Java自用基础编程篇-4.面向对象（下）

Posted 2021-10-04 王六六的IT日常

一、关键字：static

static:静态的

1.可以用来修饰的结构：主要用来修饰类的内部结构

属性、方法、代码块、内部类

2.static修饰属性：静态变量（或类变量）

2.1 属性，是否使用static修饰，又分为：静态属性 vs 非静态属性(实例变量)

• 实例变量：我们创建了类的多个对象，每个对象都独立的拥一套类中的非静态属性。当修改其中一个对象中的非静态属性时，不会导致其他对象中同样的属性值的修改。

• 静态变量：我们创建了类的多个对象，多个对象共享同一个静态变量。当通过某一个对象修改静态变量时，会导致其他对象调用此静态变量时，是修改过了的。
  2.2 static修饰属性的其他说明：
  ① 静态变量随着类的加载而加载。可以通过"类.静态变量"的方式进行调用
  ② 静态变量的加载要早于对象的创建。
  ③ 由于类只会加载一次，则静态变量在内存中也只会存在一份：存在方法区的静态域中。
  ④

  	类变量	实例变量
  类	yes	no
  对象	yes	yes

④ 类变量 实例变量
类 yes no
对象 yes yes

2.3 静态属性举例：System.out; Math.PI;

3.静态变量内存解析：

4.static修饰方法：静态方法、类方法

① 随着类的加载而加载，可以通过"类.静态方法"的方式进行调用
②

	静态方法	非静态方法
类	yes	no
对象	yes	yes

③ 静态方法中，只能调用静态的方法或属性
非静态方法中，既可以调用非静态的方法或属性，也可以调用静态的方法或属性

5.static的注意点：

5.1 在静态的方法内，不能使用this关键字、super关键字
5.2 关于静态属性和静态方法的使用，大家都从生命周期的角度去理解。

6.如何判定属性和方法应该使用static关键字：

6.1 关于属性

• 属性是可以被多个对象所共享的，不会随着对象的不同而不同的。
• 类中的常量也常常声明为static

6.2 关于方法

• 操作静态属性的方法，通常设置为static的
• 工具类中的方法，习惯上声明为static的。 比如：Math、Arrays、Collections

7.使用举例：

举例一：Arrays、Math、Collections等工具类
举例二：单例模式

举例三：
class Circle{
	
	private double radius;
	private int id;//自动赋值
	
	public Circle(){
		id = init++;
		total++;
	}
	
	public Circle(double radius){
		this();
//		id = init++;
//		total++;
		this.radius = radius;
		
	}
	
	private static int total;//记录创建的圆的个数
	private static int init = 1001;//static声明的属性被所对象所共享
	
	public double findArea(){
		return 3.14 * radius * radius;
	}

	public double getRadius() {
		return radius;
	}

	public void setRadius(double radius) {
		this.radius = radius;
	}

	public int getId() {
		return id;
	}

	public static int getTotal() {
		return total;
	}

}

单例模式

1.设计模式的说明

1.1 理解

设计模式是在大量的实践中总结和理论化之后优的代码结构、编程风格、以及解决问题的思考方式。

1.2 常用设计模式 — 23种经典的设计模式 GOF
创建型模式，共5种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
结构型模式，共7种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
行为型模式，共11种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代器模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

2.单例模式

2.1 要解决的问题：
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。
2.2 具体代码的实现：

饿汉式1：
class Bank{
	
	//1.私化类的构造器
	private Bank(){
		
	}
	
	//2.内部创建类的对象
	//4.要求此对象也必须声明为静态的
	private static Bank instance = new Bank();
	
	//3.提供公共的静态的方法，返回类的对象
	public static Bank getInstance(){
		return instance;
	}
}

饿汉式2：使用了静态代码块
class Order{
	
	//1.私化类的构造器
	private Order(){
		
	}
	
	//2.声明当前类对象，没初始化
	//4.此对象也必须声明为static的
	private static Order instance = null;

	static{
		instance = new Order();
 }
	
	//3.声明public、static的返回当前类对象的方法
	public static Order getInstance(){
		return instance;
	}
	
}

懒汉式：
class Order{
	
	//1.私化类的构造器
	private Order(){
		
	}
	
	//2.声明当前类对象，没初始化
	//4.此对象也必须声明为static的
	private static Order instance = null;
	
