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[Java知识库]java笔记3

1.面向对象编程（Object Orienteed Programing)

面向对象和面向过程思想的总结：

都是解决问题的思维方式，都是代码组织的方式。
面向过程是一种“执行者思维”，解决简单问题可以使用面向过程。
面向对象是一种“设计者思维”，解决复杂、需要协作的问题可以使用面向对象。

面向对象离不开面向过程：

? 宏观上：通过面向对象进行整体设计

? 微观上：执行和处理数据，仍然是面向过程。

1.基本概念

a.类的定义：

? 对于一个类来说，有三种成员：属性 field、方法 method、构造器 constructor。

? eg:学生类：**属性（静态数据）：**ID、年龄、姓名；**方法（动态行为）：**学习、踢球

b.属性（field成员变量）:

? 属性用于定义该类或该类对象包含的数据或者说静态特征。属性作用范围是整个类体。

在定义成员变量时可以对其初始化，如果不对其初始化，Java 使用默认的值对其初始化。

属性定义格式：

? [修饰符] 属性类型属性名 = [默认值]


成员变量的默认值

数据类型	默认值
整型	0
浮点型	0.0
字符型	‘\u0000’
布尔型	false
所有引用类型	null

c.方法

**方法用于定义该类或该类实例的行为特征和功能实现。**方法是类和对象行为特征的抽象。

面向对象中，整个程序的基本单位是类，方法是从属于类和对象的。

[修饰符] 方法返回值类型 方法名(形参列表) {
	// n 条语句
}

eg：编写简单的学生类

public class SxtStu {
 	//属性（成员变量）
    int id;
    String sname;
    int age;
    //方法
    void study(){
    	System.out.println("我正在学习！");
    }
    //构造方法
    SxtStu(){
	} 
}

2.简单内存分析(画内存图可帮助理解代码运行过程)

public class SxtStu {
 	//属性（成员变量）
    int id;
    String sname;
    int age;
    //方法
    void study(){
    	System.out.println("我正在学习！");
    }
    //构造方法
    SxtStu(){
	} 
    public static void main(String[] args) {
		SxtStu s1=new SxtStu();
        System.out.println(s1.id);
        System.out.println(s1.sname);
        s1.id = 1001;
        s1.sname = "高淇";
        System.out.println(s1.id);
        System.out.println(s1.sname);
    }
}

字迹潦草，改进中：

与类有关信息放在方法区（方法的代码，常量值，static属性和方法）；

main()栈帧在栈中（args:null ,s1:地址）;

构造器初始化对象放在堆中，并将其地址赋给栈中的s1.

3.构造方法（构造器 constructor)

构造器用于对象的初始化，而不是创建对象！

构造器 4 个要点：

构造器通过 new 关键字调用！！
构造器虽然有返回值，但是不能定义返回值类型(返回值的类型肯定是本类)，不能在

构造器里使用 return 返回某个值。

如果我们没有定义构造器，则编译器会自动定义一个无参的构造方法。如果已定义

则编译器不会自动添加！

构造器的方法名必须和类名一致！

/**
 * 定义一个“点”（Point）类用来表示二维空间中的点（有两个坐标）。要求如下：
 * 1.可以生成具有特定坐标的点对象。
 * 2.提供可以计算该“点”距另外一点距离的方法。
 */
public class Point {
    double x,y;

    Point(double _X,double _y){
        x=_X;
        y=_y;
    }
    public double getDistance(Point  p){
        return Math.sqrt((x-p.x)*(x-p.x)+(y-p.y)*(y-p.y));
    }



    public static void main(String[] args) {
        Point p1=new Point(3.0,4.0);
        Point origin=new Point(0.0,0.0);
        System.out.println(p1.getDistance(origin));
    }
}

4.构造方法的重载

public class user {
    int id;
    String name;
    String pwd;
    public user(){
    }
    public user(int id,String name){
        this.id=id;
        this.name=name;
        System.out.println(id);
        System.out.println(name);
        System.out.println(this);
    }

    public user(int id, String name, String pwd) {
        System.out.println(id);
        System.out.println(name);
        System.out.println(this);

    }

    public static void main(String[] args) {
        user u1=new user();
        user u2=new user(001,"KZY");
        user u3=new user(002,"KKZY","123456");
    }
}

如果方法构造中形参名与属性名相同时，需要使用 this 关键字区分属性与形参。

this.id 表示属性 id；id 表示形参 id

5.JAVA虚拟机内存模型概念

Java 虚拟机的内存可以分为三个区域：栈 stack、堆 heap、方法区 method area。

虚拟机栈（简称：栈）的特点如下：

1.栈描述的是方法执行的内存模型。每个方法被调用都会创建一个栈帧（存储局部变

量、操作数、方法出口等）

2.JVM 为每个线程创建一个栈，用于存放该线程执行方法的信息（实际参数、局部变

量等）

3.栈属于线程私有，不能实现线程间的共享！

4.栈的存储特性是“先进后出，后进先出”

