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  • Java（1）：面向对象

    Java复习笔记（一）：面向对象

    0、怎么理解“万事万物皆对象”

    1、在Java语言的范畴内，我们将功能封装到类中，通过类的实例化，来调用具体的功能。

    2、Java与前端交互时，将HTML中的标签转换为对象

    3、Java与后端交互时，将数据库中的表转换为对象

    0、前言：

    • 学习Java面向对象的三条主线
      • 类和类的成员：属性、方法构、构造器、代码块、内部类
      • 面向对象三大特征：封装、继承、多态
      • 其他关键字：this、super、package、import、static、final、abstract、interface

    1、类和类的成员

    1.0、类和对象

    1. 理解
      1. 正如生物由不同功能的细胞构成，Java代码由不同功能的类组成。类的作用正是为我们提供各种的功能。
    2. 语法
    修饰符 class 类名{
    属性声明；
    方法声明；
}
    • 说明：
      • 类的修饰符只有两种：public、缺省
      • 类名：首字母大写
    1. 类的使用
      1. 设计类
      2. 类的实例化
      3. 类的访问机制：
        1. 在同一类中，类的方法可以直接访问类的属性（static的方法只能访问static的属性方法）
        2. 在不同的类中
          1. 对于 非static的：“对象.属性/方法”来使用；
          2. static的方法：“类名.方法”
    2. 对象的使用

      1. 对于类中非static的属性，每个对象都有自己独立的一套属性值

      2. 对象的赋值，是直接把地址值给新对象，不new就不会在内存中开辟空间

      3. 创建对象的内存解析

        1. Stack（栈，通常指虚拟机栈）：存储局部变量
          1. 方法体内的变量都是局部变量包括
          2. 基本数据类型
          3. 对象的引用（这里指的是对象再heap中的首地址）
          4. 说明：main方法中的变量也是局部变量，因为main（）也是一个方法
        2. Heap（堆）：存放对象实例（new的对象、数组等）
        3. 引用数据类型只能存放两种数据：null和地址值

      4. 对象数组的内存解析

    3. 匿名对象

      1. 语法

        new Person().eat();

      2. 使用场景

        1. 一个对象只需要一次方法调用时，可以使用匿名对象
        2. 作为实参传递给一个方法时，可以使用匿名对象（实质是把地址值传递给形参）

      3. 注意：每一个new都是不同的对象

    1.1、属性

    1. 说明
      1. 属性，也叫成员变量（成员是相对于类而言的，属性是类的成员），英文field
    2. 语法
      修饰符 数据类型 属性名 = 初始化值；

    • 权限修饰符：private、缺省、protected、public

      权限修饰符 访问权限
      public 同一工程
      protected 不同包的子类
      缺省 同一个包
      private 类内部

    • 其他修饰符：static、final

    1. 变量的分类
    成员变量（成员指的是类的成员） 局部变量（局部指的所在的位置比类中还小一级）
    声明的位置 类内，方法体外 方法的形参、方法的内部、代码块内、构造器内
    修饰符 四种权限修饰符+static、final 不使用权限修饰符，可以用final
    初始化值 有默认的初始化值 没有默认的初始化值，必须显式的赋值
    形参在调用时再赋值
    内存加载位置 堆空间 或 静态域 栈空间
    • 成员变量又分为
      • 实例变量：不用static修饰，随着对象的创建而加载，每个对象有自己的一套。
      • 类变量：static修饰，是随着类的加载二加载，多用对象共用一套。
    1. 属性的默认初始化值
    成员变量类型 初始值
    byte 0
    short 0
    int 0
    long 0L
    float 0.0F
    double 0.0
    char 0或'u0000'（表现为空）
    boolean false
    引用类型 null
    1. 属性初始化的顺序

    1.2、方法

    1、说明
    • 方法，也叫成员方法，英文method
    2、语法
    权限修饰符 [static、final] 返回值类型 方法名（形参列表）{
    方法体；
    return 返回值；
}

