Java基础概念、知识点整理

原文链接：https://foochane.cn/article/2019121501.html

1 基础概念

1.1 二进制

字节是计算机中最小存储单元。计算机存储任何的数据，都是以字节的形式存储。8个bit（二进制位） 0000-0000表示为1个字节，写成1 byte或者1 B。

• 8 bit = 1 B
• 1024 B =1 KB
• 1024 KB =1 MB
• 1024 MB =1 GB
• 1024 GB = 1 TB

1.2 Java虚拟机

虚拟机是一种抽象化的计算机，通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。Java虚拟机（Java Virtual Machine，JVM ）有自己完善的硬体架构，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。Java虚拟机屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息，使得Java程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码)，就可以在多种平台上不加修改地运行。

所谓的java虚拟机，就是一台虚拟的机器。它是一款软件，用来执行一系列虚拟计算机指令，大体上虚拟机可以分为系统虚拟机和程序虚拟机。Visual Box、VMWare就属于系统虚拟机。他们完全是对物理计算机的仿真，提供一个可运行完整操作系统的软件平台。而java虚拟机就是典型程序虚拟机，它专门为执行单个计算机程序而设计，在java虚拟机中执行的指令我们称之为java字节码指令。java发展到今天，出现了很多虚拟机，最初sun使用的叫Classic的java虚拟机，到现在使用最广泛的是HotSpot虚拟机，除了sun以外还有BEA的JRockit,目前JRockit和HotSpot都被甲骨文公司收入旗下，大有整合的趋势。

任何软件的运行，都必须要运行在操作系统之上，而我们用Java编写的软件可以运行在任何的操作系
统上，这个特性称为Java语言的跨平台特性。该特性是由JVM实现的，我们编写的程序运行在JVM上，而JVM运行在操作系统上。

1.3 JRE 和 JDK

• JRE（Java Runtime Environment）：是Java程序的运行时环境，包含 JVM 和运行时所需要的 核心类库 。
• JDK（Java Development Kit)：是Java程序开发工具包，包含 JRE 和开发人员使用的工具。

我们想要运行一个已有的Java程序，那么只需安装 JRE 即可。我们想要开发一个全新的Java程序，那么必须安装 JDK 。

1.4 常量和变量

• 常量：程序运行中固定不变的量
• 变量：程序中运行可以变化的量

常量分类：

变量分类：

Java的数据类型分为两大类：

• 基本数据类型 ：整数 、 浮点数 、 字符 、 布尔 。
• 引用数据类型 ：类 、 数组 、 接口 。

long类型：建议数据后加L表示
float类型：建议数据后加F表示

1.5 数据类型转换

自动类型转换（隐式）

• 特点：代码不需要进行特殊处理，自动完成。
• 规则：数据范围从小到大。

强制类型转换（显式）

• 特点：代码需要进行特殊的格式处理，不能自动完成。

• 格式：范围小的类型 范围小的变量名 =（范围小的类型) 原本范围大的数据;

注意事项：

1. 强制类型转换一般不推荐使用，因为有可能发生精度损失、数据溢出。

2. byte/short/char这三种类型都可以发生数学运算，例如加法“+”.
3. byte/short/char这三种类型在运算的时候，都会被首先提升成为int类型，然后再计算。

4. boolean类型不能发生数据类型转换

1.6 运算符

算数运算符

前++和后++的区别

public?static?void?main(String[]?args)?{
????int?a?=?1;
????int?b?=?++a;
????System.out.println(a);//计算结果是2
????System.out.println(b);//计算结果是2
}

public?static?void?main(String[]?args)?{
????int?a?=?1;
????int?b?=?a++;
????System.out.println(a);//计算结果是2
????System.out.println(b);//计算结果是1
}

赋值运算符

比较运算符

逻辑运算符

三元运算符

三元运算符格式：

数据类型 变量名 = 布尔类型表达式？结果1：结果2

示例：

public?static?void?main(String[]?args)?{
????int?i?=?(1==2???100?:?200);
????System.out.println(i);//200
????int?j?=?(3<=4???500?:?600);
????System.out.println(j);//500
}

