Java 基础-类与面向对象

类

Object 类（java.lang.Object）是所有 Java 类的直接或间接父类。

成员方法及变长参数

方法定义：

[public | protected | private] [static] [final] [abstract] [native] [synchronized]
返回类型 方法名（[参数列表]） [throws exceptionList] {
	// 方法体
}

• static：表示这是一个类方法（静态方法），不需实例化即可调用
• final：表示这是一个终结方法，不可覆盖
• abstract：抽象方法，只有方法原型，没有方法体
• native：用来集成java代码和其他语言的代码
• synchronized：用来控制多个并发线程对共享数据的访问

跟 C++ 不同，Java 中类的成员方法不可以在类外部定义，且类中的所有成员方法都是相互可见的，跟定义顺序无关。

变长参数

有时需要方法接受未知个数的变量，这时可用变长参数（类型名后加3个点），然后在方法体中用增强的 for 循环遍历：

public void fun(int... arr) {
	for (int i : arr) {
		System.out.println(i);
	}
}

包

Java 中没有命名空间，但是通过包实现了类似的效果。

• 包名不可重复，一般用小写，用域名的反序做前缀
• 一个 Java 源文件就是一个编译单元，其中只能有一个public类，且该文件必须与该类同名，可以有多个非public类。编译后每个类都对应一个单独的字节码文件（即使是非public类）。
• 如果类定义在某个包中，那么 package 语句应该在源文件的首行。如果源文件包含import语句，那么应该放在package语句之后，类定义之前。
• import语句和package语句对源文件中定义的所有类都有效。
• 包名一定对应目录名，但目录名不一定对应包名。
• 引入包时，可以使用通配符，例如 import java.io.*;
• Java 编译器自动为所有程序自动引入 java.lang

类和成员的访问权限控制

类：要访问不同包中的类，该类必须是 public 的。

成员：

• public：可被任何其他方法访问
• default：仅允许来自同一个包的访问
• protected：只可被同一个类及其子类访问
• private：只可被同一个类访问

-	public	protect	default	private
任何类	√	×	×	×
不同包中的非子类	√	×	×	×
不同包中的子类	√	√	×	×
同一个包中的非子类	√	√	√	×
同一个包中的子类	√	√	√	×
同一个类	√	√	√	√

一般将属性设置为私有，通过共有的接口访问：

public class People {
	private int age;
	public void setAge(int age) {
		this.age = age;
	}
	public int getAge() {
		return this.age;
	}
}

内存回收 GC

当对象离开作用域，或者没有引用指向对象时，Java 的垃圾回收机制会回收这个对象所占用的资源。

Java 的垃圾回收器周期性运行，回收对象前，会自动调用对象的 finalize() 方法（该方法来自 Object 对象）。

枚举类型和枚举类

枚举类就是一个类，可以有成员方法和成员属性，隐含继承自 java.lang.Enum，不能再继承其他类。

对象的可取值有一定范围，且可以一一列出来，就可以用枚举类，例如一周的七天等：

[public] enum 枚举类型名称 [implements 接口名称列表] {
枚举值；
成员变量；
成员方法；
}

enum Score {
	GOOD,
	BAD;
};
public class ScoreTest {
	public static void main(String[] args) {
		giveScore(Score.GOOD);
	}
	public static void giveScore(Score s) {
		switch(s) {
			case GOOD: System.out.println("Good"); break;
			case BAD: System.out.println("Bad"); break;
		}
	}
}

枚举类型的默认方法：

• values()：静态方法，用于获取枚举类型的枚举值数组
• toString()：返回枚举值的字符串
• valueOf()：将字符串形式的枚举值转为枚举类型对象
• Ordinal()：获得对象在枚举类型中的位置索引

enum Player {
	YAOMING(240, 110),
	DA(200, 95);		// 枚举类中的枚举值自动调用构造函数初始化

	private final int height;
	private final int weight;
	Player(int height, int weight) {
		this.height = height;
		this.weight = weight;
	}
	public int getHeight() {
	    return this.height;
	}
}
public class PlayerTest {
	public static void main(String[] args) {
		for (Player p : Player.values()) { // 现在有两个枚举对象
			System.out.println(p.getHeight());
		}
	}
}

输出：

240
200

类的重用

继承

Java 语言只支持单继承。

子类继承父类之后，得到父类所有的成员属性和方法。子类可以新增属性和方法，也可以覆盖父类的属性和方法。

注意：父类的 private 私有属性和方法，子类是无法直接访问的。

public class People {
	int age;
	String say(String s) {
		System.out.println(s);
	}
}
public class Teacher extends People {
	int grade;
	String teach(String s) {
		System.out.println("teach to student:" + s);
	}
}

隐藏和覆盖

属性的隐藏

子类中声明了与父类中同名的成员变量时，从父类继承过来的成员变量就会被隐藏，此时子类有两个同名的变量（从父类继承的和自己声明的）。

当子类执行继承自父类的操作时，处理的是继承自父类的变量。当子类执行自己声明的方法时，操作的是自己声明的变量。

class A {
	int aMember;
	static int x = 2; // 静态成员不会被继承，但可以被所有子类对象访问
}
class B extends A {
	String aMember;
	int fun() {
		return super.aMember; // 显式的使用父类的成员变量
	}
}

例如：

class A {
    int x = 1;
    static int y = 2;
    void setY(int y) {
        this.y = y;
    }
}
class B extends A {
    int x = 90;
    int y = 91;
    void fun() {
        System.out.println("super.x is:" + super.x + ", x is:" + x);
        System.out.println("super.y is:" + super.y + ", y is:" + y);
    }
}
public class H {
    public static void main(String[] args) {
        B b = new B();
        b.fun();
        b.setY(666);
        b.fun();
    }
}

