3-面向对象(3)

一、main()的使用说明

  1. main()方法作为程序的入口

  2. main()方法也是一个普通的静态方法

  3. main()方法可以作为我们与控制台交互的方式。(之前:使用Scanner)

如何将控制台获取的数据传给形参:String[] args?

运行时:java 类名 “Tom” “Jerry” “123” “true”

System.out.println(args[0]);//"Tom"

System.out.println(args[3]);//"true" -->Boolean.parseBoolean(args[3]);

System.out.println(args[4]);//报异常

public static void main(String[] args){//方法体}

权限修饰符:private 缺省 protected pubilc —->封装性

修饰符:static final abstract
ative 可以用来修饰方法

返回值类型:无返回值 / 有返回值 –>return

方法名:需要满足标识符命名的规则、规范;”见名知意”

形参列表:重载 vs 重写;参数的值传递机制;体现对象的多态性

方法体:来体现方法的功能

public static void main(){
    Person p = new Man();
    p.eat();
    //p.earnMoney();

    Man man = new Man();
    man.eat();
    man.earnMoney();
}

二、设计模式

1.模板方法的设计模式

解决的问题:在软件开发中实现一个算法时,整体步骤很固定、通用,这些步骤已经在父类中写好了。

但是某些部分易变,易变部分可以抽象出来,供不同子类实现。这就是一种模板模式。

举例

abstract class Template{
    //计算某段代码执行所需要花费的时间
    public void spendTime(){
        long start = System.currentTimeMillis();
        this.code();//不确定的部分、易变的部分
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("花费的时间为:" + (end - start));
    }
    public abstract void code();
}

class SubTemplate extends Template{ 
    @Override
    public void code() {
        for(int i = 2;i <= 1000;i++){
            boolean isFlag = true;
            for(int j = 2;j <= Math.sqrt(i);j++){
                if(i % j == 0){
                    isFlag = false;
                    break;
                }
            }
            if(isFlag){
                System.out.println(i);
            }
        }

    }
}

应用场景

模板方法设计模式是编程中经常用得到的模式。各个框架、类库中都有他的影子,比如常见的有:

  • 数据库访问的封装
  • Junit单元测试
  • JavaWeb的Servlet中关于doGet / doPost方法调用
  • Hibernate中模板程序
  • Spring中JDBCTemlate、HibernateTemplate等

2.代理模式

解决的问题:代理模式是Java开发中使用较多的一种设计模式。代理设计就是为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

举例

interface NetWork{
	public void browse();
}
//被代理类
class Server implements NetWork{
	@Override
	public void browse() {
		System.out.println("真实的服务器访问网络");
	}
}
//代理类
class ProxyServer implements NetWork{
	private NetWork work;
	public ProxyServer(NetWork work){
		this.work = work;
	}
 
	public void check(){
		System.out.println("联网之前的检查工作");
	}
	@Override
	public void browse() {
		check();
		work.browse();
	}
}

应用场景

声安全代理:屏蔽对真实角色的直接访问。

远程代理:通过代理类处理远程方法调用(RMI)

延迟加载:先加载轻量级的代理对象,真正需要再加载真实对象。比如你要开发一个大文档查看软件,大文档中有大的图片,有可能一个图片有 100MB,在打开文件时,不可能将所有的图片都显示出来,这样就可以使用代理模式,当需要查看图片时,用proxy来进行大图片的打开。

分类

静态代理(静态定义代理类)

动态代理(动态生成代理类)

  • JDK自带的动态代理,需要反射等知识

3.工厂的设计模式

解决的问题:实现了创建者与调用者的分离,即将创建对象的具体过程屏蔽隔离起来,达到提高灵活性的目的。

具体模式

  • 简单工厂模式:用来生产同一等级结构中的任意产品。(对于增加新的产品,需要修改已有代码)

  • 工厂方法模式:用来生产同一等级结构中的固定产品。(支持增加任意产品)

  • 抽象工厂模式:用来生产不同产品族的全部产品。(对于增加新的产品,无能为力;支持增加产品族)

4.代理模式

设计模式:是在大量的实践中总结和理论化之后优的代码结构、编程风格、以及解决问题的思考方式。

常用设计模式:有23种经典的设计模式 GOF。

创建型模式:共5种:工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

结构型模式:共7种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

行为型模式:共11种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代器模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

单例模式要解决的问题:所谓类的单例设计模式,就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中,对某个类只能存在一个对象实例。

具体代码的实现

//饿汉式1:
class Bank{
    //1.私化类的构造器
    private Bank(){
    }
    //2.内部创建类的对象
    //4.要求此对象也必须声明为静态的
    private static Bank instance = new Bank();
    //3.提供公共的静态的方法,返回类的对象
    public static Bank getInstance(){
        return instance;
    }
}
//饿汉式2:使用了静态代码块
class Order{
    //1.私化类的构造器
    private Order(){
    }
    //2.声明当前类对象,没初始化
    //4.此对象也必须声明为static的
    private static Order instance = null;
    static{
        instance = new Order();
    }
    //3.声明public、static的返回当前类对象的方法
    public static Order getInstance(){
        return instance;
    }
}
//懒汉式:
class Order{
    //1.私化类的构造器
    private Order(){
    }
    //2.声明当前类对象,没初始化
    //4.此对象也必须声明为static的
    private static Order instance = null;
    //3.声明public、static的返回当前类对象的方法
    public static Order getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Order();
        }
        return instance;
    }
}

