大家好呀,这期我就继续在代码中带大家回顾Java中的基础知识,可以自己敲一下看看,加深理解。根据这些知识我还整理了一张图,基本上每个知识点都有注释详解
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定义类与实例创建
理解类与实例 面向对象编程,是一种通过对象的方式,把现实世界映射到计算机模型的一种编程方法。 现实世界中,我们定义了“人”这种抽象概念,而具体的人则是“小明”、“小红”、“小军”等一个个具体的人。所以,“人”可以定义为一个类(class),而具体的人则是实例(instance)。 class是一种对象模版,它定义了如何创建实例,因此,class本身就是一种数据类型。 而instance是对象实例,instance是根据class创建的实例,可以创建多个instance,每个instance类型相同,但各自属性可能不相同。 定义class 在Java中,创建一个类,例如,给这个类命名为Person,就是定义一个class:
class Person {
public String name;
public int age;
}
一个class可以包含多个字段(field),字段用来描述一个类的特征。上面的Person类,我们定义了两个字段,一个是String类型的字段,命名为name,一个是int类型的字段,命名为age。因此,通过class,把一组数据汇集到一个对象上,实现了数据封装。 public是用来修饰字段的,它表示这个字段可以被外部访问。 我们再看另一个Book类的定义:
class Book {
public String name;
public String author;
public String isbn;
public double price;
}
请指出Book类的各个字段。 创建实例 定义了class,只是定义了对象模版,而要根据对象模版创建出真正的对象实例,必须用new操作符。 new操作符可以创建一个实例,然后,我们需要定义一个引用类型的变量来指向这个实例:
Person ming = new Person();
上述代码创建了一个Person类型的实例,并通过变量ming指向它。 注意区分Person ming是定义Person类型的变量ming,而new Person()是创建Person实例。 有了指向这个实例的变量,我们就可以通过这个变量来操作实例。访问实例变量可以用变量.字段,例如:
ming.name = "Xiao Ming";
ming.age = 12;
System.out.println(ming.name);
Person hong = new Person();
hong.name = "Xiao Hong";
hong.age = 15;
两个instance拥有class定义的name和age字段,且各自都有一份独立的数据,互不干扰。
方法
定义方法的语法是:
修饰符 方法返回类型 方法名(方法参数列表) {
若干方法语句;
return 方法返回值;
}
方法返回值通过return语句实现,如果没有返回值,返回类型设置为void,可以省略return。
构造方法
目的:在创建对象实例时就把内部字段全部初始化为合适的值
能否在创建对象实例时就把内部字段全部初始化为合适的值?完全可以。这时,我们就需要构造方法。 创建实例的时候,实际上是通过构造方法来初始化实例的。我们先来定义一个构造方法,能在创建Person实例的时候,一次性传入name和age,完成初始化:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person p = new Person("Xiao Ming", 15);
System.out.println(p.getName());
System.out.println(p.getAge());
}
}
class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return this.name;
}
public int getAge() {
return this.age;
}
}
运行结果:
Xiao Ming 15
由于构造方法是如此特殊,所以构造方法的名称就是类名。构造方法的参数没有限制,在方法内部,也可以编写任意语句。但是,和普通方法相比,构造方法没有返回值(也没有void),调用构造方法,必须用new操作符。
默认构造方法
是不是任何class都有构造方法?是的。那前面我们并没有为Person类编写构造方法,为什么可以调用new Person()?原因是如果一个类没有定义构造方法,编译器会自动为我们生成一个默认构造方法,它没有参数,也没有执行语句,类似这样:
class Person {
public Person() {
}
}
要特别注意的是,如果我们自定义了一个构造方法,那么,编译器就不再自动创建默认构造方法: // 构造方法
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person p = new Person();
}
}
class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return this.name;
}
public int getAge() {
return this.age;
}
}
运行结果:
Main.java:4: 错误: 无法将类 Person中的构造器 Person应用到给定类型; Person p = new Person(); // 编译错误:找不到这个构造方法 ^ 需要: String,int 找到: 没有参数 原因: 实际参数列表和形式参数列表长度不同 1 个错误 错误: 编译失败
如果既要能使用带参数的构造方法,又想保留不带参数的构造方法,那么只能把两个构造方法都定义出来:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person("Xiao Ming", 15);
Person p2 = new Person();
}
}
class Person {
private String name;
private int age;
public Person() {
}
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return this.name;
}
public int getAge() {
return this.age;
}
}
没有在构造方法中初始化字段时,引用类型的字段默认是null,数值类型的字段用默认值,int类型默认值是0,布尔类型默认值是false:
class Person {
private String name;
private int age;
public Person() {
}
}
可以对字段直接进行初始化:
class Person {
private String name = "Unamed";
private int age = 10;
}
那么问题来了:既对字段进行初始化,又在构造方法中对字段进行初始化:
class Person {
private String name = "Unamed";
private int age = 10;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
