JavaSE第12篇：面向对象之final、static、修饰符、内部类

目录

• 第一章：关键字final
  • 1.1-概述（了解）
  • 1.2-final使用格式（记忆）
• 第二章：关键字static
  • 2.1-概述（了解）
  • 2.2-定义和使用（记忆）
  • 2.3-静态原理图（理解）
  • 2.4-静态代码块（理解）
  • 2.5-静态导入（理解）
• 第三章：权限修饰符
  • 3.1-概述（了解）
  • 3.2-访问权限（记忆）
• 第四章：内部类
  • 4.1-概述（了解）
  • 4.2-成员内部类（记忆）
  • 4.3-匿名内部类（记忆）
• 第五章：引用类型的传递
  • 5.1-类名作为参数和返回值（理解）
  • 5.2-抽象类作为形参和返回值（理解）
  • 5.3-接口名作为形参和返回值（理解）

核心概述：本篇我们将学习面向对象的其他知识点，其中有关键字final，被它修饰的成员的值不能被修改；关键字static，被它修饰的成员是属于类的并且可以被所有同类型对象共享；权限修饰符，可以控制类成员的访问范围；内部类，方便将存在一定逻辑关系的类组织在一起，又可以对外界隐藏。

第一章：关键字final

1.1-概述（了解）

为什么要学习final关键字

学习了继承后，我们知道，子类可以在父类的基础上改写父类内容，比如，方法重写。

那么我们能不能随意的继承API中提供的类，改写其内容呢？显然这是不合适的。

为了避免这种随意改写的情况，Java提供了final 关键字，用于修饰不可改变内容。

final关键字可修饰的内容

被final修饰的内容不可改变。可以用于修饰类、方法和变量。

• 类：被修饰的类，不能被继承。
• 方法：被修饰的方法，不能被重写。
• 变量：被修饰的变量，不能被重新赋值。

1.2-final使用格式（记忆）

修饰类

格式如下：

final class 类名 {
  
}

查询API发现像 public final class String 、public final class Math 、public final class Scanner 等，很多我们学习过的类，都是被final修饰的，目的就是供我们使用，而不让我们所以改变其内容。

修饰方法

格式如下：

修饰符 final 返回值类型 方法名(参数列表){
    //方法体
}

重写被 final修饰的方法，编译时就会报错。

修饰变量

局部变量：基本类型的局部变量，被final修饰后，只能赋值一次，不能再更改。代码如下：

public class FinalDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 声明变量，使用final修饰
        final int a;
        // 第一次赋值 
        a = 10;
        // 第二次赋值
        a = 20; // 报错,不可重新赋值


        // 声明变量，直接赋值，使用final修饰
        final int b = 10;
        // 第二次赋值
        b = 20; // 报错,不可重新赋值
    }
}

局部变量：引用类型的局部变量，被final修饰后，只能指向一个对象，地址不能再更改。但是不影响对象内部的成员变量值的修改，代码如下：

public class FinalDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 User 对象
        final   User u = new User();
        // 创建 另一个 User对象
        u = new User(); // 报错，指向了新的对象，地址值改变。

        // 调用setName方法
        u.setName("张三"); // 可以修改
    }
}

成员变量：成员变量涉及到初始化的问题，初始化方式有两种，只能二选一：显示初始化 和 构造方法初始化。

显示初始化：

public class User {
    final String USERNAME = "张三";
    private int age;
}

构造方法初始化：

public class User {
    final String USERNAME ;
    private int age;
    public User(String username, int age) {
        this.USERNAME = username;
        this.age = age;
    }
}

第二章：关键字static

2.1-概述（了解）

static关键字是什么

static是静态修饰符，一般修饰成员。

被static修饰的成员属于类，不属于单个这个类的某个对象。

static修饰的成员被多个对象共享。

static修饰的成员属于类，但是会影响每一个对象。

被static修饰的成员又叫类成员，不叫对象的成员。

static关键字的特点

1. 被static修饰的属于类,不属于对象。
2. 优先于对象存在。
3. static修饰的成员,可以作为共享的数据(只要是根据static修饰的成员所在的类创建出来的对象,都可以共享这个数据)。

2.2-定义和使用（记忆）

类变量的定义和使用

当 static 修饰成员变量时，该变量称为类变量。

该类的每个对象都共享同一个类变量的值。任何对象都可以更改该类变量的值，但也可以在不创建该类的对象的情况下对类变量进行操作。

定义格式：**static 数据类型 变量名； **

static String room；

比如说，同学们进入学校上学（比如清华大学）时，那么我们所有学生的学校都是清华大学，而且每个学生都一样,跟每个学生无关。

所以，我们可以这样定义一个静态变量school，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  // 类变量，记录学生学习的学校
  public static String school = "清华大学";

  public Student(String name, int age){
    this.name = name;
    this.age = age;     
  }