5.栈是由系统自动分配，速度快！栈是一个连续的内存空间！

堆的特点如下：

1.堆用于存储创建好的对象和数组(数组也是对象)

2.JVM 只有一个堆，被所有线程共享

3.堆是一个不连续的内存空间，分配灵活，速度慢！

4.堆被所有的线程所共享，在堆上的区域，会被垃圾回收器做进一步划分，例如新生

代、老年代的划分。

方法区（也是堆）特点如下：

1.方法区是 JAVA 虚拟机规范，可以有不同的实现。

? i. JDK7 以前是“永久代”

? ii. JDK7 部分去除“永久代”，静态变量、字符串常量池都挪到了堆内存中

? iii. JDK8 是“元数据空间”和堆结合起来。

2.JVM 只有一个方法区，被所有线程共享！

3.方法区实际也是堆，只是用于存储类、常量相关的信息！

4.用来存放程序中永远是不变或唯一的内容。（类信息【Class 对象，反射机制中会

重点讲授】、静态变量、字符串常量等）

5.常量池主要存放常量：如文本字符串、final 常量值。

编写 Person 类并分析内存

public class Person {
	String name;
	int age;
	public void show(){
		System.out.println(name);
	}
	public static void main(String[ ] args) {
		// 创建p1对象
		Person p1 = new Person();
		p1.age = 24;
		p1.name = "张三";
		p1.show();
		// 创建p2对象
		Person p2 = new Person();
        p2.age = 35;
        p2.name = "李四";
        p2.show();
        Person p3 = p1;
        Person p4 = p1;
        p4.age = 80; //对象的值发生改变，所有指向该地址的.age都改变
        System.out.println(p1.age); //   p1.age=p3.age=p4.age=80  p1,p3,p4指向同一地址
	} 
}

a.参数传值机制

Java 中，方法中所有参数都是“值传递”，也就是“传递的是值的副本”。也就是说，

我们得到的是“原参数的复印件，而不是原件”。

· 基本数据类型参数的传值

传递的是值的副本。副本改变不会影响原件。

· 引用类型参数的传值

传递的是值的副本。但是引用类型指的是“对象的地址”。因此，副本和原参数都指向

了同一个“地址”，改变“副本指向地址对象的值，也意味着原参数指向对象的值也发生了

改变

b.垃圾回收（提前接触，认识即可）

1.垃圾回收原理和算法

内存管理

Java 的内存管理很大程度就是：堆中对象的管理，其中包括对象空间的分配和释放。

**对象空间的分配：**使用 new 关键字创建对象即可

**对象空间的释放：**将对象赋值 null 即可。

垃圾回收过程

任何一种垃圾回收算法一般要做两件基本事情：

1.发现无用的对象

2.回收无用对象占用的内存空间。

垃圾回收相关算法

引用计数法

堆中的每个对象都对应一个引用计数器，当有引用指向这个对象时，引用计数器加

1，而当指向该对象的引用失效时（引用变为 null），引用计数器减 1，最后如果该对象

的引用计算器的值为 0 时，则 Java 垃圾回收器会认为该对象是无用对象并对其进行回收。

优点是算法简单，缺点是“循环引用的无用对象”无法别识别。

代码中，s1 和 s2 互相引用对方，导致他们引用计数不为 0，但是实际已经无用，但无法被

识别。导致无法回收

public class Student {
	String name;
	Student friend;
    public static void main(String[ ] args) {
	Student s1 = new Student();
	Student s2 = new Student();
 
	s1.friend = s2;
 	s2.friend = s1; 
 	s1 = null;
 	s2 = null;
	}
}

2.引用可达法（根搜索算法）

程序把所有的引用关系看作一张图，从一个节点 GC ROOT 开始，寻找对应的引用

节点，找到这个节点以后，继续寻找这个节点的引用节点，当所有的引用节点寻找

完毕之后，剩余的节点则被认为是没有被引用到的节点，即无用的节点。

6.this的用法

this 本质就是“当前对象的地址”！

this 的用法：

普通方法中，this 总是指向调用该方法的对象。
构造方法中，this 总是指向正要初始化的对象。
this()调用重载的构造方法，避免相同的初始化代码。但只能在构造方法中用，并且

必须位于构造方法的第一句。

this 不能用于 static 方法中。
this 是作为普通方法的“隐式参数”，由系统传入到方法中。

this 的用法详解

public class TestThis {

    int a, b, c;

    TestThis() {

    	System.out.println("正要初始化一个Hello对象");

