Java学习笔记（一）：基础概念和语法

foochane?：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
??public void?setName(String?name)?{
????this.name?=?name;
??}
??public?String?getName()?{
????return?name;
??}
??public void?setAge(int?age)?{
????this.age?=?age;
??}
??public int?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
????????}
????}?
}

8 接口

接口，是Java语言中一种引用类型，是方法的集合，如果说类的内部封装了成员变量、构造方法和成员方法，那么接口的内部主要就是封装了方法，包含抽象方法（JDK 7及以前），默认方法和静态方法（JDK 8），私有方法（JDK 9）。

接口的定义，它与定义类方式相似，但是使用 interface 关键字。它也会被编译成.class文件，但一定要明确它并不是类，而是另外一种引用数据类型。

接口的使用，它不能创建对象，但是可以被实现（ implements ，类似于被继承）。一个实现接口的类（可以看做是接口的子类），需要实现接口中所有的抽象方法，创建该类对象，就可以调用方法了，否则它必须是一个抽象类。

定义格式

 public?interface?接口名称?{
????//?抽象方法
????//?默认方法
????//?静态方法
????//?私有方法
}

类与接口的关系为实现关系，即类实现接口，该类可以称为接口的实现类，也可以称为接口的子类。实现的动作类似继承，格式相仿，只是关键字不同，实现使用 implements 关键字。

非抽象子类实现接口：

1. 必须重写接口中所有抽象方法。
2. 继承了接口的默认方法，即可以直接调用，也可以重写。

实现格式：

class?类名?implements?接口名?{
????//?重写接口中抽象方法【必须】
?? //?重写接口中默认方法【可选】 ?
}

8.1 抽象方法

抽象方法：使用 abstract 关键字修饰，可以省略，没有方法体。该方法供子类实现使用。

抽象方法必须实现。

定义接口：

public?interface?LiveAble?{
????//?定义抽象方法
????public?abstract?void?eat();
????public?abstract?void?sleep();
}

接口实现类：

public?class?Animal?implements?LiveAble?{
????@Override
????public?void?eat()?{
????????System.out.println("吃东西");
????}
????@Override
????public?void?sleep()?{
????????System.out.println("晚上睡");
????}
}

测试类：

public?class?InterfaceDemo?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?创建子类对象?
????????Animal?a?=?new?Animal();
????????//?调用实现后的方法
????????a.eat();
????????a.sleep();
????}
}
输出结果：
吃东西
晚上睡

8.2 默认方法

使用 default修饰，不可省略，供子类调用或者子类重写。

可以继承，可以重写，二选一，但是只能通过实现类的对象来调用。

继承默认方法

定义接口：

public?interface?LiveAble?{
????public?default?void?fly(){
????????System.out.println("天上飞");
????}
}

定义实现类：

public?class?Animal?implements?LiveAble?{
//?继承，什么都不用写，直接调用 ???
}

定义测试类：

public?class?InterfaceDemo?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?创建子类对象?
????????Animal?a?=?new?Animal();
????????//?调用默认方法
????????a.fly();
????}
}
输出结果：
天上飞

重写默认方法

定义接口:

public?interface?LiveAble?{
????public?default?void?fly(){
????????System.out.println("天上飞");
????}
}

定义实现类：

public?class?Animal?implements?LiveAble?{
????@Override
????public?void?fly()?{
????????System.out.println("自由自在的飞");
????}
}

定义测试类：

public?class?InterfaceDemo?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?创建子类对象?
????????Animal?a?=?new?Animal();
????????//?调用重写方法
????????a.fly();
????}
}
输出结果：
自由自在的飞

8.3 静态方法

静态方法：使用 static 修饰，供接口直接调用。

静态方法与.class 文件相关，只能使用接口名调用，不可以通过实现类的类名或者实现类的对象调用

定义接口：

public?interface?LiveAble?{
????public?static?void?run(){
????????System.out.println("跑起来~~~");
????}
}

定义实现类：

public?class?Animal?implements?LiveAble?{
//?无法重写静态方法 ???
}

测试类：

public?class?InterfaceDemo?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?Animal.run();?//?【错误】无法继承方法,也无法调用
????????LiveAble.run();?//
????}
}
输出结果：
跑起来~~~

8.4 私有方法

私有方法：使用 private 修饰，供接口中的默认方法或者静态方法调用。

• 私有方法：只有默认方法可以调用。
• 私有静态方法：默认方法和静态方法可以调用。

如果一个接口中有多个默认方法，并且方法中有重复的内容，那么可以抽取出来，封装到私有方法中，供默认方法去调用。从设计的角度讲，私有的方法是对默认方法和静态方法的辅助。