1.7 JShell脚本工具

JShell脚本工具是JDK9的新特性,当我们编写的代码非常少的时候，而又不愿意编写类，main方法，也不愿意去编译和运行，这个时候可以使用JShell工具。

启动JShell工具，在DOS命令行直接输入JShell命令。

1.8 IDEA快捷键

2 流程控制语句

2.1 判断语句if-else

语句格式：

if?(判断条件1)?{
?? 执行语句1; ?
}?else?if?(判断条件2)?{
?? 执行语句2; ?
}
...
}else?if?(判断条件n)?{
? 执行语句n; ??
}?else?{
?? 执行语句n+1; ?
}

2.2 选择语句swich-case

语句格式：

switch(表达式)?{
??case?常量值1:
????语句体1;
????break;
??case?常量值2:
????语句体2;
????break;
??...
??default:
????语句体n+1;
????break;
}

2.3 循环语句

循环语句for

语句格式：

for(初始化表达式①;?布尔表达式②;?步进表达式④){
循环体③ ???????
}

执行流程
执行顺序：①②③④ >②③④>②③④…②不满足为止。
①负责完成循环变量初始化
②负责判断是否满足循环条件，不满足则跳出循环
③具体执行的语句
④循环后，循环条件所涉及变量的变化情况

循环语句while

语句格式1:

初始化表达式①
??while(布尔表达式②){
????循环体③
????步进表达式④
}

执行流程
执行顺序：①②③④ >②③④>②③④…②不满足为止。
①负责完成循环变量初始化。
②负责判断是否满足循环条件，不满足则跳出循环。
③具体执行的语句。
④循环后，循环变量的变化情况。

语句格式2：

初始化表达式①
????do{
????循环体③
????步进表达式④
}while(布尔表达式②);

执行流程
执行顺序：①③④ >②③④>②③④…②不满足为止。
①负责完成循环变量初始化。
②负责判断是否满足循环条件，不满足则跳出循环。
③具体执行的语句
④循环后，循环变量的变化情况

2.4 break和continue

break

使用场景：终止 switch或者循环

• 在选择结构 switch语句中
• 在循环语句中
• 离开使用场景的存在是没有意义的

示例：

public?static?void?main(String[]?args)?{
????for?(int?i?=?1;?i<=10;?i++)?{
????????//需求:打印完两次HelloWorld之后结束循环
????????if(i?==?3){
??????????break;
????????}
????????System.out.println("HelloWorld"+i);
????}
}

continue

使用场景：结束本次循环，继续下一次的循环

示例：

public?static?void?main(String[]?args)?{
????for?(int?i?=?1;?i?<=?10;?i++)?{
????????//需求:不打印第三次HelloWorld
????????if(i?==?3){
??????????continue;
????????}
????????System.out.println("HelloWorld"+i);
????}
}

3 数组

3.1 容器

容器： 是将多个数据存储到一起，每个数据称为该容器的元素。

3.2 数组概念

数组概念： 数组就是存储数据长度固定的容器，保证多个数据的数据类型要一致。

3.3 数组的定义

方式一

格式：

数组存储的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度];

示例：

int[]?arr?=?new?int[3];

方式二

格式：

数据类型[]?数组名?=?new?数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};

示例：

int[]?arr?=?new?int[]{1,2,3,4,5};

方式三

格式：

数据类型[]?数组名?=?{元素1,元素2,元素3...};

示例：

int[]?arr?=?{1,2,3,4,5};

【注意】：

1. 数组有定长特性，长度一旦指定，不可更改
2. 方式三同样也进行了new操作

3.4 数组操作

• 索引： 每一个存储到数组的元素，都会自动的拥有一个编号，从0开始，这个自动编号称为数组索引(index)，可以通过数组的索引访问到数组中的元素。
• 数组的长度： 每个数组都具有长度，而且是固定的，Java中赋予了数组的一个属性，可以获取到数组的长度，语句为： 数组名 .length ，属性length的执行结果是数组的长度，int类型结果。由次可以推断出，数组的最大索引值为数组名 .length-1。
• 索引访问数组中的元素: 数组名[索引]

示例：

public?static?void?main(String[]?args)?{
????//定义存储int类型数组，赋值元素1，2，3，4，5
????int[]?arr?=?{1,2,3,4,5};
????//为0索引元素赋值为6
????arr[0]?=?6;
????//获取数组0索引上的元素
????int?i?=?arr[0];
????System.out.println(i);
????//直接输出数组0索引元素
????System.out.println(arr[0]);
}