    • 权限修饰符：四种

    • return的说明

      • 作用：结束方法、或、结束方法，并返回某个值
      • 注意：一旦return执行，后面的语句就不会被执行了
    3、类的分类
    1. 公共类 外 测试类 、main
    2. 公共类 里
    4、方法的重载
    • 概念：同一类中，存在一个以上的同名的方法，但是他们的参数类型和参数个数不同
    5、可变个数的形参
    1. 概念：允许直接定义能和多个实参相匹配的形参
    2. 格式：方法名（参数类型名...参数名）
    3. 实质：相当于数组，使用方法和数组下标一样，也因此形参中String[] books和String...books是不能共存的
    4. 应用场景：
      1. 数据库中，where后面不确定有多少个筛选条件
    6、方法参数的值传递机制★★★★★

    1. 概念

      1. 形参：方法声明时的参数
      2. 形参：方法调用时实际传递给形参的参数

    2. Java实参怎么传递给形参呢？---只有一种，就是值传递机制（就是把实际参数的副本传递给方法，参数本身不受影响）

      1. 形参是基本数据类型：把实参的“数据值”传递给形参
      2. 形参是引用数据类型：把实参的“地址值”传递给形参

    3. 画内存解析图解题★★★★★

      1. 例题一：基本数据类型的参数传递

        public class eg1 {
	public static void main(String[] args) {
		int x = 5;
		System.out.println("修改前x= " + x);
		change(x);
		System.out.println("修改后x= " + x);
	}
	
	public static void change(int x) {
		System.out.println("change修改前x= " + x);
		x = 3;
		System.out.println("change修改后x= " + x);
	}
}

/*
修改前x= 5
change修改前x= 5
change修改后x= 3
修改后x= 5

说明：change方法只是得到了x的值5，而不是得到了x
*/

      2. 例题二：引用数据类型的参数传递

        public class eg2 {
	public static void main(String[] args) {
		Person p = new Person();
		p.age = 5;
		System.out.println("修改前age= " + p.age);
		change(p);
		System.out.println("修改后age= " + p.age);
	}
	
	public static void change(Person p) {
		System.out.println("change修改前age= " + p.age);
		p.age = 3;
		System.out.println("change修改后age= " + p.age);
	}
}

class Person{
	int age;
}

/*
修改前age= 5
change修改前age= 5
change修改后age= 3
修改后age= 3

说明：change方法得到了p的地址值，也指向了heap中的p，因此实际修改了age

结论：要想修改、交换，就要传递引用类型变量
*/
    7、方法的递归
    1. 递归，构成了隐式的循环
    2. 使用场景和例题
      1. 计算1到100自然数的和
      2. 求n！
      3. 台阶问题
      4. 汉诺塔
      5. 快排

    1.3、构造器

    1. 作用

      1. 创建对象（无参）
      2. 创建对象并初始化（带参）

    2. 语法

      权限修饰符 类名（参数列表）{
    
}
//权限和类保持一致

    3. 注意

      1. 每个类都至少有一个构造器
      2. 一旦显示定义了构造器，系统就不再提供默认构造器
      3. 可以创建多个重载的构造器
      4. 子类不能继承父类的构造器

    1.4、代码块

    1. 作用：对类或对象进行初始化

    2. 分类：

      1. 静态代码块（用static修饰）

        1. 内部可以有输出语句
        2. 随着类的加载而执行，只执行一次

      2. 非静态代码块

        1. 内部可以有输出语句
        2. 每次创建对象，都会执行一次

      3. 两者特点和对比

        静态代码块 非静态代码块
        可以有输出语句 可以有输出语句
        可以对类的属性，类的声明做初始化 可以对类的属性，类的声明做初始化
        不能调用非静态的 静态非静态都可以调用
        优先于非静态代码块执行
        随着类的加载而加载，且只执行一次 每创建一个对象，就执行一次，优先于构造器