输出：

super.x is:1, x is:90
super.y is:2, y is:91
super.x is:1, x is:90
super.y is:666, y is:91

方法的覆盖

• 子类要覆盖父类的方法时，覆盖方法的返回类型、方法名、参数的个数和类型都必须和被覆盖的方法一样。
• 调用时，通过不同的类名或方法名区分使用的是哪个方法。
• 覆盖方法的访问权限可以比被覆盖的更宽松，但不能更严格。
• 基类中声明为 final 和 static 的方法不可覆盖，基类中的抽象方法必须覆盖

Object 类

Object 类的主要方法：

• public final Class getClass()：获取当前对象所属类的信息
• public String toString()：返回表示当前对象的字符串
• public boolean equals(Object obj)：判断两个对象的引用是否指向同一个对象（相当于 ==），是则返回 true，否则返回 false
• protected Object clone()：复制当前对象并返回副本
• public int hashCode()：返回该对象的哈希值
• protected void finalize() throws Throwable：在对象回收时执行，回收资源

对象的相等和同一

相等的对象未必是同一个，同一个对象一定相等。

比较运算符 == 判断的是两个对象是否的同一个，跟 Object 对象的 equals 方法一样。如果需要判断对象是否相等，需要覆盖 equals 方法。

class A {
	int age;
}
public class B {
	public static void main(String[] args) {
		A a1 = new A();
		A a2 = new A();
		System.out.println(a1 == a2 ? "a1 == a2" : "a1 != a2");
		System.out.println(a1.equals(a2) ? "a1 equals a2" : "a1 not equals a2");
	}
}

输出：

a1 != a2
a1 not equals a2

final 类与 final 方法

终结类不可被继承，终结方法不能被子类覆盖。否则编译报错。

final class {
	public final String fun() { return "hello";}
	//...
}

abstract 类

• 抽象类中，至少要有一个抽象方法
• 只要有抽象方法，这个类就必须声明为抽象类
• 抽象类不可实例化，只能做父类
• 接口是纯抽象类，接口中的所有方法都是抽象方法

abstract class abs {
	public abstract int fun();
}
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
	    Test t = new Test();
		System.out.println(t.fun());
	}
	public int fun() {
		return 666;
	}
}

泛型

Java 跟 C++ 一样，都是强类型语言。当我们需要写一个可以用于多种数据类型的方法时，就需要用到泛型。

泛型，就是将变量的类型也作为变量。调用具体的泛型方法时，需同时指定类型。

• 泛型类的类型参数声明部分在类名之前（例如 public <T> classA {...}）
• 泛型方法的类型参数声明部分在方法返回类型之前（例如public static <T1， T2> void fun() {...}）。
• 类型参数声明部分可以包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。
• 类型参数能被用来声明返回值类型，并且能作为泛型方法得到的实际参数类型的占位符。
• 泛型方法体的声明和其他方法一样。注意类型参数只能代表引用型类型（例如 Number、String 等），不能是原始类型（int、double、char 等）。

泛型接口

定义泛型接口时，在接口名之后放类型参数声明，类型声明可以在接口内部的任何地方使用：

public interface General<T> {
	public T fun();
}

类在实现泛型接口时，需要指定泛型的具体类型，可以是自定义的对象类型：

public class NumGeneral implements General<Number> {
	public Number fun() {
		return 666;
	}
	public static void main(String[] args) {
	    NumGeneral ng = new NumGeneral();
	    System.out.println(ng.fun());
	}
}

泛型类

跟泛型接口类似，泛型类的类型声明放在类名后面。泛型类的类型声明可以在类内部的任何地方使用：

class A <T> {
	private T data;
	public A(T data) {
		this.data = data;
	}
	public T getData() {
		return data;
	}
}
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		A a = new A<Number>(666);		// 这里如果不加 <Number>指定类型，执行时会有提示
		System.out.println(a.getData());
		A a2 = new A<String>("hello world");
		System.out.println(a2.getData());
	}
}

泛型方法

如果只是想写一个可以处理多种数据类型的方法，也是可以的，在返回值之前用尖括号声明（例如 public static <T> void fun()）后，就可在方法的参数、返回值、方法体中使用泛型：

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
	    System.out.println(returnT("hello"));
	    System.out.println(returnT(666));
	    printT("hello");
	    printT(666);
	}
	public static <T> T returnT(T data) {
	    return data;
	}
	public static <T> void printT(T data) {
	    System.out.println(data);
	}
}

限定泛型的类型

在用尖括号声明泛型的类型时，可以对其加以限定，具体语法为 <T extends >

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
	    System.out.println(returnT("hello")); // 会报错：<T>returnT(T) in Test cannot be applied to (java.lang.String)
	    System.out.println(returnT(666));
	    printT("hello");
	    printT(666);
	}
	// 类型限定为 Number
	public static <T extends Number> T returnT(T data) {
	    return data;
	}
	// 类型限定为实现了 Comparable 接口的
	public static <T extends Comparable<T>> void printT(T data) {
	    System.out.println(data);
	}
}

类型通配符

1、类型通配符一般是使用?代替具体的类型参数。例如 List<?> 在逻辑上是List<String>，List<Number> 等所有 List<具体类型实参> 的父类。
2、类型通配符上限通过 List<? extends 具体类型> 来定义，例如 List<? extends Number> 表示通配符泛型值接受 Number 及其下层子类类型。
3、类型通配符下限通过 List<? super 具体类型> 来定义，例如 List<? super Number> 表示类型只能接受Number及其父类类型，如Objec类型的实例。