}
当我们创建对象的时候,new Person("Xiao Ming", 12) 得到的对象实例,字段的初始值是啥? 在Java中,创建对象实例的时候,按照如下顺序进行初始化: 先初始化字段,例如,int age = 10;表示字段初始化为10,double salary;表示字段默认初始化为0,String name;表示引用类型字段默认初始化为null; 执行构造方法的代码进行初始化。 因此,构造方法的代码由于后运行,所以,new Person(“Xiao Ming”, 12)的字段值最终由构造方法的代码确定。
多构造方法
可以定义多个构造方法,在通过new操作符调用的时候,编译器通过构造方法的参数数量、位置和类型自动区分:
class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public Person(String name) {
this.name = name;
this.age = 12;
}
public Person() {
}
}
如果调用new Person(“Xiao Ming”, 20);,会自动匹配到构造方法public Person(String, int)。 如果调用new Person(“Xiao Ming”);,会自动匹配到构造方法public Person(String)。 如果调用new Person();,会自动匹配到构造方法public Person()。 一个构造方法可以调用其他构造方法,这样做的目的是便于代码复用。调用其他构造方法的语法是this(…):
class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public Person(String name) {
this(name, 18);
}
public Person() {
this("Unnamed");
}
}
this变量
在方法内部,可以使用一个隐含的变量this,它始终指向当前实例。因此,通过this.field就可以访问当前实例的字段。 如果没有命名冲突,可以省略this。例如:
class Person {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
}
但是,如果有局部变量和字段重名,那么局部变量优先级更高,就必须加上this:
class Person {
private String name;
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
参数
形参与实参
形式参数:是在定义函数名和函数体的时候使用的参数,目的是用来接收调用该函数时传入的参数,简称“形参”。 实际参数:在主调函数中调用一个函数时,函数名后面括号中的参数称为“实际参数”,简称“实参”。
参数传递:java中方法参数传递方式是按值传递。
1.如果参数是基本类型,传递的是基本类型的字面量值的拷贝。 2.如果参数是引用类型,传递的是该参量所引用的对象在堆中地址值的拷贝。 3.值传递与引用传递的根本区别是会不会创建传递对象的副本。
参数绑定
基本类型参数的传递,是调用方值的复制。双方各自的后续修改,互不影响。引用类型参数的传递,调用方的变量,和接收方的参数变量,指向的是同一个对象。双方任意一方对这个对象的修改,都会影响对方。
方法重载
方法重载:方法名相同,但各自的参数不同,称为方法重载 在一个类中,我们可以定义多个方法。如果有一系列方法,它们的功能都是类似的,只有参数有所不同,那么,可以把这一组方法名做成同名方法。例如,在Hello类中,定义多个hello()方法:
class Hello {
public void hello() {
System.out.println("Hello, world!");
}
public void hello(String name) {
System.out.println("Hello, " + name + "!");
}
public void hello(String name, int age) {
if (age < 18) {
System.out.println("Hi, " + name + "!");
} else {
System.out.println("Hello, " + name + "!");
}
}
}
这种方法名相同,但各自的参数不同,称为方法重载(Overload)。 注意:方法重载的返回值类型通常都是相同的。 方法重载的目的是,功能类似的方法使用同一名字,更容易记住,因此,调用起来更简单。 举个例子,String类提供了多个重载方法indexOf(),可以查找子串:
- int indexOf(int ch):根据字符的Unicode码查找; int indexOf(String str):根据字符串查找;
- int indexOf(int ch, int fromIndex):根据字符查找,但指定起始位置; int indexOf(String
- str, int fromIndex)根据字符串查找,但指定起始位置。
试一试:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
String s = "Test string";
int n1 = s.indexOf('t');
int n2 = s.indexOf("st");
int n3 = s.indexOf("st", 4);
System.out.println(n1);
System.out.println(n2);
System.out.println(n3);
}
}
运行结果:
3 2 5
访问控制修饰符
Java借助private、protected、public与默认修饰符提供了成员访问控制。适用于字段、方法或类。 注意:java的访问控制是停留在编译层的,也就是它不会在.class文件中留下任何的痕迹,只在编译的时候进行访问控制的检查。其实,通过反射的手段,是可以访问任何包下任何类中的成员,例如,访问类的私有成员也是可能的。
public:具有最大的访问权限,可以访问任何一个在classpath下的类、接口、异常等。它往往用于对外的情况,也就是对象或类对外的一种接口的形式。 protected:主要的作用就是用来保护子类的。它的含义在于子类可以用它修饰的成员,其他的不可以,它相当于传递给子类的一种继承的东西。 default:有时候也称为friendly,它是针对本包访问而设计的,任何处于本包下的类、接口、异常等,都可以相互访问,即使是父类没有用protected修饰的成员也可以。 private:访问权限仅限于类的内部,是一种封装的体现,例如,大多数成员变量都是修饰符为private的,它们不希望被其他任何外部的类访问。
继承:extends
定义
Java继承是面向对象的最显著的一个特征。继承是从已有的类中派生出新的类,新的类能吸收已有类的数据属性和行为,并能扩展新的能力。
作用
继承技术使得复用以前的代码非常容易,能够大大缩短开发周期,降低开发费用。这种技术使得复用以前的代码非常容易,能够大大缩短开发周期,降低开发费用。比如可以先定义一个类叫车,车有以下属性:车体大小,颜色,方向盘,轮胎,而又由车这个类派生出轿车和卡车两个类,为轿车添加一个小后备箱,而为卡车添加一个大货箱。
