize() 一般格式是：

protected void finalize()
{
   // 在这里终结代码
}

关键字 protected 是一个限定符，它确保 finalize() 方法不会被该类以外的代码调用。

当然，Java 的内存回收可以由 JVM 来自动完成。如果你手动使用，则可以使用上面的方法。

public class myfunc {    
    public static void main(String args[]) {
        Cake c1 = new Cake(1);  
        Cake c2 = new Cake(2);  
        Cake c3 = new Cake(3);  
          
        c2 = c3 = null;  
        System.gc(); //调用Java垃圾收集器
     }
}



class Cake extends Object {  
      private int id;  
      public Cake(int id) {  
        this.id = id;  
        System.out.println("Cake Object " + id + "is created");  
      }  
        
      protected void finalize() throws java.lang.Throwable {  
        super.finalize();  
        System.out.println("Cake Object " + id + "is disposed");  
      }
}

// 输出结果
Cake Object 1is created
Cake Object 2is created
Cake Object 3is created
Cake Object 3is disposed
Cake Object 2is disposed

finalize() 方法实例

 

二、修饰符类型

public 类：类属变量及方法，包内及包外的任何类均可以访问；
protected 类：类属变量及方法，包内的任何类，及包外的那些继承了此类的子类才能访问；
private 类：类属变量及方法，包内包外的任何类均不能访问；
friendly 类：类属变量及方法不以上这三种修饰符来修饰，那么包内的任何类都可以访问它，而包外的任何类都不能访问它(包括包外继承了此类的子类)，因此，这种类、类属变量及方法对包内的其他类是友好的，开放的，而对包外的其他类是关闭的。

类：

访问修饰符 修饰符 class 类名称 extends 父类名称 implement 接口名称
（访问修饰符与修饰符的位置可以互换）

访问修饰符
名称	说明	备注
public	可以被所有类访问（使用）	public类必须定义在和类名相同的同名文件中
package	可以被同一个包中的类访问（使用）	默认的访问权限，可以省略此关键字，可以定义在和public类的同一个文件中

修饰符
名称	说明	备注
final	使用此修饰符的类不能够被继承
abstract	如果要使用abstract类，之前必须首先建一个继承abstract类的新类，新类中实现abstract类中的抽象方法。	类只要有一个abstract方法，类就必须定义为abstract，但abstract类不一定非要保护abstract方法不可

 

变量：

l         Java中没有全局变量，只有方法变量、实例变量（类中的非静态变量）、类变量（类中的静态变量）。

l         方法中的变量不能够有访问修饰符。所以下面访问修饰符表仅针对于在类中定义的变量。

l         声明实例变量时，如果没有赋初值，将被初始化为null（引用类型）或者0、false（原始类型）。

l         可以通过实例变量初始化器来初始化较复杂的实例变量，实例变量初始化器是一个用{}包含的语句块，在类的构造器被调用时运行，运行于父类构造器之后，构造器之前。

l         类变量（静态变量）也可以通过类变量初始化器来进行初始化，类变量初始化器是一个用static{}包含的语句块，只可能被初始化一次。

 

访问修饰符
名称	说明	备注
public	可以被任何类访问
protected	可以被同一包中的所有类访问 可以被所有子类访问	子类没有在同一包中也可以访问
private	只能够被当前类的方法访问
缺省 无访问修饰符	可以被同一包中的所有类访问	如果子类没有在同一个包中，也不能访

修饰符
名称	说明	备注
static	静态变量（又称为类变量，其它的称为实例变量）	可以被类的所有实例共享。 并不需要创建类的实例就可以访问静态变量
final	常量，值只能够分配一次，不能更改	注意不要使用const，虽然它和C、C++中的const关键字含义一样 可以同static一起使用，避免对类的每个实例维护一个拷贝
transient	告诉编译器，在类对象序列化的时候，此变量不需要持久保存	主要是因为改变量可以通过其它变量来得到，使用它是为了性能的问题
volatile	指出可能有多个线程修改此变量，要求编译器优化以保证对此变量的修改能够被正确的处理

 