	//3.声明public、static的返回当前类对象的方法
	public static Order getInstance(){
		
		if(instance == null){
			
			instance = new Order();
			
		}
		return instance;
	}
	
}

2.3 两种方式的对比：
饿汉式：

• 坏处：对象加载时间过长。
• 好处：饿汉式是线程安全的

懒汉式：

• 好处：延迟对象的创建。
• 目前的写法坏处：线程不安全。—>到多线程内容时，再修改

二、main()的使用说明

1.main()方法作为程序的入口
2.main()方法也是一个普通的静态方法
3.main()方法可以作为我们与控制台交互的方式。（之前：使用Scanner）

如何将控制台获取的数据传给形参：String[] args?
运行时：java 类名 “Tom” “Jerry” “123” “true”

sysout(args[0]);//"Tom"
sysout(args[3]);//"true"  -->Boolean.parseBoolean(args[3]);
sysout(args[4]);//报异常

小结：一叶知秋
public static void main(String[] args){//方法体}

权限修饰符：private 缺省 protected pubilc ---->封装性
修饰符：static \\ final \\ abstract \\native 可以用来修饰方法
返回值类型： 无返回值 / 有返回值 -->return
方法名：需要满足标识符命名的规则、规范；“见名知意”
形参列表：重载 vs 重写；参数的值传递机制；体现对象的多态性
方法体：来体现方法的功能

main(){
Person p = new Man();
p.eat();
//p.earnMoney();

Man man = new Man();
man.eat();
man.earnMoney();
}

三、类的结构：代码块

类的成员之四：代码块(初始化块)（重要性较属性、方法、构造器差一些）

1.代码块的作用：用来初始化类、对象的信息

2.分类：代码块要是使用修饰符，只能使用static

分类：静态代码块 vs 非静态代码块

3.

静态代码块：

• 内部可以输出语句
• 随着类的加载而执行,而且只执行一次
• 作用：初始化类的信息
• 如果一个类中定义了多个静态代码块，则按照声明的先后顺序执行
• 静态代码块的执行要优先于非静态代码块的执行
• 静态代码块内只能调用静态的属性、静态的方法，不能调用非静态的结构

非静态代码块：

• 内部可以输出语句
• 随着对象的创建而执行
• 每创建一个对象，就执行一次非静态代码块
• 作用：可以在创建对象时，对对象的属性等进行初始化

如果一个类中定义了多个非静态代码块，则按照声明的先后顺序执行
非静态代码块内可以调用静态的属性、静态的方法，或非静态的属性、非静态的方法

4.实例化子类对象时，涉及到父类、子类中静态代码块、非静态代码块、构造器的加载顺序：

对应的练习：LeafTest.java / Son.java
== 由父及子，静态先行。==

属性的赋值顺序

①默认初始化
②显式初始化/⑤在代码块中赋值
③构造器中初始化
④有了对象以后，可以通过"对象.属性"或"对象.方法"的方式，进行赋值
执行的先后顺序：① - ② / ⑤ - ③ - ④

四、关键字：final

final：最终的
1.可以用来修饰：类、方法、变量

2.具体的：

2.1 final 用来修饰一个类:此类不能被其他类所继承。
比如：String类、System类、StringBuffer类

2.2 final 用来修饰方法：表明此方法不可以被重写
比如：Object类中getClass();

2.3 final 用来修饰变量：此时的"变量"就称为是一个常量

• final修饰属性：
  可以考虑赋值的位置：显式初始化、代码块中初始化、构造器中初始化
• final修饰局部变量：
  尤其是使用final修饰形参时，表明此形参是一个常量。当我们调用此方法时，给常量形参赋一个实参。一旦赋值以后，就只能在方法体内使用此形参，但不能进行重新赋值。

static final 用来修饰属性：全局常量

五、关键字：abstract

abstract: 抽象的

1.可以用来修饰：类、方法

2.具体的：

abstract修饰类：抽象类
> 此类不能实例化
> 抽象类中一定有构造器，便于子类实例化时调用（涉及：子类对象实例化的全过程）
> 开发中，都会提供抽象类的子类，让子类对象实例化，完成相关的操作 —>抽象的使用前提：继承性

abstract修饰方法：抽象方法
> 抽象方法只方法的声明，没方法体
> 包含抽象方法的类，一定是一个抽象类。反之，抽象类中可以没有抽象方法的。
> 若子类重写了父类中的所的抽象方法后，此子类方可实例化
若子类没重写父类中的所的抽象方法，则此子类也是一个抽象类，需要使用abstract修饰