数组取最大值

代码如下：

public?static?void?main(String[]?args)?{
????int[]?arr?=?{?5,?15,?2000,?10000,?100,?4000?};
????//定义变量，保存数组中0索引的元素
????int?max?=?arr[0];
????//遍历数组，取出每个元素
????for?(int?i?=?0;?i?<?arr.length;?i++)?{
??????//遍历到的元素和变量max比较
??????//如果数组元素大于max
??????if?(arr[i]?>?max)?{
????????//max记录住大值
????????max?=?arr[i];
??????}
????}
????System.out.println("数组最大值是：?"?+?max);
}

数组反转

代码如下：

public?static?void?main(String[]?args)?{
????int[]?arr?=?{?1,?2,?3,?4,?5?};
????/*
??????循环中定义变量min=0最小索引
??????max=arr.length‐1最大索引
??????min++,max‐‐
??????*/
????for?(int?min?=?0,?max?=?arr.length?‐?1;?min?<=?max;?min++,?max‐‐)?{
??????//利用第三方变量完成数组中的元素交换
??????int?temp?=?arr[min];
??????arr[min]?=?arr[max];
??????arr[max]?=?temp;
????}
????//?反转后，遍历数组
????for?(int?i?=?0;?i?<?arr.length;?i++)?{
??????System.out.println(arr[i]);
????}
}

3.5 数组内存划分

内存是计算机中的重要原件，临时存储区域，作用是运行程序。我们编写的程序是存放在硬盘中的，在硬盘中的程序是不会运行的，必须放进内存中才能运行，运行完毕后会清空内存。

Java虚拟机要运行程序，必须要对内存进行空间的分配和管理。

Java的内存需要划分成为5个部分:

1. 栈（Stack） :存放的都是方法中的局部变量。方法的运行一定要在栈当中运行。
   • 局部变量:方法的参数，或者是方法{}内部的变量
   • 作用域:一旦超出作用域，立刻从栈内存当中消失。
2. 堆（Heap）:凡是new出来的东西，都在堆当中。
   • 堆内存里面的东西都有一一个地址值: 16进制
   • 堆内存里面的数据，都有默认值。规则:
     • 如果是整数 默认为0
     • 如果是浮点数 默认为0.0
     • 如果是字符 默认为‘\u0000‘
     • 如果是布尔 默认为false
     • 如果是引用类型 默认为null

3. 方法区（Method Area）:存储class相关信息，包含方法的信息。

4. 本地方法栈（Native Method Stack）:与操作系统相关。

5. 寄存器（PC Register） :与CPU相关。

示例：

public?static?void?main(String[]?args)?{
????
    //?定义数组，存储3个元素
????int[]?arr?=?new?int[3];
????
    //数组索引进行赋值
????arr[0]?=?5;
????arr[1]?=?6;
????arr[2]?=?7;
????
    //输出3个索引上的元素值
????System.out.println(arr[0]);
????System.out.println(arr[1]);
????System.out.println(arr[2]);

}

代码执行流程：

1. main方法进入方法栈。程序运行前main方法存储在方法区，程序运行时，main方法进入栈
2. 创建数组。JVM在堆内存中开辟一个内存空间存储数组（new int[3])，数组中的三个元素默认值为0。内存地址以一个十六进制数表示（0xff343）。
3. JVM将内存地址赋值给变量 arr。变量arr保存的是数组内存中的地址，而不是一个具体的数值，因此数组为引用数据类型。
4. 根据数组索引给数组的3个元素赋值，分布赋值为5，6，7。然后进行打印。

两个变量指向同一个数据：

public?static?void?main(String[]?args)?{
????//?定义数组，存储3个元素
????int[]?arr?=?new?int[3];
????//数组索引进行赋值
????arr[0]?=?5;
????arr[1]?=?6;
????arr[2]?=?7;
????//输出3个索引上的元素值
????System.out.println(arr[0]);
????System.out.println(arr[1]);
????System.out.println(arr[2]);
????//定义数组变量arr2，将arr的地址赋值给arr2
????int[]?arr2?=?arr;
????arr2[1]?=?9;
????System.out.println(arr[1]);
}