示例：

public?interface?LiveAble?{
????default?void?func(){
????????func1();
????????func2();
????}
????private?void?func1(){
????????System.out.println("跑起来~~~");
????}
????private?void?func2(){
????????System.out.println("跑起来~~~");
????}
}

8.5 接口的多实现

在继承体系中，一个类只能继承一个父类。而对于接口而言，一个类是可以实现多个接口的，这叫做接口的多实现。并且，一个类能继承一个父类，同时实现多个接口。

实现格式：

class?类名?[extends?父类名]?implements?接口名1,接口名2,接口名3...?{
????//?重写接口中抽象方法【必须】
?? //?重写接口中默认方法【不重名时可选】 ?
}

抽象方法多实现

接口中，有多个抽象方法时，实现类必须重写所有抽象方法。如果抽象方法有重名的，只需要重写一次。

定义多个接口：

interface?A?{
????public?abstract?void?showA();
????public?abstract?void?show();
}
interface?B?{
????public?abstract?void?showB();
????public?abstract?void?show();
}

实现：

public?class?C?implements?A,B{
    @Override
????public?void?showA()?{
????????System.out.println("showA");
????}
????@Override
????public?void?showB()?{
????????System.out.println("showB");
????}
????@Override
????public?void?show()?{
????????System.out.println("show");
????}
}

默认方法多实现

接口中，有多个默认方法时，实现类都可继承使用。如果默认方法有重名的，必须重写一次。

定义多个接口：

interface?A?{
????public?default?void?methodA(){}
????public?default?void?method(){}
}
interface?B?{
????public?default?void?methodB(){}
????public?default?void?method(){}
}

实现：

public?class?C?implements?A,B{
????@Override
????public?void?method()?{
????????System.out.println("method");
????}
}

静态方法多实现

接口中，存在同名的静态方法并不会冲突，原因是只能通过各自接口名访问静态方法。

优先级的问题

当一个类，既继承一个父类，又实现若干个接口时，父类中的成员方法与接口中的默认方法重名，子类就近选择执行父类的成员方法。

定义接口：

interface?A?{
????public?default?void?methodA(){
????????System.out.println("AAAAAAAAAAAA");
    }
}

定义父类：

class?D?{
????public?void?methodA(){
????????System.out.println("DDDDDDDDDDDD");
????}
}

定义子类：

class?C?extends?D?implements?A?{
?? //?未重写methodA方法 ?
}

定义测试类：

public?class?Test?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????C?c?=?new?C();
????????c.methodA();
????}
}
输出结果:
DDDDDDDDDDDD

8.6 接口的多继承

一个接口能继承另一个或者多个接口，这和类之间的继承比较相似。接口的继承使用 extends 关键字，子接口继承父接口的方法。如果父接口中的默认方法有重名的，那么子接口需要重写一次。

定义父接口：

interface?A?{
????public?default?void?method(){
????????System.out.println("AAAAAAAAAAAAAAAAAAA");
????}
}
interface?B?{
????public?default?void?method(){
????????System.out.println("BBBBBBBBBBBBBBBBBBB");
????}
}

定义子接口：

interface?D?extends?A,B{
????@Override
????public?default?void?method()?{
????????System.out.println("DDDDDDDDDDDDDD");
????}
}

8.7 主要事项

1. 子接口重写默认方法时，default关键字可以保留。
2. 子类重写默认方法时，default关键字不可以保留。
3. 接口中，无法定义成员变量，但是可以定义常量，其值不可以改变，默认使用 public static final修饰。
4. 接口中，没有构造方法，不能创建对象。
5. 接口中，没有静态代码块。

9 static关键字

关于 static 关键字的使用，它可以用来修饰的成员变量和成员方法，被修饰的成员是属于类的，而不是单单是属
于某个对象的。也就是说，既然属于类，就可以不靠创建对象来调用了。

9.1 类变量

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。

格式：

static?数据类型?变量名；

示例：

创建Student类

public class Student {
    private int id;
    private String name;
    private int age;
    static String room;
    private static int idCounter = 0; //学号计数器，每当new了一个新对象的时候，计数器++

    public Student(){
        this.id = ++idCounter;
    }

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

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

调用：

public class StaticDemo {
    public static void main(String[] args) {

        // 首先设置一下教室，这是静态的东西，应该通过类名称进行调用
        Student.room = "101教室";