3.注意点：

• abstract不能用来修饰：属性、构造器等结构
• abstract不能用来修饰私方法、静态方法、final的方法、final的类

4.abstract的应用举例：

举例一：

举例二：

abstract class GeometricObject{
public abstract double findArea();
}
class Circle extends GeometricObject{
private double radius;
public double findArea(){
		return 3.14 * radius * radius;
};
}

举例三：IO流中设计到的抽象类：InputStream/OutputStream / Reader /Writer。在其内部定义了抽象的read()、write()方法。

模板方法的设计模式

1.解决的问题

在软件开发中实现一个算法时，整体步骤很固定、通用，这些步骤已经在父类中写好了。但是某些部分易变，易变
部分可以抽象出来，供不同子类实现。这就是一种模板模式。

2.举例

abstract class Template{
	
	//计算某段代码执行所需要花费的时间
	public void spendTime(){
		
		long start = System.currentTimeMillis();
		
		this.code();//不确定的部分、易变的部分
		
		long end = System.currentTimeMillis();
		
		System.out.println("花费的时间为：" + (end - start));
		
	}
	
	public abstract void code();
	
}

class SubTemplate extends Template{

	@Override
	public void code() {
		
		for(int i = 2;i <= 1000;i++){
			boolean isFlag = true;
			for(int j = 2;j <= Math.sqrt(i);j++){
				
				if(i % j == 0){
					isFlag = false;
					break;
				}
			}
			if(isFlag){
				System.out.println(i);
			}
		}

	}
	
}

3.应用场景

六、关键字：interface

interface:接口

1.使用说明：

1.接口使用interface来定义
2.Java中，接口和类是并列的两个结构
3.如何定义接口：定义接口中的成员
3.1 JDK7及以前：只能定义全局常量和抽象方法

• 全局常量：public static final的.但是书写时，可以省略不写
• 抽象方法：public abstract的

3.2 JDK8：除了定义全局常量和抽象方法之外，还可以定义静态方法、默认方法（略

4.接口中不能定义构造器的！意味着接口不可以实例化

5.Java开发中，接口通过让类去实现(implements)的方式来使用.
如果实现类覆盖了接口中的所抽象方法，则此实现类就可以实例化
如果实现类没覆盖接口中所的抽象方法，则此实现类仍为一个抽象类

6.Java类可以实现多个接口 —>弥补了Java单继承性的局限性
格式：class AA extends BB implements CC,DD,EE

7.接口与接口之间可以继承，而且可以多继承
8.接口的具体使用，体现多态性
9. 接口，实际上可以看做是一种规范

2.举例：

class Computer{
	
	public void transferData(USB usb){//USB usb = new Flash();
		usb.start();
		
		System.out.println("具体传输数据的细节");
		
		usb.stop();
	}
}

interface USB{
	//常量：定义了长、宽、最大最小的传输速度等
	
	void start();
	void stop();
}

class Flash implements USB{

	@Override
	public void start() {
		System.out.println("U盘开启工作");
	}

	@Override
	public void stop() {
		System.out.println("U盘结束工作");
	}
}

class Printer implements USB{
	@Override
	public void start() {
		System.out.println("打印机开启工作");
	}

	@Override
	public void stop() {
		System.out.println("打印机结束工作");
	}
}

体会：
1.接口使用上也满足多态性
2.接口，实际上就是定义了一种规范
3.开发中，体会面向接口编程！

3.体会面向接口编程的思想

面向接口编程：我们在应用程序中，调用的结构都是JDBC中定义的接口，不会出现具体某一个数据库厂商的API。

4.Java8中关于接口的新规范

//知识点1：接口中定义的静态方法，只能通过接口来调用。

//知识点2：通过实现类的对象，可以调用接口中的默认方法。
//如果实现类重写了接口中的默认方法，调用时，仍然调用的是重写以后的方法

//知识点3：如果子类(或实现类)继承的父类和实现的接口中声明了同名同参数的默认方法，那么子类在没重写此方法的情况下，默认调用的是父类中的同名同参数的方法。–>类优先原则
//知识点4：如果实现类实现了多个接口，而这多个接口中定义了同名同参数的默认方法，
//那么在实现类没重写此方法的情况下，报错。–>接口冲突。
//这就需要我们必须在实现类中重写此方法
//知识点5：如何在子类(或实现类)的方法中调用父类、接口中被重写的方法

public void myMethod(){
		method3();//调用自己定义的重写的方法
		super.method3();//调用的是父类中声明的
		//调用接口中的默认方法
		CompareA.super.method3();
		CompareB.super.method3();
}