上述代码中，arr和arr2都指向同一个内存地址，arr2[1] = 9执行后，arr[1]也会跟着改变。

4 面向对象

Java语言是一种面向对象的程序设计语言，而面向对象思想是一种程序设计思想，我们在面向对象思想的指引下，
使用Java语言去设计、开发计算机程序。 这里的对象泛指现实中一切事物，每种事物都具备自己的属性和行为。面向对象思想就是在计算机程序设计过程中，参照现实中事物，将事物的属性特征、行为特征抽象出来，描述成计算机事件的设计思想。 它区别于面向过程思想，强调的是通过调用对象的行为来实现功能，而不是自己一步一步的去操作实现。

面向对象思想是一种更符合我们思考习惯的思想，它可以将复杂的事情简单化，并将我们从执行者变成了指挥者。面向对象的语言中，包含了三大基本特征，即封装、继承和多态。

4.1 类和对象

• 类 ：是一组相关属性和行为的集合。可以看成是一类事物的模板，使用事物的属性特征和行为特征来描述该
  类事物。
• 属性：事物的状态信息。
• 行为：事物能够做什么。
• 对象 ：是一类事物的具体体现。对象是类的一个实例，必然具备该类事物的属性和行为。
• 类与对象的关系
• 类是对一类事物的描述，是 抽象的。
• 对象是一类事物的实例，是 具体的。
• 类是对象的模板，对象是类的实体 。

4.2 类的定义

定义格式：

public?class?ClassName?{
??//成员变量
??//成员方法
}

示例：

public?class?Student?{
?? //成员变量 ?
?? String?name；//姓名 ?
???int?age；//年龄
   
   //成员方法
???//学习的方法
????public void?study()?{
????System.out.println("好好学习，天天向上");
??}
??//吃饭的方法
??publicvoid?eat()?{
????System.out.println("学习饿了要吃饭");
??}
}    

4.3 对象使用

对象的使用格式

创建对象：

类名?对象名?=?new?类名();

使用对象访问类中的成员:

对象名.成员变量；
对象名.成员方法()；

示例：

public?class?Test01_Student?{
??public?static?void?main(String[]?args)?{
????//创建对象格式：类名?对象名?=?new?类名();
????Student?s?=?new?Student();
????System.out.println("s:"+s);?//cn.itcast.Student@100363
????//直接输出成员变量值
????System.out.println("姓名："+s.name);?//null
????System.out.println("年龄："+s.age);?//0
????System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
????//给成员变量赋值
????s.name?=?"赵丽颖";
????s.age?=?18;
????//再次输出成员变量的值
????System.out.println("姓名："+s.name);?//赵丽颖
????System.out.println("年龄："+s.age);?//18
????System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
????//调用成员方法
????s.study();?//?"好好学习，天天向上"
????s.eat();?//?"学习饿了要吃饭"
??}
}

成员变量的默认值

• 基本类型：
  • 整数（byte，short，int，long）：0
  • 浮点数（float，double）：0.0
  • 字符（char）： ‘\u0000‘

  • 布尔（boolean）：false

    • 引用类型：数组，类，接口 null

4.4 成员变量和局部变量区别

public class Car{
    String color; //成员变量
    public void drive(){
        int speed = 80; //局部变量
        //......
    }
}

• 在类中的位置不同
  • 成员变量：类中，方法外
  • 局部变量：方法中或者方法声明上（形式参数)
• 作用范围不一样
  • 成员变量：类中
  • 局部变量：方法中
• 初始化值的不同
  • 成员变量：有默认值
  • 局部变量：没有默认值。必须先定义，赋值，最后使用在内
• 存中的位置不同
  • 成员变量：堆内存
  • 局部变量：栈内存
• 生命周期不同
  • 成员变量：随着对象的创建而存在，随着对象的消失而消失
  • 局部变量：随着方法的调用而存在，随着方法的调用完毕而消失

5 封装

面向对象编程语言是对客观世界的模拟，客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的，外界无法直接操作和修改。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其他类随意访问。要访问该类的数据，必须通过指定的方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护，也加强了代码的安全性。