        Student stu1 = new Student("xiaoming",18);
        System.out.println("id："+ stu1.getId()+",姓名："+ stu1.getName()+"，年龄："+stu1.getAge()+",教室："+Student.room);
        System.out.println("=====================");

        Student stu2 = new Student("xiaohong",19);
        System.out.println("id："+ stu2.getId()+",姓名："+ stu2.getName()+"，年龄："+stu2.getAge()+",教室："+Student.room);
        System.out.println("=====================");

        Student stu3 = new Student("xiaowang",22);
        System.out.println("id："+ stu3.getId()+",姓名："+ stu3.getName()+"，年龄："+stu3.getAge()+",教室："+Student.room);
        System.out.println("=====================");

    }
}

类变量的修改还调用一般直接使用类名

9.2 静态方法

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。

格式：

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

示例： 在Student类中定义静态方法

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

调用格式：

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：

//访问静态变量(类变量)
System.out.println(Student.room);

//访问静态方法
Student.showNum();

静态方法调用的注意事项：

• 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。

9.3 静态原理图解

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。

9.4 静态代码块

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，优先于 main方法和构造方法的执行。

格式：

public?class?ClassName{
??static?{
????//?执行语句
??}
}

示例：

public class Person {

    static {
        System.out.println("静态代码块执行！");
    }

    public Person() {
        System.out.println("构造方法执行！");
    }

}

调用Person类

/*
静态代码块特点：当第一次用到本类时，静态代码块执行唯一的一次。
静态内容总是优先于非静态，所以静态代码块比构造方法先执行。

静态代码块的典型用途：用来一次性地对静态成员变量进行赋值。
 */
public class Demo04Static {

    public static void main(String[] args) {
        
        //静态代码块先执行，且只执行一次，构造方法执行了两次
        Person one = new Person();
        Person two = new Person();
    }

}

10 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： 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。

10.1 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。

10.2 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。

10.3 修饰变量

局部变量—基本类型

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

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:

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;
????}
}

被final修饰的常量名称，一般都有书写规范，所有字母都大写。

11 权限修饰符

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

不同权限的访问能力:

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。

注意：不加权限修饰符，其访问能力与default修饰符相同

12 内部类

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。

12.1 成员内部类

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{
????}
}

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。

代码举例：

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：

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

访问演示，代码如下：
定义类：

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;
????}
}

定义测试类：

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
????????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

内部类重名变量访问：

public class Outer {
    int num = 10;
    public  class Inner{
        int num = 20;
        public void methodInner(){
            int num = 30;
            System.out.println(num);
            System.out.println(this.num);
            System.out.println(Outer.this.num);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Outer.Inner inner =  new Outer().new Inner();
        inner.methodInner();
    }
}

输出：
30
20
10

12.2 匿名内部类

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。

匿名内部类必须继承一个父类或者实现一个父接口。

格式:

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

使用方式

以接口为例，匿名内部类的使用，代码如下：
定义接口：

public?abstract?class?FlyAble{
????public?abstract?void?fly();
}

创建匿名内部类，并调用：

public?class?InnerDemo?{
????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
????????*/
????????FlyAble??f?=?new?FlyAble(){
????????????public?void?fly()?{
????????????????System.out.println("我飞了~~~");
????????????}
????????};
????????//调用?fly方法,执行重写后的方法
????????f.fly();
????}
}

通常在方法的形式参数是接口或者抽象类时，也可以将匿名内部类作为参数传递。代码如下：

public?class?InnerDemo2?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????/*
????????1.等号右边:定义并创建该接口的子类对象
????????2.等号左边:是多态,接口类型引用指向子类对象
???????*/
????????FlyAble??f?=?new?FlyAble(){
????????????public?void?fly()?{
????????????????System.out.println("我飞了~~~");
????????????}
????????};
????????//?将f传递给showFly方法中
????????showFly(f);
????}
????public?static?void?showFly(FlyAble?f)?{
????????f.fly();
????}
}

以上两步，也可以简化为一步，代码如下：

public?class?InnerDemo3?{
    public?static?void?main(String[]?args)?{????? ?? ??
????????/*
???????创建匿名内部类,直接传递给showFly(FlyAble?f) 
????????*/
????????showFly(?new?FlyAble(){
????????????public?void?fly()?{
????????????????System.out.println("我飞了~~~");
????????????}
????????});
????}
????public?static?void?showFly(FlyAble?f)?{
????????f.fly();
????}
}