方法：

访问修饰符 修饰符 返回类型 方法名称（参数列表）throws 违例列表

l         类的构造器方法不能够有修饰符、返回类型和throws子句

l         类的构造器方法被调用时，它首先调用父类的构造器方法，然后运行实例变量和静态变量的初始化器，然后才运行构造器本身。

l         如果构造器方法没有显示的调用一个父类的构造器，那么编译器会自动为它加上一个默认的super()，而如果父类又没有默认的无参数构造器，编译器就会报错。super必须是构造器方法的第一个子句。

l         注意理解private构造器方法的使用技巧。

访问修饰符
名称	说明	备注
public	可以从所有类访问
protected	可以被同一包中的所有类访问 可以被所有子类访问	子类没有在同一包中也可以访问
private	只能够被当前类的方法访问
缺省 无访问修饰符	可以被同一包中的所有类访问	如果子类没有在同一个包中，也不能访问

修饰符
名称	说明	备注
static	静态方法（又称为类方法，其它的称为实例方法）	提供不依赖于类实例的服务 并不需要创建类的实例就可以访问静态方法
final	防止任何子类重载该方法	注意不要使用const，虽然它和C、C++中的const关键字含义一样 可以同static一起使用，避免对类的每个实例维护一个拷贝
abstract	抽象方法，类中已声明而没有实现的方法	不能将static方法、final方法或者类的构造器方法声明为abstract
native	用该修饰符定义的方法在类中没有实现，而大多数情况下该方法的实现是用C、C++编写的。	参见Sun的Java Native接口（JNI），JNI提供了运行时加载一个native方法的实现，并将其于一个Java类关联的功能
synchronized	多线程的支持	当一个此方法被调用时，没有其它线程能够调用该方法，其它的synchronized方法也不能调用该方法，直到该方法返回

 

接口：

访问修饰符 interface 接口名称 extends 接口列表

l         接口不能够定义其声明的方法的任何实现

l         接口中的变量总是需要定义为“public static final 接口名称”，但可以不包含这些修饰符，编译器默认就是这样，显示的包含修饰符主要是为了程序清晰

访问修饰符
名称	说明
public	所有
无访问修饰符（默认）	同一个包内

 

三、类的继承

继承的特性：

• 子类拥有父类非private的属性，方法和构造器。

• 子类可以拥有自己的属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。

• 子类可以用自己的方式实现父类的方法。

• Java的继承是单继承，但是可以多重继承，单继承就是一个子类只能继承一个父类，多重继承就是，例如A类继承B类，B类继承C类，所以按照关系就是C类是B类的父类，B类是A类的父类，这是java继承区别于C++继承的一个特性。

• 提高了类之间的耦合性（继承的缺点，耦合度高就会造成代码之间的联系）。

 

关键字

    继承可以使用 extends 和 implements 这两个关键字来实现继承，而且所有的类都是继承于 java.lang.Object，当一个类没有继承的两个关键字，则默认继承object（这个类在 java.lang 包中，所以不需要 import）祖先类。

extends关键字

    在Java中，类的继承是单一继承，也就是说，一个子类只能拥有一个父类，所以 extends 只能继承一个类。

implements关键字

    使用 implements 关键字可以变相的使java具有多继承的特性，使用范围为类继承接口的情况，可以同时继承多个接口（接口跟接口之间采用逗号分隔）。

super 与 this 关键字

    super关键字：我们可以通过super关键字来实现对父类成员的访问，用来引用当前对象的父类。

    this关键字：指向自己的引用

final关键字

    final 关键字声明类可以把类定义为不能继承的，即最终类；或者用于修饰方法，该方法不能被子类重写：

声明类：
    final class 类名 {//类体}
声明方法：
    修饰符(public,private,void,protected等) final 返回值类型 方法名(){//方法体}

实例变量也可以被定义为final，被定义为final的变量不能被修改。被声明为final的内的方法自动地声明为final，但是实例变量并不是final。

 

构造器

    子类不能继承父类的构造器（构造方法或者构造函数），但是父类的构造器带有参数的，则必须在子类的构造器中显式地通过super关键字调用父类的构造器并配以适当的当属列表。