      4. 顺序：静态代码块>非静态代码块>构造器

    3. 使用：开发中的使用一般是为了初始化，但是用的较少。源码中出现要看懂

    1.5、内部类

    1.6、属性赋值的顺序

    ①默认初始化

    ②显示初始化==代码块初始化

    ③构造器初始化

    ④通过对象.属性/方法的形式赋值

    • 后执行的会覆盖先执行的操作

    1.7、JavaBean

    1. JavaBean是java语言写成的可重用组件
    2. JavaBean是一个类，要符合下列特征
      1. 类是公共的
      2. 有一个无参的公共的构造器
      3. 有属性和对象的get、set方法

    1.8、UML类图

    2、面向对象三大特征

    2.1、封装

    1. 封装的引入
    • 使用者如果可以直接操作类内部定义的属性，会导致：数据错误混乱、安全性问题--->把属性声明为private，再体统public的get、set方法实现对属性的操作。
    • 当然，private还可以用在方法（仅在类的内部使用这个方法）和构造器（单例模式）中。

    2.2、继承

    1、继承的引入
    1. 多个类中具有相同的属性和行为，把这些内容抽取到单独的一个类中，其他的类只需要继承这个类，就能得到这些属性和行为。
    2. 语法：class Subclass extends Supclass{}
    3. java只支持单继承
    2、重写（override/overwrite）
    1. 重写后的方法会覆盖父类中的方法，也因此，子类更具体、更强大
    2. 重写的要求
      1. 两同一不同：方法名相同、参数列表相同；方法体不同
      2. 重写的方法返回值小于等于被重写的
      3. 重写的方法访问权限大于等于被重写的
      4. 子类不能重写父类中private的方法（不可见）
      5. 子类重写方法抛出的异常小于等于父类被重写的方法的异常

    2.3、多态

    1、多态性的体现
    • 父类的引用指向子类的对象// 子类的对象赋给父类的引用// Person p = new Man()
    2、多态的应用
    1. 方法形参要的是父类类型，我们可以传递给他子类的对象
    3、虚拟方法调用★★★★★
    1. 含义：子类重写了父类的方法，多态情况下，父类的方法就叫 虚拟方法。父类根据赋给他的 不同子类的对象，动态的调用属于子类的该方法。这样的方法调用在编译器是无法确定的，因此称为动态绑定
    2. 用法
      1. 编译时，只能调用引用类型的变量中（即父类中）有的方法
      2. 运行时，调用实际new的对象的类中重写的方法
    3. 应用示例：连接数据库时
    4、instanceof

    1. 引入：有了多态以后，内存中有了子类的属性和方法，但是我们声明的父类类型，因此调用不了子类特有的属性和方法。怎么调用子类特有的属性方法呢---->强制类型转换为子类类型再调用，这时就要判断是不是这种类型，再进行转换。

    2. 自动类型提升（从子类到父类，自动进行）和强制类型转换（从父类到子类，instanceof判断再进行）

    3. 区分

      1. 对于属性来说，编译和运行都看左边。（也就是说，属性不会被继承锁覆盖，无论如何都是自己的属性）

      2. 对于方法来说，编译看左边（只调用父类的方法保证编译器不报错），运行看右边（实际执行的是new的对象的类的方法）。

      3. 怎么证明多态是运行时行为★★★★★

        class Animal  {
 
	protected void eat() {
		System.out.println("animal eat food");
	}
}

class Cat  extends Animal  {
 
	protected void eat() {
		System.out.println("cat eat fish");
	}
}

class Dog  extends Animal  {
 
	public void eat() {
		System.out.println("Dog eat bone");
	}
}

class Sheep  extends Animal  {
	public void eat() {
		System.out.println("Sheep eat grass");
	}
}

public class InterviewTest {

	public static Animal  getInstance(int key) {
		switch (key) {
		case 0:
			return new Cat ();
		case 1:
			return new Dog ();
		default:
			return new Sheep ();
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		int key = new Random().nextInt(3);

		System.out.println(key);

		Animal  animal = getInstance(key);
		
		animal.eat();	 
	}
}

      4. 多态笔试题

        public class InterviewTest1 {

	public static void main(String[] args) {
		Base1 base = new Sub1();
		base.add(1, 2, 3);

		Sub1 s = (Sub1)base;
		s.add(1,2,3);
	}
}

class Base1 {
	public void add(int a, int... arr) {
		System.out.println("base1");
	}
}

class Sub1 extends Base1 {

	public void add(int a, int[] arr) {//从实质上看，算是重写，编译器也这么认为
		System.out.println("sub_1");
	}

	public void add(int a, int b, int c) {//优先使用确定参数的方法
		System.out.println("sub_2");
	}
}
    5、例题