封装的步骤

1. 使用 private 关键字来修饰成员变量。
2. 对需要访问的成员变量，提供对应的一对 getXxx 方法 、 setXxx 方法。

5.1 private关键字

private的含义

1. private是一个权限修饰符，代表最小权限。
2. 可以修饰成员变量和成员方法。
3. 被private修饰后的成员变量和成员方法，只在本类中才能访问。

private的使用格式：

private?数据类型?变量名;

1. 使用 private 修饰成员变量，代码如下：

public?class?Student?{
??private?String?name;
??private?int?age;
}

1. 提供 getXxx 方法 / setXxx 方法，可以访问成员变量，代码如下：

public?class?Student?{
??private?String?name;
??private?int?age;
??public?void?setName(String?n)?{
????name?=?n;
??}
??public?String?getName()?{
????return?name;
??}
??public?void?setAge(int?a)?{
????age?=?a;
??}
??public?int?getAge()?{
????return?age;
??}
}

5.2 this关键字

this的含义this代表所在类的当前对象的引用（地址值），即对象自己的引用。

方法被哪个对象调用，方法中的this就代表那个对象。即谁在调用，this就代表谁。

this使用格式:

this.成员变量名;

使用 this 修饰方法中的变量，解决成员变量被隐藏的问题，代码如下：

由于形参变量名与成员变量名重名，导致成员变量名被隐藏，方法中的变量名，无法访问到成员变量，从而赋值失败。所以，我们只能使用this关键字，来解决这个重名问题。

public?class?Student?{
??private?String?name;
??private?int?age;
??public?void?setName(String?name)?{
????//name?=?name;
????this.name?=?name;
??}
??public?String?getName()?{
????return?name;
??}
??public?void?setAge(int?age)?{
????//age?=?age;
????this.age?=?age;
??}
??public?int?getAge()?{
????return?age;
??}

5.3 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，给对象的成员变量赋初始值。

无论你与否自定义构造方法，所有的类都有构造方法，因为Java自动提供了一个无参数构造方法，一旦自己定义了构造方法，Java自动提供的默认无参数构造方法就会失效。

构造方法的定义格式:

修饰符?构造方法名(参数列表){
//?方法体 ???
}

构造方法的写法上，方法名与它所在的类名相同。它没有返回值，所以不需要返回值类型，甚至不需要void。使用构造方法后，代码如下：

public?class?Student?{
??private?String?name;
??private?int?age;
??//?无参数构造方法
??public?Student()?{}
??//?有参数构造方法
??public?Student(String?name,int?age)?{
????this.name?=?name;
????this.age?=?age;
??}
}

注意事项

1. 如果你不提供构造方法，系统会给出无参数构造方法。
2. 如果你提供了构造方法，系统将不再提供无参数构造方法。
3. 构造方法是可以重载的，既可以定义参数，也可以不定义参数。

5.4 JavaBean

JavaBean 是 Java语言编写类的一种标准规范。符合 JavaBean 的类，要求类必须是具体的和公共的，并且具有无参数的构造方法，提供用来操作成员变量的 set 和 get 方法。

public?class?ClassName{
??//成员变量
??//构造方法
??//无参构造方法【必须】
??//有参构造方法【建议】
??//成员方法???
??//getXxx()
??//setXxx()
}

编写符合 JavaBean 规范的类，以学生类为例，标准代码如下：

public?class?Student?{
??//成员变量
??private?String?name;
??private?int?age;
??//构造方法
??public?Student()?{}
??public?Student(String?name,int?age)?{
????this.name?=?name;
????this.age?=?age;
??}
??//成员方法
??publicvoid?setName(String?name)?{
????this.name?=?name;
??}
??public?String?getName()?{
????return?name;
??}
??publicvoid?setAge(int?age)?{
????this.age?=?age;
??}
??publicint?getAge()?{
????return?age;
??}
}

6 继承

多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那一个类即可。

其中，多个类可以称为子类，单独那一个类称为父类、超类（superclass）或者基类。

父类更通用，子类更具体。我们通过继承，可以使多种事物之间形成一种关系体系。

6.1 定义

继承 ：就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。

好处:

1. 提高代码的复用性。
2. 类与类之间产生了关系，是多态的前提。

格式：

通过 extends 关键字，可以声明一个子类继承另外一个父类，定义格式如下：

class?父类?{
... ???
}
class?子类?extends?父类?{
... ???
}

示例：

/*
?*?定义员工类Employee，做为父类
?*/
class?Employee?{
String?name;?//?定义name属性 ???
//?定义员工的工作方法 ???
public?void?work()?{ ???
System.out.println("尽心尽力地工作"); ???????
} ???
}
/*
?*?定义讲师类Teacher?继承?员工类Employee
?*/
class?Teacher?extends?Employee?{
//?定义一个打印name的方法 ???
public?void?printName()?{ ???
System.out.println("name="?+?name); ???????
} ???
}
/*
?*?定义测试类
?*/
public?class?ExtendDemo01?{
public?static?void?main(String[]?args)?{ ???
????????//?创建一个讲师类对象
Teacher?t?=?new?Teacher(); ???????
?????
????????//?为该员工类的name属性进行赋值
t.name?=?"小明";? ???????
?????
?????? //?调用该员工的printName()方法 ?
t.printName();?//?name?=?小明 ???????
???????
?????? //?调用Teacher类继承来的work()方法 ?
?????? t.work();??//?尽心尽力地工作 ?
} ???
}

6.2 继承后的特点

成员变量

• 成员变量不重名
  • 如果子类父类中出现不重名的成员变量，这时的访问是没有影响的。
• 成员变量重名
  • 如果子类父类中出现重名的成员变量，这时的访问是有影响的。
  • 子父类中出现了同名的成员变量时，在子类中需要访问父类中非私有成员变量时，需要使用 super 关键字，修饰父类成员变量，类似于之前学过的 this 。

成员方法

• 成员方法不重名
  • 如果子类父类中出现不重名的成员方法，这时的调用是没有影响的。
  • 对象调用方法时，会先在子类中查找有没有对应的方法，若子类中存在就会执行子类中的方法，若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。
• 成员方法重名 ——重写(Override)
  • 如果子类父类中出现重名的成员方法，这时的访问是一种特殊情况，叫做方法重写（Override)。

构造方法

• 构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
• 构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个 super() ，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。

class?Fu?{
??private?int?n;
??Fu(){
????System.out.println("Fu()");
??}
}

class?Zi?extends?Fu?{
??Zi(){
????//?super（），调用父类构造方法
????super();
????System.out.println("Zi（）");
??}?
}
public?class?ExtendsDemo07{
??public?static?void?main?(String?args[]){
????Zi?zi?=?new?Zi();
??}
}
输出结果：
Fu（）
Zi（）

Java继承特点

Java只支持单继承，不支持多继承。

6.3 重写（Override）

方法重写 ：子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。声明不变，重新实现。

示例：

子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。既沿袭了父类的功能名称，又根据子类的需要重新实现父类方法，从而进行扩展增强。比如新的手机增加来电显示头像的功能，代码如下：

class?Phone?{
    public?void?sendMessage(){ ???
        System.out.println("发短信"); ???????
    } ???
    public?void?call(){ ???
        System.out.println("打电话"); ???????
    } ???
    public?void?showNum(){ ???
        System.out.println("来电显示号码"); ???????
    } ???
}

//智能手机类
class?NewPhone?extends?Phone?{
???
    //重写父类的来电显示号码功能，并增加自己的显示姓名和图片功能 ???
    public?void?showNum(){ ???
        //调用父类已经存在的功能使用super ???????
        super.showNum(); ???????
        //增加自己特有显示姓名和图片功能 ???????
        System.out.println("显示来电姓名"); ???????
        System.out.println("显示头像"); ???????
    } ???
}
public?class?ExtendsDemo06?{
public?static?void?main(String[]?args)?{ ???
?????? //?创建子类对象 ?
?????? NewPhone?np?=?new?NewPhone()； ?
???????
????????//?调用父类继承而来的方法
????????np.call();
?????
?????? //?调用子类重写的方法 ?
?????? np.showNum(); ?
} ???
}

注意事项

1. 子类方法覆盖父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。
2. 子类方法覆盖父类方法，返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。