    }

    TestThis(int a, int b) {

    	// TestThis(); //这样是无法调用构造方法的！

   		this(); // 调用无参的构造方法，并且必须位于第一行！

    	a = a;// 这里都是指的局部变量而不是成员变量

    	// 这样就区分了成员变量和局部变量. 这种情况占了this使用情况大多数！

    	this.a = a;

    	this.b = b; 

    }

    TestThis(int a, int b, int c) {

    	this(a, b); // 调用带参的构造方法，并且必须位于第一行！

    	this.c = c; 

    }

    void sing() {

    }

    void eat() {

    	this.sing(); // 调用本类中的sing();

    	System.out.println("你妈妈喊你回家吃饭！");

	}
    public static void main(String[ ] args) {
		TestThis hi = new TestThis(2, 3);
		hi.eat();
	} 
}

7.static关键字

静态变量(类变量)、静态方法(类方法)：static 声明的属性或方法。

静态变量/静态方法生命周期和类相同，在整个程序执行期间都有效。它有如下特点：

为该类的公用变量，属于类，被该类的所有实例共享，在类载入时被初始化。
static 变量只有一份。
一般用“类名.类变量/方法”来调用。
在 static 方法中不可直接访问非 static 的成员。

static 关键字的使用

public class TestStatic {
    int id;     //id
    String name;    //账户名
    String pwd;     //密码
    static String company="北京尚学堂";  //公司名称
    public TestStatic(int id,String name){
        this.id=id;
        this.name=name;
    }
    public void login(){
        System.out.println(name);
    }
    public static void printComany(){
        //login();  //调用非静态成员，编译就会出错
        System.out.println(company);
    }
    public static void main(String[] args) {
        TestStatic u=new TestStatic(101,"高小七");
        TestStatic.printComany();
        TestStatic.company="北京阿里爷爷";
        TestStatic.printComany();
    }
}

输出结果：北京尚学堂

? 北京阿里爷爷

8.静态初始化块

构造方法用于对象的普通属性初始化。

静态初始化块，用于类的初始化操作，初始化静态属性。

在静态初始化块中不能直接访问非 static 成员。

铺垫：静态初始化块执行顺序(学完继承再看这里)：

上溯到 Object 类，先执行 Object 的静态初始化块，再向下执行子类的静态初始化块，

直到类的静态初始化块为止。

构造方法执行顺序和上面顺序一样！！

static 静态初始化块

public class TestStatic2 {
    static String company;  //公司名称
    static{
        System.out.println("执行类的初始化工作");
        company="北京尚学堂";
        printCompany();
    }
    public static void printCompany(){
        System.out.println(company);
    }

    public static void main(String[] args) {

    }

}

输出结果：执行类的初始化工作

? 北京尚学堂

9.变量的分类和作用域

变量有三种类型：局部变量、成员变量(也称为实例变量)和静态变量。

? 局部变量、成员变量、静态变量的核心区别

类型	声明位置	从属于	生命周期（作用域）
局部变量	方法或语句块内部	方法/语句块	从声明位置开始，到方法或语句块结束
成员变量（实例变量）	类内部，方法外部	对象	对象创建，成员变量也跟着创建；对象消失，成员变量也跟着消失。
静态变量（类变量）	类内部，static修饰	类	类被加载，静态变量就有效

10.包机制（package、import）

包（package）相当于文件夹对于文件的作用。用于管理类、用于解决类的重名问题。

package 的使用

package com.itkang;
public class Test {
	public static void main(String[ ] args) {
		System.out.println("helloworld");
	} 
}

JDK 中的主要包

? 表 JDK 中的主要包

Java 中的常用包	说明
java.lang	包含一些 Java 语言的核心类，如 String、Math、Integer、System 和 Thread。
java.awt	包含了构成抽象窗口工具集（abstract window toolkits）的多个类，这些类被用来构建和管理应用程序的图形用户界面(GUI)。
java.net	包含执行与网络相关的操作的类。
java.io	包含能提供多种输入/输出功能的类。
java.util	包含一些实用工具类，如定义系统特性、使用与日期日历相关的函数。

导入类 import

如果要使用其他包的类，需使用 import，从而在本类中直接通过类名来调用，否则就

需要书写类的完整包名和类名。

注意要点：

Java 会默认导入 java.lang 包下所有的类，因此这些类我们可以直接使用。
如果导入两个同名的类，只能用包名+类名来显示调用相关类：

? java.util.Date date = new java.util.Date()

静态导入的使用

package itkang;
import static java.lang.Math.*;//导入Math类的所有静态属性
import static java.lang.Math.PI;//导入Math类的PI属性
public class Test{
    public static void main(String [ ] args){
        System.out.println(PI);
        System.out.println(random());
    }
}