    如果父类有无参构造器，则在子类的构造器中用super调用父类构造器不是必须的，如果没有使用super关键字，系统会自动调用父类的无参构造器。

 

class Animal { 
    private String name;  
    private int id; 
    public Animal(String myName, int myid) { 
        name = myName; 
        id = myid;
    } 
    public void eat(){ 
        System.out.println(name+"正在吃"); 
    }
    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡");
    }
    public void introduction() { 
        System.out.println("Hello everyone, my cardid is "+ id + ", and my name is " + name + "."); 
    } 
}


class Bird extends Animal { 
    public Bird(String myName, int myid) { 
        super(myName, myid); 
    } 
}

class Dog extends Animal { 
    public Dog(String myName, int myid) { 
        super(myName, myid); 
    } 
}


class SuperClass {
      private int n;
      SuperClass(){
        System.out.println("SuperClass()");
      }
      SuperClass(int n) {
        System.out.println("SuperClass(int n)");
        this.n = n;
        System.out.println("SuperClass(int n):"+this.n);
      }
}

class SubClass extends SuperClass{
      private int n;
      SubClass(){
        super(300);
        System.out.println("SuperClass");
      }
      public SubClass(int n){
        super(500);
        System.out.println("SubClass(int n):"+n);
        this.n = n;
        System.out.println("n:"+n+", this.n:"+this.n);
      }
}    

public class AnimalMain {
    public static void main(String[] args){
        Animal Mouseobjone = new Dog("小虎", 9);
        Mouseobjone.eat();    //小虎正在吃
        Mouseobjone.introduction();    //Hello everyone, my cardid is 9, and my name is 小虎.
        Animal Mouseobjtwo = new Dog("贝贝", 5);
        Mouseobjtwo.eat();    //贝贝正在吃
        Mouseobjtwo.introduction();    //Hello everyone, my cardid is 5, and my name is 贝贝.
        
        
        SubClass sc = new SubClass();
        //输出
        //SuperClass(int n)
        //SuperClass(int n):300
        //SuperClass
        SubClass sc2 = new SubClass(200);
        //输出
        //SuperClass(int n):500
        //SubClass(int n):200
        //n:200, this.n:200
    }
}

practice

 

四、重写(Override)与重载(Overload)

方法的重写(Overriding)和重载(Overloading)是java多态性的不同表现，重写是父类与子类之间多态性的一种表现，重载是一类中多态性的一种表现。

重写规则：

• 参数列表必须完全与被重写方法的相同；
• 返回类型必须完全与被重写方法的返回类型相同；
• 访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类的一个方法被声明为public，那么在子类中重写该方法就不能声明为protected。
• 父类的成员方法只能被它的子类重写。
• 声明为final的方法不能被重写。
• 声明为static的方法不能被重写，但是能够被再次声明。
• 子类和父类在同一个包中，那么子类可以重写父类所有方法，除了声明为private和final的方法。
• 子类和父类不在同一个包中，那么子类只能够重写父类的声明为public和protected的非final方法。
• 重写的方法能够抛出任何非强制异常，无论被重写的方法是否抛出异常。但是，重写的方法不能抛出新的强制性异常，或者比被重写方法声明的更广泛的强制性异常，反之则可以。
• 构造方法不能被重写。
• 如果不能继承一个方法，则不能重写这个方法。
• 当需要在子类中调用父类的被重写方法时，要使用super关键字。

class Animal{
    public void move(){
        System.out.println("动物可以行走");
    }
}

class Dog extends Animal{
    public void move(){
        super.move();
        System.out.println("狗会跳");
    }
    public void bark(){
        System.out.println("狗会叫");
    }
}


public class Override {
    public static void main(String args[]){
        Animal animalobj = new Animal();
        Dog dogobj = new Dog();
        
        animalobj.move();
        dogobj.move();
        //dogobj.bark();    //会报错！！！抛出一个编译错误，因为dogobj的引用类型Animal没有bark方法。
    }
}

practice

 

重载(overloading)

是在一个类里面，方法名字相同，而参数不同。返回类型可以相同也可以不同。

每个重载的方法（或者构造函数）都必须有一个独一无二的参数类型列表。

只能重载构造函数

重载规则：

• 被重载的方法必须改变参数列表(参数个数或类型或顺序不一样)；
• 被重载的方法可以改变返回类型；
• 被重载的方法可以改变访问修饰符；
• 被重载的方法可以声明新的或更广的检查异常；
• 方法能够在同一个类中或者在一个子类中被重载。
• 无法以返回值类型作为重载函数的区分标准。

public class Overloading {
    public int test(){
        System.out.println("This is one.");
        return 1;
    }
    
    public void test(int a){
        System.out.println("This is two.");
    }
    
    public String test(int a,String s) {
        System.out.println("This is three.");
        return "3";
    }
    
    public static void main(String args[]) {
        Overloading olobj = new Overloading();
        System.out.println(olobj.test());    //This is one.、1
        olobj.test(1);    //This is two.
        System.out.println(olobj.test(1, "test3"));    //This is three.、3
    }
}

practice

 