6.4 super 和this

父类空间优先于子类对象产生

在每次创建子类对象时，先初始化父类空间，再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间，便可以包含其父类的成员，如果父类成员非private修饰，则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构造方法调用时，一定先调用父类的构造方法。

super和this的含义

• super ：代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。
• this ：代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)。

super和this的用法

1. 访问成员

this.成员变量???? ‐‐????本类的 ??
super.成员变量???? ‐‐????父类的 ?
this.成员方法名()?? ‐‐????本类的???? ?
super.成员方法名()???‐‐????父类的

示例：

class?Animal?{
????public?void?eat()?{
????????System.out.println("animal?:?eat");
????}
}
class?Cat?extends?Animal?{
????public?void?eat()?{
????????System.out.println("cat?:?eat");
????}
????public?void?eatTest()?{
????????this.eat();???//?this??调用本类的方法
????????super.eat();??//?super?调用父类的方法
????}
}
public?class?ExtendsDemo?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????Animal?a?=?new?Animal();
????????a.eat();
????????Cat?c?=?new?Cat();
????????c.eatTest();
????}
}
输出结果为：
animal?:?eat
cat?:?eat
animal?:?eat

1. 访问构造方法

this(...)???? ‐‐????本类的构造方法 ??
super(...)??? ‐‐????父类的构造方法

• 子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。
• super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。

6.5 抽象类-abstract

父类中的方法，被它的子类们重写，子类各自的实现都不尽相同。那么父类的方法声明和方法主体，只有声明还有意义，而方法主体则没有存在的意义了。我们把没有方法主体的方法称为抽象方法。Java语法规定，包含抽象方法的类就是抽象类。

抽象方法 : 没有方法体的方法。

使用 abstract 关键字修饰方法，该方法就成了抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体

格式：

修饰符?abstract?返回值类型?方法名?(参数列表);

示例：

public?abstract?void?run();

抽象类 ：包含抽象方法的类。

格式：

abstract?class?类名字?{
?
}

示例：

public?abstract?class?Animal?{
????public?abstract?void?run()；
}

抽象的使用：

继承抽象类的子类必须重写父类所有的抽象方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该父类的抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能创建对象，失去意义。

public?class?Cat?extends?Animal?{
????public?void?run?(){
?????? System.out.println("小猫在墙头走~~~")；? ? ?? ??
????}
}
public?class?CatTest?{
? ?public?static?void?main(String[]?args)?{ ??
????????//?创建子类对象
????????Cat?c?=?new?Cat();
??????
????????//?调用run方法
????????c.run();
?? } ?
}
输出结果：
小猫在墙头走~~~

此时的方法重写，是子类对父类抽象方法的完成实现，我们将这种方法重写的操作，也叫做实现方法。

7 多态

多态 ： 是指同一行为，具有多个不同表现形式。

7.1 多态的体现

多态体现的格式：

父类类型?变量名?=?new?子类对象； //父类类型：指子类对象继承的父类类型，或者实现的父接口类型。
变量名.方法名();

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，执行的是子类重写后方法。

定义父类：

public?abstract?class?Animal?{?
????public?abstract?void?eat();?
}

定义子类：

class?Cat?extends?Animal?{?
????public?void?eat()?{?
????????System.out.println("吃鱼");?
????}?
}?
class?Dog?extends?Animal?{?
????public?void?eat()?{?
????????System.out.println("吃骨头");?
????}?
}

定义测试类：

public?class?Test?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?多态形式，创建对象
????????Animal?a1?=?new?Cat();?
????????//?调用的是?Cat?的?eat
????????a1.eat();?????????
????????//?多态形式，创建对象
????????Animal?a2?=?new?Dog();
????????//?调用的是?Dog?的?eat
????????a2.eat();??????????????
????}?
}

7.2 多态的好处

实际开发的过程中，父类类型作为方法形式参数，传递子类对象给方法，进行方法的调用，更能体现出多态的扩展性与便利。

定义父类：

public?abstract?class?Animal?{?
????public?abstract?void?eat();?
}?