13 引用类型用法总结

实际的开发中，引用类型的使用非常重要，也是非常普遍的。我们可以在理解基本类型的使用方式基础上，进一步去掌握引用类型的使用方式。基本类型可以作为成员变量、作为方法的参数、作为方法的返回值，那么当然引用类型也是可以的。

13.1 class 作为成员变量

在定义一个类Role（游戏角色）时，代码如下：

class?Role?{
?? int?id;?//?角色id ?
?? int?blood;?//?生命值 ?
?? String?name;?//?角色名称 ?
}

使用 int 类型表示 角色id和生命值，使用 String 类型表示姓名。此时， String 本身就是引用类型，由于使用的方式类似常量，所以往往忽略了它是引用类型的存在。如果我们继续丰富这个类的定义，给 Role 增加武器，穿戴装备等属性，我们将如何编写呢？

定义武器类，将增加攻击能力：

class?Weapon?{
? String?name；?//?武器名称 ??
????int?hurt；?//?伤害值
}

定义穿戴盔甲类，将增加防御能力，也就是提升生命值：

class?Armour?{
?? String?name；//?装备名称 ?
????int?protect；//?防御值?
}

定义角色类：

class?Role?{
????int?id；
????int?blood；
????String?name；
????//?添加武器属性
????Weapon?wp；
????//?添加盔甲属性
????Armour?ar；
????//?提供get/set方法
????public?Weapon?getWp()?{
????????return?wp;
????}
????public?void?setWeapon(Weapon?wp)?{
????????this.wp?=?wp;
????}
????public?Armour?getArmour()?{
????????return?ar;
????}
????public?void?setArmour(Armour?ar)?{
????????this.ar?=?ar;
????}
????//?攻击方法
????public?void?attack(){
????????System.out.println("使用"+?wp.getName()?+",?造成"+wp.getHurt()+"点伤害");?
????}
????//?穿戴盔甲
????public?void?wear(){
????????//?增加防御,就是增加blood值
????????this.blood?+=?ar.getProtect();
????????System.out.println("穿上"+ar.getName()+",?生命值增加"+ar.getProtect());
????}?
}

测试类：

public?class?Test?{
?? public?static?void?main(String[]?args)?{ ?
???? //?创建Weapon?对象? ???
?????? Weapon?wp?=?new?Weapon("屠龙刀"?,?999999);?????? ?
?????? //?创建Armour?对象 ?
?????? Armour?ar?=?new?Armour("麒麟甲",10000); ?
?????? //?创建Role?对象 ?
?????? Role?r?=?new?Role();?????? ?
???????
?????? //?设置武器属性 ?
?????? r.setWeapon(wp);? ?
?????? //?设置盔甲属性 ??
       r.setArmour(ar); ?
?????
?????? //?攻击 ?
?????? r.attack(); ?
????????//?穿戴盔甲
?????? r.wear(); ?
?? } ?
}

输出结果:
使用屠龙刀,造成999999点伤害
穿上麒麟甲?,生命值增加10000
       

类作为成员变量时，对它进行赋值的操作，实际上，是赋给它该类的一个对象。

13.2 interface 作为成员变量

接口是对方法的封装，对应游戏当中，可以看作是扩展游戏角色的技能。所以，如果想扩展更强大技能，我们在Role 中，可以增加接口作为成员变量，来设置不同的技能。

定义接口：

//?法术攻击
public?interface?FaShuSkill?{
????public?abstract?void?faShuAttack();
}

定义角色类：

public?class?Role?{
????FaShuSkill?fs;
????public?void?setFaShuSkill(FaShuSkill?fs)?{
????????this.fs?=?fs;
????}
????//?法术攻击
????public?void?faShuSkillAttack(){
????????System.out.print("发动法术攻击:");
????????fs.faShuAttack();
????????System.out.println("攻击完毕");
????}
}

定义测试类：

public?class?Test?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?创建游戏角色
????????Role?role?=?new?Role();
????????//?设置角色法术技能
????????role.setFaShuSkill(new?FaShuSkill()?{
????????????@Override
            public?void?faShuAttack()?{
????????????????System.out.println("纵横天下");
????????????}
????????});
????????//?发动法术攻击
????????role.faShuSkillAttack();
????????//?更换技能
????????role.setFaShuSkill(new?FaShuSkill()?{
????????????@Override
????????????public?void?faShuAttack()?{
????????????????System.out.println("逆转乾坤");
????????????}
????????});
????????//?发动法术攻击
????????role.faShuSkillAttack();
    } ???
}