五、多态

多态的优点

• 1. 消除类型之间的耦合关系
• 2. 可替换性
• 3. 可扩充性
• 4. 接口性
• 5. 灵活性
• 6. 简化性

多态存在的三个必要条件

• 继承
• 重写
• 父类引用指向子类对象

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，再去调用子类的同名方法。

多态的好处：可以使程序有良好的扩展，并可以对所有类的对象进行通用处理

public class Polymorphism {
    public static void main(String[] args) {
        show(new Cat());  // 以 Cat 对象调用 show 方法
        show(new Dogo());  // 以 Dogo 对象调用 show 方法
            
        Animalo a = new Cat();  // 向上找方法  
        a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat
        Cat c = (Cat)a;        // 向下找方法  
        c.work();        // 调用的是 Cat 的 catchMouse
    }
    
    public static void show(Animalo a)  {
        a.eat();  
        // 类型判断
        if (a instanceof Cat)  {  // 猫做的事情 
            Cat c = (Cat)a;  
            c.work();  
        } else if (a instanceof Dogo) { // 狗做的事情 
            Dogo c = (Dogo)a;  
            c.work();  
        }  
    } 
}


abstract class Animalo {  
    abstract void eat();  
}  
  
class Cat extends Animalo {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
    public void work() {  
        System.out.println("抓老鼠");  
    }  
}  
  
class Dogo extends Animalo {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
    public void work() {  
        System.out.println("看家");  
    }  
}

practice

 

六、抽象类

如果你想设计这样一个类，该类包含一个特别的成员方法，该方法的具体实现由它的子类确定，那么你可以在父类中声明该方法为抽象方法。

Abstract关键字同样可以用来声明抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。

抽象方法没有定义，方法名后面直接跟一个分号，而不是花括号。

声明抽象方法会造成以下两个结果：

• 如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。
• 任何子类必须重写父类的抽象方法，或者声明自身为抽象类。

继承抽象方法的子类必须重写该方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能用来实例化对象。

抽象类规定1. 抽象类不能被实例化(初学者很容易犯的错)，如果被实例化，就会报错，编译无法通过。只有抽象类的非抽象子类可以创建对象。

• 2. 抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。

• 3. 抽象类中的抽象方法只是声明，不包含方法体，就是不给出方法的具体实现也就是方法的具体功能。

• 4. 构造方法，类方法（用static修饰的方法）不能声明为抽象方法。

• 5. 抽象类的子类必须给出抽象类中的抽象方法的具体实现，除非该子类也是抽象类。

abstract class Employeem {
    private String name;
    private String address;
    private int number;
    
    public abstract double macPany();
}


class Salary extends Employeem{
    private double salary=1;
    public double macPany(){
        System.out.println("Welcome to macPany.");
        return salary;
    }
}


public class Employee {    
    public static void main(String[] args){
        Salary macPanyobj = new Salary();
        macPanyobj.macPany();
    }
}

practice

 

七、封装

在面向对象程式设计方法中，封装（Encapsulation）是指，一种将抽象性函式接口的实作细节部份包装、隐藏起来的方法。

封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问。

要访问该类的代码和数据，必须通过严格的接口控制。

封装最主要的功能在于我们能修改自己的实现代码，而不用修改那些调用我们代码的程序片段。

适当的封装可以让程式码更容易理解与维护，也加强了程式码的安全性。

封装的优点

• 1. 良好的封装能够减少耦合。

• 2. 类内部的结构可以自由修改。

• 3. 可以对成员变量进行更精确的控制。

• 4. 隐藏信息，实现细节，一般限制为private。

public class EncapBase {
    public static void main(String[] args){
        EncapTmp encaptmpobj = new EncapTmp();
        System.out.println(encaptmpobj.getName());    //null
        encaptmpobj.setName("nick");
        System.out.println(encaptmpobj.getName());    //nick
    }
}


class
以上是关于一起学 Java 面向对象的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
 
 大家一起和snailren学java-一切都是对象
 一起学Java（十六）
 Python面向对象学习之八，装饰器
 新手小白学JAVA 面向对象2 构造函数 构造代码块 this
 一起学 Java集合框架数据结构泛型
 VSCode自定义代码片段——JS中的面向对象编程