    3、其他关键字

    3.1、this

    1. 含义：表示当前对象
    2. 调用谁：this可以调用属性、方法、构造器
    3. 在哪里调用
      1. 在方法或构造器内，如果使用当前类的成员变量或成员方法，可以在其前面加this。但通常省略。
      2. 当形参和成员变量同名，在成员变量前加this以示区分
      3. 用this来访问属性和方法时，本类中没有，就会去父类中找
      4. 在构造器中调用时的几点说明
        1. 构造器中可以用 this（形参列表），调用本类中其他重载的构造器
        2. 不能调用自身、不能成环、n个构造器最低多有n-1个用this（形参列表）

    3.2、super

    1. 含义：父类中的
    2. 调用谁：super可以调用属性、方法构、造器
    3. this和super的对比：this是调用的本类中的，二super是调用父类中的

    3.3、package

    1. 引入：包主要用来对类和接口进行分类。当开发 Java 程序时，可能编写成百上千的类，因此很有必要对类和接口进行分类。

    2. 格式：package 顶级报名.子包名；，分别对应目录的层次

    3. 位置：第一行

    4. 了解一下JDK中主要的包

      包 说明
      java.lang 包含一些java的核心类：String、Math、Integer、System、Thread，提供常用功能
      java.net 包含执行和网络相关的操作的类和接口
      java.io 包含能够提供多种输入输出功能的类
      java.util 实用工具类
      java.text java格式相关的类
      java.sql java进行JDBC数据库编程的相关类和接口
      java.awt 构成抽象窗口工具集（abstract 、window、toolkits）的多个类，用来构建和管理GUI

    3.4、import

    1. 引入：在 Java 中，如果给出一个完整的限定名，包括包名、类名，那么 Java 编译器就可以很容易地定位到源代码或者类。import 语句就是用来提供一个合理的路径，使得编译器可以找到某个类

    2. 使用说明

      1. java.util.*----一次导入util下的所以类和接口

      2. 如果导入的类或接口是java.lang包下，或当前包下，可以省略导包

      3. 代码中包含不同包下的同名类，需要用全类名

      4. 如果已经导入导入了java.a包下的类，如果要使用a包的子包中的类，还是要导包

      5. import static组合使用：调用指定类或接口下的静态的属性和方法

        import static java.lang.System.*
out.println("hello");

等价于：System.out.println();

    3.5、static

    1. static的引入
      1. 当我们希望：不管是否产生对象，不管有多少对象，某些特定的数据在内存中只有一份。
      2. 这时，我们就可以引入static关键字
      3. static关键字可以修饰：属性、方法、代码块、内部类
      4. 修饰后的成员的特点：
        1. 随着类的加载而加载，因此：①类只加载一次，静态变量也加载一次，加载在方法区的静态域中②优先于对象存在③可以不创建对象，而直接用类来调用
        2. 被所以对象共享
    2. static修饰属性

      1. static修饰属性---->多个对象共享这个静态变量，如果一个对象修改了这个静态变量，后续的对象再调用，就是修改过后的。

      2. 实例变量和静态变量

        变量类型 特点
        实例变量 每个对象都有独立的一套属性
        静态变量 公用一个静态变量
    3. static修饰方法
      1. 可以不创建对象直接用类调用方法
      2. static修饰的方法不能被重写
    4. 应用场景

      1. static属性

        1. 不会随着对象的变化而变化的属性，可以声明为static的
        2. 具体的场景有：自动赋值、自动生成等字眼（这时就可在构造器加入：静态变量++注：每个构造器都要加）

      2. static类

        1. 操作静态属性的方法，通常是静态方法
        2. 工具类中的方法，习惯上声明为static的（Math、Arrays、Collections）

      3. 单例模式（面试题）：某个类只存在一个对象实例

        1. 饿汉式

          class Singleton(){
    //1.外部不能创建---私有化类的构造器
    private Singleton(){}
    //2.内部帮你创建---内部提供当前类的实例
    private static Singleton single = new Singleton();
    //3.给外部提供得到的方法---提供公共的静态方法，返回当前类的对象
    public static Singleton getInstance(){
        return single;//4.这里用到了single，所以必须是静态的，回去改正
    }
}