定义子类：

class?Cat?extends?Animal?{?
????public?void?eat()?{?
????????System.out.println("吃鱼");?
????}?
}?
class?Dog?extends?Animal?{?
????public?void?eat()?{?
????????System.out.println("吃骨头");?
????}?
}

定义测试类：

public?class?Test?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?多态形式，创建对象
????????Cat?c?=?new?Cat();?
????????Dog?d?=?new?Dog();
????????//?调用showCatEat
????????showCatEat(c);
????????//?调用showDogEat
        showDogEat(d);
????????/*
????????以上两个方法,?均可以被showAnimalEat(Animal?a)方法所替代
????????而执行效果一致
????????*/
????????showAnimalEat(c);
????????showAnimalEat(d);
????}
????public?static?void?showCatEat?(Cat?c){
????????c.eat();
????}
????public?static?void?showDogEat?(Dog?d){
????????d.eat();
????}
????public?static?void?showAnimalEat?(Animal?a){
????????a.eat();
????}
}

由于多态特性的支持， showAnimalEat方法的Animal类型，是Cat和Dog的父类类型，父类类型接收子类对象，当然可以把Cat对象和Dog对象，传递给方法。

当eat方法执行时，多态规定，执行的是子类重写的方法，那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致，所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法。

不仅仅是替代，在扩展性方面，无论之后再多的子类出现，我们都不需要编写showXxxEat方法了，直接使用showAnimalEat都可以完成。

所以，多态的好处，体现在，可以使程序编写的更简单，并有良好的扩展。

7.3 引用类型转换

多态的转型分为向上转型与向下转型两种

向上转型

向上转型 ：多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程，这个过程是默认的。当父类引用指向一个子类对象时，便是向上转型。

使用格式：

父类类型??变量名?=?new?子类类型();
如：Animal?a?=?new?Cat();

向下转型

向下转型 ：父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。一个已经向上转型的子类对象，将父类引用转为子类引用，可以使用强制类型转换的格式，便是向下转型。

使用格式：

子类类型?变量名?=?(子类类型)?父类变量名;
如:Cat?c?=(Cat)?a;?

为什么要转型

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。也就是说，不能调用子类拥有，而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。

转型演示，代码如下：

定义类：

abstract?class?Animal?{?
????abstract?void?eat();?
}?
class?Cat?extends?Animal?{?
????public?void?eat()?{?
????????System.out.println("吃鱼");?
????}?
????public?void?catchMouse()?{?
????????System.out.println("抓老鼠");?
????}?
}?
class?Dog?extends?Animal?{?
????public?void?eat()?{?
????????System.out.println("吃骨头");?
????}?
????public?void?watchHouse()?{?
????????System.out.println("看家");?
????}?
}

定义测试类：

public?class?Test?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?向上转型?
????????Animal?a?=?new?Cat();?
????????a.eat();? //?调用的是?Cat?的?eat ??????????????
????????//?向下转型?
????????Cat?c?=?(Cat)a;??????
????????c.catchMouse();? //?调用的是?Cat?的?catchMouse ???????
????}?
}

转型的异常

转型的过程中，一不小心就会遇到这样的问题，请看如下代码：

public?class?Test?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?向上转型?
????????Animal?a?=?new?Cat();?
????????a.eat();???????????????//?调用的是?Cat?的?eat
????????//?向下转型?
????????Dog?d?=?(Dog)a;??????
????????d.watchHouse();????????//?调用的是?Dog?的?watchHouse?【运行报错】
????}?
}

这段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了 ClassCastException，类型转换异常！这是因为，明明创建了Cat类型对象，运行时，当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系，不符合类型转换的定义。

为了避免ClassCastException的发生，Java提供了 instanceof关键字，给引用变量做类型的校验，格式如下：

变量名?instanceof?数据类型
如果变量属于该数据类型，返回true。
如果变量不属于该数据类型，返回false。

所以，转换前，我们最好先做一个判断，代码如下：

public?class?Test?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?向上转型?
????????Animal?a?=?new?Cat();?
????????a.eat();???????????????//?调用的是?Cat?的?eat
????????//?向下转型?
????????if?(a?instanceof?Cat){
????????????Cat?c?=?(Cat)a;??????
????????????c.catchMouse();????????//?调用的是?Cat?的?catchMouse
????????}?else?if?(a?instanceof?Dog){
????????????Dog?d?=?(Dog)a;??????
????????????d.watchHouse();???????//?调用的是?Dog?的?watchHouse
????????}
????}?
}

Java基础概念、知识点整理

原文：https://www.cnblogs.com/foochane/p/12109420.html