  // 打印属性值
  public void show() {
    System.out.println("name=" + name + ", age=" + age + ", school=" + school );
  }
}

public class StuDemo {
  public static void main(String[] args) {
    Student s1 = new Student("张三", 23);
    Student s2 = new Student("李四", 24);
    Student s3 = new Student("王五", 25);
    Student s4 = new Student("赵六", 26);

    s1.show(); // Student : name=张三, age=23, school=清华大学
    s2.show(); // Student : name=李四, age=24, school=清华大学
    s3.show(); // Student : name=王五, age=25, school=清华大学
    s4.show(); // Student : name=赵六, age=26, school=清华大学
  }
}

类方法（静态方法）的定义和使用

当static 修饰成员方法时，该方法称为类方法 。静态方法在声明中有static ，建议使用类名来调用，而不需要创建类的对象。调用方式非常简单。使用 static关键字修饰的成员方法，习惯称为静态方法。

定义格式：

修饰符 static 返回值类型 方法名 (参数列表){ 
	// 执行语句 
}

在Student类中定义静态方法

public static void showNum() {
  System.out.println("num:" +  numberOfStudent);
}

注意事项：

• 静态方法可以直接访问类变量和静态方法。
• 静态方法不能直接访问普通成员变量或成员方法。反之，成员方法可以直接访问类变量或静态方法。
• 静态方法中，不能使用this关键字。

静态成员的调用方式

被static修饰的成员可以并且建议通过类名直接访问。虽然也可以通过对象名访问静态成员，原因即多个对象均属于一个类，共享使用同一个静态成员，但是不建议，会出现警告信息。

格式：

// 访问类变量
类名.类变量名；

// 调用静态方法
类名.静态方法名(参数)

示例：

public class StuDemo2 {
  public static void main(String[] args) {      
    // 访问类变量
    System.out.println(Student.numberOfStudent);
    // 调用静态方法
    Student.showNum();
  }
}

2.3-静态原理图（理解）

static 修饰的内容：

• 是随着类的加载而加载的，且只加载一次。
• 存储于一块固定的内存区域（静态区），所以，可以直接被类名调用。
• 它优先于对象存在，所以，可以被所有对象共享。

2.4-静态代码块（理解）

静态代码块：定义在成员位置，使用static修饰的代码块{ }。

• 位置：类中方法外。
• 执行：随着类的加载而执行且执行一次，优先构造方法的执行。

作用：类加载时，可以实现一些初始化操作。

public class Person {
	private String name;
	private int age;
 	//静态代码块
	static{
		System.out.println("静态代码块执行了");
	}
}

2.5-静态导入（理解）

静态导入就是java包的静态导入，使用import static 静态导入包 , 这样可以直接使用方法名去调用静态的方法。

格式

import static 包名.类名.方法名;
import static 包名.类名.*;

使用

定义A类 如下, 含有两个静态方法 :

package com.lpl666; 
public class A {
    public static void print(String s){
        System.out.println(s);
    }

    public static void print2(String s){
        System.out.println(s);
    }
}

静态导入一个类的某个静态方法 , 使用static和类名A .方法名 , 表示导入A类中的指定方法 , 代码演示 :

import static com.lpl666.A.print;
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        print("test string");
    }
}

如果有多个静态方法 , 使用static和类名A . * , 表示导入A类里的所有的静态方法, 代码演示 :

import static com.lpl666.A.*;
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        print("test string");
        print2("test2 string");
    }
}

第三章：权限修饰符

3.1-概述（了解）

在Java中提供了四种访问权限，使用不同的访问权限修饰符修饰时，被修饰的内容会有不同的访问权限，

• public：公共的。
• protected：受保护的
• default：默认的
• private：私有的

3.2-访问权限（记忆）

可见，public具有最大权限。private则是最小权限。

编写代码时，如果没有特殊的考虑，建议这样使用权限：

• 成员变量使用private ，隐藏细节。
• 构造方法使用 public ，方便创建对象。
• 成员方法使用public ，方便调用方法。

第四章：内部类

4.1-概述（了解）

将一个类A定义在另一个类B里面，里面的那个类A就称为内部类，B则称为外部类。

内部类，方便将存在一定逻辑关系的类组织在一起，又可以对外界隐藏。

4.2-成员内部类（记忆）

成员内部类：定义在类中方法外的类。

定义格式

class 外部类 {
    class 内部类{

    }
}

示例

在描述事物时，若一个事物内部还包含其他事物，就可以使用内部类这种结构。比如，汽车类Car 中包含发动机类Engine ，这时，Engine 就可以使用内部类来描述，定义在成员位置。

class Car { //外部类
    class Engine { //内部类

    }
}

访问特点

• 内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有成员。
• 外部类要访问内部类的成员，必须要建立内部类的对象。