关键字super:表示父类
super关键字表示父类(超类)。子类引用父类的字段时,可以用super.fieldName。例如:
class Student extends Person {
public String hello() {
return "Hello, " + super.name;
}
}
实际上,这里使用super.name,或者this.name,或者name,效果都是一样的。编译器会自动定位到父类的name字段。 但是,在某些时候,就必须使用super。我们来看一个例子:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Student s = new Student("Xiao Ming", 12, 89);
}
}
class Person {
protected String name;
protected int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
}
class Student extends Person {
protected int score;
public Student(String name, int age, int score) {
this.score = score;
}
}
运行结果:
Main.java:21: 错误: 无法将类 Person中的构造器 Person应用到给定类型;
public Student(String name, int age, int score) {
^
需要: String,int
找到: 没有参数
原因: 实际参数列表和形式参数列表长度不同
1 个错误
错误: 编译失败
运行上面的代码,会得到一个编译错误,大意是在Student的构造方法中,无法调用Person的构造方法。 这是因为在Java中,任何class的构造方法,第一行语句必须是调用父类的构造方法。如果没有明确地调用父类的构造方法,编译器会帮我们自动加一句super();,所以,Student类的构造方法实际上是这样:
class Student extends Person {
protected int score;
public Student(String name, int age, int score) {
super();
this.score = score;
}
}
但是,Person类并没有无参数的构造方法,因此,编译失败。解决方法是调用Person类存在的某个构造方法。例如:
class Student extends Person {
protected int score;
public Student(String name, int age, int score) {
super(name, age);
this.score = score;
}
}
这样就可以正常编译了!因此我们得出结论:如果父类没有默认的构造方法,子类就必须显式调用super()并给出参数以便让编译器定位到父类的一个合适的构造方法。这里还顺带引出了另一个问题:即子类不会继承任何父类的构造方法。子类默认的构造方法是编译器自动生成的,不是继承的。
向上转型
把一个子类类型安全地变为父类类型的赋值,被称为向上转型。 这种把一个子类类型安全地变为父类类型的赋值,被称为向上转型(upcasting)。 向上转型实际上是把一个子类型安全地变为更加抽象的父类型:
Student s = new Student();
Person p = s;
Object o1 = p;
Object o2 = s;
注意到继承树是Student > Person > Object,所以,可以把Student类型转型为Person,或者更高层次的Object。
向下转型
如果把一个父类类型强制转型为子类类型,就是向下转型。 和向上转型相反,如果把一个父类类型强制转型为子类类型,就是向下转型(downcasting)。例如:
Person p1 = new Student();
Person p2 = new Person();
Student s1 = (Student) p1;
Student s2 = (Student) p2;
如果测试上面的代码,可以发现: Person类型p1实际指向Student实例,Person类型变量p2实际指向Person实例。在向下转型的时候,把p1转型为Student会成功,因为p1确实指向Student实例,把p2转型为Student会失败,因为p2的实际类型是Person,不能把父类变为子类,因为子类功能比父类多,多的功能无法凭空变出来。因此,向下转型很可能会失败。失败的时候,Java虚拟机会报ClassCastException。 为了避免向下转型出错,Java提供了instanceof操作符,可以先判断一个实例究竟是不是某种类型:
Person p = new Person();
System.out.println(p instanceof Person);
System.out.println(p instanceof Student);
Student s = new Student();
System.out.println(s instanceof Person);
System.out.println(s instanceof Student);
Student n = null;
System.out.println(n instanceof Student);
instanceof实际上判断一个变量所指向的实例是否是指定类型,或者这个类型的子类。如果一个引用变量为null,那么对任何instanceof的判断都为false。利用instanceof,在向下转型前可以先判断:
Person p = new Student();
if (p instanceof Student) {
Student s = (Student) p;
}
继承与组合的区别
继承是is关系,组合是has关系。 在使用继承时,我们要注意逻辑一致性。 考察下面的Book类:
class Book {
protected String name;
public String getName() {...}
public void setName(String name) {...}
}
这个Book类也有name字段,那么,我们能不能让Student继承自Book呢?
class Student extends Book {
protected int score;
}
显然,从逻辑上讲,这是不合理的,Student不应该从Book继承,而应该从Person继承。 究其原因,是因为Student是Person的一种,它们是is关系,而Student并不是Book。实际上Student和Book的关系是has关系。 具有has关系不应该使用继承,而是使用组合,即Student可以持有一个Book实例:
class Student extends Person {
protected Book book;
protected int score;
}
因此,继承是is关系,组合是has关系。
最后,祝大家早日学有所成,拿到满意offer,快速升职加薪,走上人生巅峰。 可以的话请给我一个三连支持一下我哟,我们下期再见
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