5.面试题：

抽象类和接口的异同？
相同点：不能实例化；都可以包含抽象方法的。
不同点：
1）把抽象类和接口(java7,java8,java9)的定义、内部结构解释说明
2）类：单继承性 接口：多继承
类与接口：多实现

代理模式

1.解决的问题

代理模式是Java开发中使用较多的一种设计模式。代理设计就是为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

2.举例

interface NetWork{
	
	public void browse();
	
}

//被代理类
class Server implements NetWork{

	@Override
	public void browse() {
		System.out.println("真实的服务器访问网络");
	}

}
//代理类
class ProxyServer implements NetWork{
	
	private NetWork work;
	
	public ProxyServer(NetWork work){
		this.work = work;
	}
	

	public void check(){
		System.out.println("联网之前的检查工作");
	}
	
	@Override
	public void browse() {
		check();
		
		work.browse();
		
	}
	
}

3.应用场景

工厂的设计模式

1.解决的问题

实现了创建者与调用者的分离，即将创建对象的具体过程屏蔽隔离起来，达到提高灵活性的目的。

2.具体模式

简单工厂模式：用来生产同一等级结构中的任意产品。（对于增加新的产品，需要修改已有代码）
工厂方法模式：用来生产同一等级结构中的固定产品。（支持增加任意产品)
抽象工厂模式：用来生产不同产品族的全部产品。（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族)

七、类的结构：内部类

内部类：类的第五个成员

1.定义：Java中允许将一个类A声明在另一个类B中，则类A就是内部类，类B称为外部类.

2.内部类的分类：

成员内部类（静态、非静态 ） vs 局部内部类(方法内、代码块内、构造器内)

3.成员内部类的理解：

一方面，作为外部类的成员：
>调用外部类的结构
>可以被static修饰
>可以被4种不同的权限修饰

另一方面，作为一个类：
> 类内可以定义属性、方法、构造器等
> 可以被final修饰，表示此类不能被继承。言外之意，不使用final，就可以被继承
> 可以被abstract修饰

4.成员内部类：

4.1如何创建成员内部类的对象？(静态的，非静态的)

//创建静态的Dog内部类的实例(静态的成员内部类):
Person.Dog dog = new Person.Dog();

//创建非静态的Bird内部类的实例(非静态的成员内部类):
//Person.Bird bird = new Person.Bird();//错误的
Person p = new Person();
Person.Bird bird = p.new Bird();

4.2如何在成员内部类中调用外部类的结构？

class Person{
	String name = "小明";
public void eat(){
}
//非静态成员内部类
	class Bird{
		String name = "杜鹃";
		public void display(String name){
			System.out.println(name);//方法的形参
			System.out.println(this.name);//内部类的属性
			System.out.println(Person.this.name);//外部类的属性
		//Person.this.eat();
		}
	}
}

5.局部内部类的使用：

//返回一个实现了Comparable接口的类的对象
	public Comparable getComparable(){
		
		//创建一个实现了Comparable接口的类:局部内部类
		//方式一：
//		class MyComparable implements Comparable{
//
//			@Override
//			public int compareTo(Object o) {
//				return 0;
//			}
//			
//		}
//		
//		return new MyComparable();
		
		//方式二：
		return new Comparable(){

			@Override
			public int compareTo(Object o) {
				return 0;
			}
			
		};
		
	}

注意点：

在局部内部类的方法中（比如：show如果调用局部内部类所声明的方法(比如：method)中的局部变量(比如：num)的话,要求此局部变量声明为final的。

jdk 7及之前版本：要求此局部变量显式的声明为final的
jdk 8及之后的版本：可以省略final的声明

总结：
成员内部类和局部内部类，在编译以后，都会生成字节码文件。
格式：
成员内部类：外部类 $ 内部类名.class
局部内部类：外部类 $ 数字 内部类名.class