输出结果:
发动法术攻击:纵横天下
攻击完毕
发动法术攻击:逆转乾坤
攻击完毕

我们使用一个接口，作为成员变量，以便随时更换技能，这样的设计更为灵活，增强了程序的扩展性。
接口作为成员变量时，对它进行赋值的操作，实际上，是赋给它该接口的一个子类对象。

13.3 interface 作为方法参数和返回值类型

当接口作为方法的参数时,需要传递什么呢？当接口作为方法的返回值类型时，需要返回什么呢？对，其实都是它的子类对象。 ArrayList 类我们并不陌生，查看API我们发现，实际上，它是 java.util.List 接口的实类。所以，当我们看见 List 接口作为参数或者返回值类型时，当然可以将 ArrayList 的对象进行传递或返回。

请观察如下方法：获取某集合中所有的偶数。

定义方法：

public?static?List<Integer>?getEvenNum(List<Integer>?list)?{
????//?创建保存偶数的集合
????ArrayList<Integer>?evenList?=?new?ArrayList<>();
????//?遍历集合list,判断元素为偶数,就添加到evenList中
????for?(int?i?=?0;?i?<?list.size();?i++)?{
????????Integer?integer?=?list.get(i);
????????if?(integer?%?2?==?0)?{
????????????evenList.add(integer);
????????}
????}
????/*
???返回偶数集合
???因为getEvenNum方法的返回值类型是List,而ArrayList是List的子类, 
???所以evenList可以返回 
???*/? 
????return?evenList;
}

调用方法：

public?class?Test?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?创建ArrayList集合,并添加数字
????????ArrayList<Integer>?srcList?=?new?ArrayList<>();
????????for?(int?i?=?0;?i?<?10;?i++)?{
????????????srcList.add(i);
????????}
????????/*
?????? 获取偶数集合 ?
?????? 因为getEvenNum方法的参数是List,而ArrayList是List的子类, ?
?????? 所以srcList可以传递 ?
?????? */ ?
????????List?list?=?getEvenNum(srcList);
????????System.out.println(list);
????}
}

接口作为参数时，传递它的子类对象。

接口作为返回值类型时，返回它的子类对象。

14 递归

14.1 概述

• 递归：指在当前方法内调用自己的这种现象。

• 递归的分类:
  • 递归分为两种，直接递归和间接递归。
  • 直接递归称为方法自身调用自己。
  • 间接递归可以A方法调用B方法，B方法调用C方法，C方法调用A方法。
• 注意事项：
  • 递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。
  • 在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
  • 构造方法,禁止递归

public class Demo01DiGui {
    public static void main(String[] args) {
        // a();
        b(1);
    }
    
    /*
     * 3.构造方法,禁止递归
     * 编译报错:构造方法是创建对象使用的,不能让对象一直创建下去
     */
    public Demo01DiGui() {
        //Demo01DiGui();
    }


    /*
     * 2.在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
     * 4993
     *  Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
     */
    private static void b(int i) {
        System.out.println(i);
        //添加一个递归结束的条件,i==5000的时候结束
        if(i==5000){
            return;//结束方法
        }
        b(++i);
    }

    /*
     * 1.递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。 Exception in thread "main"
     * java.lang.StackOverflowError
     */
    private static void a() {
        System.out.println("a方法");
        a();
    }
}

14.2 递归累加求和

计算1 ~ n的和

分析：num的累和 = num + (num-1)的累和，所以可以把累和的操作定义成一个方法，递归调用。

实现代码：

public class DiGuiDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //计算1~num的和，使用递归完成
        int num = 5;
        // 调用求和的方法
        int sum = getSum(num);
        // 输出结果
        System.out.println(sum);
        
    }
    /*
      通过递归算法实现.
      参数列表:int 
      返回值类型: int 
    */
    public static int getSum(int num) {
        /* 
           num为1时,方法返回1,
           相当于是方法的出口,num总有是1的情况
        */
        if(num == 1){
            return 1;
        }
        /*
          num不为1时,方法返回 num +(num-1)的累和
          递归调用getSum方法
        */
        return num + getSum(num-1);
    }
}

代码执行图解

小贴士：递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，次数不要太多，否则会发生栈内存溢出。

14.3 递归求阶乘

• 阶乘：所有小于及等于该数的正整数的积。

n的阶乘：n! = n * (n-1) *...* 3 * 2 * 1 
    

分析：这与累和类似,只不过换成了乘法运算，学员可以自己练习，需要注意阶乘值符合int类型的范围。

推理得出：n! = n * (n-1)!