创建内部类对象格式

格式：外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类型().new 内部类型();

示例：人和人的心脏

Person类和内部类Heart

public class Person {
    private  boolean live = true;
    class Heart {
        public void jump() {
            // 直接访问外部类成员
            if (live) {
                System.out.println("心脏在跳动");
            } else {
                System.out.println("心脏不跳了");
            }
        }
    }

    public boolean isLive() {
        return live;
    }

    public void setLive(boolean live) {
        this.live = live;
    }

}

测试类：Test

public class InnerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建外部类对象 
        Person p  = new Person();
        // 创建内部类对象
        Person.Heart heart = p.new Heart();
        // 调用内部类方法
        heart.jump();
        // 调用外部类方法
        p.setLive(false);
        // 调用内部类方法
        heart.jump();
    }
}
/*
    输出结果:
    	心脏在跳动
    	心脏不跳了
*/

内部类仍然是一个独立的类，在编译之后会内部类会被编译成独立的.class文件，但是前面冠以外部类的类名和$符号 。

比如，Person$Heart.class。

4.3-匿名内部类（记忆）

匿名内部类是内部类的简化写法。它的本质是一个带具体实现的 父类或者父接口的 匿名的 子类对象。

开发中，最常用到的内部类就是匿名内部类了。以接口举例，当你使用一个接口时，似乎得做如下几步操作，

1. 定义子类
2. 重写接口中的方法
3. 创建子类对象
4. 调用重写后的方法

我们的目的，最终只是为了调用方法，那么能不能简化一下，把以上四步合成一步呢？匿名内部类就是做这样的快捷方式。

匿名内部类的定义和使用

前提：必须存在一个类或者接口，这里的类可以是具体类也可以是抽象类。

格式：

new 父类名或者接口名(){
    // 方法重写
    @Override 
    public void method() {
        // 执行语句
    }
};

代码：

接口Fly

public interface Fly {
  void fly();
}

测试类

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
   /*
  	 1.等号右边:是匿名内部类，定义并创建该接口的子类对象 
  	 2.等号左边:是多态赋值,接口类型引用指向子类对象 
   */
    Fly bird = new Fly() {
      @Override
      public void fly() {
        System.out.println("小鸟飞...");
      }
    };
    // 调用匿名内部类重写后的方法。
    bird.fly();

  }
}

匿名内部类在Java中是实现函数式编程（后续篇幅讲解）的基础。

第五章：引用类型的传递

5.1-类名作为参数和返回值（理解）

概述

• 类名作为方法的形参

  • 方法的形参是类名，其实需要的是该类的对象

  • 实际传递的是该对象的【地址值】

• 类名作为方法的返回值

  • 方法的返回值是类名，其实返回的是该类的对象

  • 实际传递的，也是该对象的【地址值】

示例：

public class Person{
  public void eat(){
    System.out.println("吃饭");
  }
}
public class Test{
  public static void main(String[] args){
        method(new Person());
   		Person p = method2();
  }
  pubic static void method(Person p){
       p.eat();
  }
  public static Person method2(){
    	return new Person();
  }
}

5.2-抽象类作为形参和返回值（理解）

概述

• 方法的形参是抽象类名，其实需要的是该抽象类的子类对象
• 方法的返回值是抽象类名，其实返回的是该抽象类的子类对象

示例

public abstract class Animal{
  	public abstract void eat();
}
public class Cat extends Animal{
  public void eat(){
    System.out.println("要吃鱼");
  }
}
public class Test{
  public static void main(String[] args){
      method(new Cat());
    
     Animal a = method2();
    
  }
  public static void method(Animal a){
       a.eat();
  }
  public static Animal method2(){
    	return new cat();
  }
}

5.3-接口名作为形参和返回值（理解）

概述

• 方法的形参是接口名，其实需要的是该接口的实现类对象
• 方法的返回值是接口名，其实返回的是该接口的实现类对象

示例

public interface Fly{
    public abstract void fly();
 }
public class Bird implements Fly{
  public void fly(){
    System.out.println("自由飞翔");
  }
}
public class Test{
  public static void main(String[] args){
     method(new Bird());
    
     Fly f = method2();
    
  }
  public static void method(Fly f){
     	f.fly();
  }
  public static Fly method2(){
    	return new Bird();
  }
}