        2. 懒汉式

          class Singleton(){
    //1.外部不能创建---私有化类的构造器
    private Singleton(){}
    //2.内部帮你创建---内部提供当前类的实例
    private static Singleton single；
    //3.给外部提供得到的方法---提供公共的静态方法，返回当前类的对象
    public static Singleton getInstance(){//4.这里用到了single，所以必须是静态的，回去改正
        if(single == null){
            single = new Singleton;
        }
        return single;
    }
}

        3. 两者对比

          饿汉式 懒汉式
          好处 线程安全 延迟创建对象
          坏处 对象加载的时间过长 目前的写法线程不安全（多线程时修改）

        4. 使用场景

          1. 网站计数器、数据库连接池、任务管理器、回收站

    3.6、final

    1. final类
      1. 不能被继承（绝后。。。）
      2. 举例：String类、System类、StringBuffer类
      3. 为什么要声明为final：因为系统把该有的功能都提供了，不用我们自己搞新花样啦！
    2. final方法
      1. 不能被重写（自己写方法一般不加final）
      2. 举例：Object类中的getClass()
      3. 为什么：只让我们用这个方法做这一件事
    3. final
      1. final+变量==常量
        1. 修饰属性（成员变量）：必须显式赋值/代码块中赋值/每个构造器中都初始化
        2. 修饰局部变量：使用final修饰形参时，表示形参是常量，调用方法时赋常量给形参，只能在方法体内使用，而且不能再修改
      2. 举例：PI
      3. 为什么：不能修改这个数，也没必要改
    4. static final一起使用
      1. 修饰属性：全局常量（接口中的属性都是这样的）
      2. 修饰方法：很少用到

    3.7、abstract★★★★★

    1. 引入：随着继承层析的增加，子类越来越具体，父类越来越一般、通用、抽象。有时一个父类特别抽象，以至于没有具体的实例，这样的类就叫抽象类。抽象类就像作文模板，我们只需要在可变的部分修修补补就好了。

    2. abstract修饰类

      1. 抽象类不能实例化。因此，我们都要提供他的子类，让子类实例化（否则抽象类有意义）。
      2. 抽象类中仍然有构造器。便于子类实例化的时候使用
      3. 包含抽象方法的类，一定是抽象类（因为有了抽象方法，就要保证这个抽象方法不能被调用）。反之，抽象类里可以没有抽象方法。

    3. abstract修饰方法

      1. 格式：加abstract关键字，没有方法体，并且分号结尾
      2. 子类重写了所有父类中的所有抽象方法，才可以实例化。否则，还是抽象类，要加abstract。

    4. 应用场景举例

      1. 计算计划人图形的面积（因为不知道是具体什么图形，计算方法就不一样）

    5. 注意

      1. abstract不能修饰私有方法：因为子类不可见
      2. abstract不能修饰静态方法
      3. abstract不能修饰final的类或方法

    6. 抽象类的匿名子类（只用一次，图省事）(见到要认识)

      //Person类是抽象的

//创建匿名子类的对象
Person p = new Person(){//并不是new的Person的对象，而是子类的对象
    @Override
    public void eat(){
        
    }
}

//创建匿名子类的匿名对象
method(new Person(){
    @Override
    public void eat(){
        
    }
})

    3.8、interface★★★★★

    1. 引入：Java不支持多继承，但是我们需要这个功能，所以用接口interface来实现多重继承的效果

    2. 接口的本质：标准、规范。接口是抽象方法和全局常量的集合

    3. 接口的特点

      1. 和类是并列的关系
      2. 接口中的成员变量默认是public static final修饰的，即使省略了，也还是存在。因此接口中的成员变量是全局常量
      3. 接口中的方法默认是public abstract修饰的，即使省略了，也还是存在。因此接口中的方法是抽象方法
      4. 接口中没有构造器，因此不能实例化。只能通过类实现接口实现所有的抽象方法，在实例化

    4. 接口和抽象类的对比（面试题）

    3.9、main()的使用说明
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