代码实现：

public class DiGuiDemo {
    //计算n的阶乘，使用递归完成
    public static void main(String[] args) {
        int n = 3;
        // 调用求阶乘的方法
        int value = getValue(n);
        // 输出结果
        System.out.println("阶乘为:"+ value);
    }
    /*
      通过递归算法实现.
      参数列表:int 
      返回值类型: int 
    */
    public static int getValue(int n) {
        // 1的阶乘为1
        if (n == 1) {
            return 1;
        }
        /*
          n不为1时,方法返回 n! = n*(n-1)!
          递归调用getValue方法
        */
        return n * getValue(n - 1);
    }
}

14.4 递归打印多级目录

分析：多级目录的打印，就是当目录的嵌套。遍历之前，无从知道到底有多少级目录，所以我们还是要使用递归实现。

代码实现：

public class DiGuiDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建File对象
        File dir  = new File("D:\\aaa");
        // 调用打印目录方法
        printDir(dir);
    }

    public static void  printDir(File dir) {
        // 获取子文件和目录
        File[] files = dir.listFiles();
        // 循环打印
        /*
          判断:
          当是文件时,打印绝对路径.
          当是目录时,继续调用打印目录的方法,形成递归调用.
        */
        for (File file : files) {
            // 判断
            if (file.isFile()) {
                // 是文件,输出文件绝对路径
                System.out.println("文件名:"+ file.getAbsolutePath());
            } else {
                // 是目录,输出目录绝对路径
                System.out.println("目录:"+file.getAbsolutePath());
                // 继续遍历,调用printDir,形成递归
                printDir(file);
            }
        }
    }
}

14.5 综合案例

文件搜索

搜索D:\aaa 目录中的.java 文件。

分析：

1. 目录搜索，无法判断多少级目录，所以使用递归，遍历所有目录。
2. 遍历目录时，获取的子文件，通过文件名称，判断是否符合条件。

代码实现：

public class DiGuiDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建File对象
        File dir  = new File("D:\\aaa");
        // 调用打印目录方法
        printDir(dir);
    }

    public static void printDir(File dir) {
        // 获取子文件和目录
        File[] files = dir.listFiles();
        
        // 循环打印
        for (File file : files) {
            if (file.isFile()) {
                // 是文件，判断文件名并输出文件绝对路径
                if (file.getName().endsWith(".java")) {
                    System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
                }
            } else {
                // 是目录，继续遍历,形成递归
                printDir(file);
            }
        }
    }
}

文件过滤器优化

java.io.FileFilter是一个接口，是File的过滤器。 该接口的对象可以传递给File类的listFiles(FileFilter) 作为参数， 接口中只有一个方法。

boolean accept(File pathname) ：测试pathname是否应该包含在当前File目录中，符合则返回true。

分析：

1. 接口作为参数，需要传递子类对象，重写其中方法。我们选择匿名内部类方式，比较简单。
2. accept方法，参数为File，表示当前File下所有的子文件和子目录。保留住则返回true，过滤掉则返回false。保留规则：
   1. 要么是.java文件。
   2. 要么是目录，用于继续遍历。
3. 通过过滤器的作用，listFiles(FileFilter)返回的数组元素中，子文件对象都是符合条件的，可以直接打印。

代码实现：

public class DiGuiDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        File dir = new File("D:\\aaa");
        printDir2(dir);
    }
  
    public static void printDir2(File dir) {
        // 匿名内部类方式,创建过滤器子类对象
        File[] files = dir.listFiles(new FileFilter() {
            @Override
            public boolean accept(File pathname) {
                return pathname.getName().endsWith(".java")||pathname.isDirectory();
            }
        });
        // 循环打印
        for (File file : files) {
            if (file.isFile()) {
                System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
            } else {
                printDir2(file);
            }
        }
    }
}      

Lambda优化

分析：FileFilter是只有一个方法的接口，因此可以用lambda表达式简写。

lambda格式：

()->{ }

代码实现：

public static void printDir3(File dir) {
    // lambda的改写
    File[] files = dir.listFiles(f ->{ 
        return f.getName().endsWith(".java") || f.isDirectory(); 
    });
    
    // 循环打印
    for (File file : files) {
        if (file.isFile()) {
            System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
        } else {
            printDir3(file);
        }
    }
}

Java学习笔记（一）：基础概念和语法

原文：https://www.cnblogs.com/foochane/p/12178114.html