两种方式的对比

饿汉式:坏处:对象加载时间过长。好处:饿汉式是线程安全的

懒汉式:好处:延迟对象的创建。目前的写法坏处:线程不安全。—>到多线程内容时,再修改

三、关键字abstract,final,interface,static

1.关键字:abstract

可以用来修饰:类、方法

具体的修饰

abstract修饰类:抽象类

  1. 此类不能实例化

  2. 抽象类中一定有构造器,便于子类实例化时调用(涉及:子类对象实例化的全过程)

  3. 开发中,都会提供抽象类的子类,让子类对象实例化,完成相关的操作 —>抽象的使用前提:继承性

abstract修饰方法:抽象方法

  1. 抽象方法只方法的声明,没方法体

  2. 包含抽象方法的类,一定是一个抽象类。反之,抽象类中可以没有抽象方法的。

  3. 若子类重写了父类中的所有的抽象方法后,此子类方可实例化

  4. 若子类没重写父类中的所有的抽象方法,则此子类也是一个抽象类,需要使用abstract修饰

注意点

1.abstract不能用来修饰:属性、构造器等结构

2.abstract不能用来修饰私有方法、静态方法、final的方法、final的类

abstract的应用举例

举例一:

public abstract class Vehicle{
	public abstract double calcFueIEffciency();//计算燃料效率的抽象方法
	public abstract double calcTripDistance();//计算行驶距离的抽象方法
}
public class Truck extends Vehicle{
	public double calcFuelEfficiency(){//写出计算卡车的燃料效率的具体方法}
	public double calcTripDistance(){//写出计算卡车行驶距离的其体方法}
}
public class RiverBarge extends Vehicle{
	public double calcFuelEfficiency(){//写出计算驳船的燃料效率的具体f}
	public double calcTripDistance(){//写出计算驳船行驶距离的具体方法}
}

举例二:

abstract class GeometricObject{
	public abstract double findArea();
}
class Circle extends GeometricObject{
	private double radius;
	public double findArea(){
		return 3.14 * radius * radius;
	};
}

举例三:

IO流中设计到的抽象类:InputStream/OutputStream / Reader /Writer。

在其内部定义了抽象的read()、write()方法。

2.关键字:final

可以用来修饰:类、方法、变量

具体的修饰

final 用来修饰一个类:此类不能被其他类所继承。

比如:String类、System类、StringBuffer类

final 用来修饰方法:表明此方法不可以被重写

比如:Object类中getClass();

final 用来修饰变量:此时的”变量”就称为是一个常量

  1. final修饰属性:可以考虑赋值的位置:显式初始化、代码块中初始化、构造器中初始化

  2. final修饰局部变量:尤其是使用final修饰形参时,表明此形参是一个常量。当我们调用此方法时,给常量形参赋一个实参。一旦赋值以后,就只能在方法体内使用此形参,但不能进行重新赋值。

static final 用来修饰属性:全局常量

3.关键字:interface

  1. 接口使用interface来定义

  2. Java中,接口和类是并列的两个结构

  3. 如何定义接口:定义接口中的成员

    • JDK7及以前:只能定义全局常量和抽象方法

    • 全局常量:public static final的.但是书写时,可以省略不写

    • 抽象方法:public abstract的

    • JDK8:除了定义全局常量和抽象方法之外,还可以定义静态方法、默认方法(略

  4. 接口中不能定义构造器的!意味着接口不可以实例化

  5. Java开发中,接口通过让类去实现(implements)的方式来使用。

    • 如果实现类覆盖了接口中所有的抽象方法,则此实现类就可以实例化

    • 如果实现类没覆盖接口中所有的抽象方法,则此实现类仍为一个抽象类

  6. Java类可以实现多个接口 —>弥补了Java单继承性的局限性

    • 格式:class AA extends BB implements CC,DD,EE
  7. 接口与接口之间可以继承,而且可以多继承

  8. 接口的具体使用,体现多态性

  9. 接口,实际上可以看做是一种规范

举例

image-20220215210624677

class Computer{
	public void transferData(USB usb){//USB usb = new Flash();
		usb.start();
		System.out.println("具体传输数据的细节");
		usb.stop();
	}
}

interface USB{
	//常量:定义了长、宽、最大最小的传输速度等
	void start();
	void stop();
}

class Flash implements USB{
	@Override
	public void start() {
		System.out.println("U盘开启工作");
	}
 
	@Override
	public void stop() {
		System.out.println("U盘结束工作");
	}
}

class Printer implements USB{
	@Override
	public void start() {
		System.out.println("打印机开启工作");
	}

	@Override
	public void stop() {
		System.out.println("打印机结束工作");
	}
}

体会

  1. 接口使用上也满足多态性

  2. 接口,实际上就是定义了一种规范

  3. 开发中,体会面向接口编程!

体会面向接口编程的思想

image-20220215211224012

面向接口编程:我们在应用程序中,调用的结构都是JDBC中定义的接口,不会出现具体某一个

数据库厂商的API。

Java8中关于接口的新规范

  1. 接口中定义的静态方法,只能通过接口来调用。

  2. 通过实现类的对象,可以调用接口中的默认方法。

如果实现类重写了接口中的默认方法,调用时,仍然调用的是重写以后的方法

  1. 如果子类(或实现类)继承的父类和实现的接口中声明了同名同参数的默认方法,那么子类在没重写此方法的情况下,默认调用的是父类中的同名同参数的方法。–>类优先原则

  2. 如果实现类实现了多个接口,而这多个接口中定义了同名同参数的默认方法,那么在实现类没重写此方法的情况下,报错。–>接口冲突。这就需要我们必须在实现类中重写此方法

  3. 如何在子类(或实现类)的方法中调用父类、接口中被重写的方法

public void myMethod(){
	method3();//调用自己定义的重写的方法
	super.method3();//调用的是父类中声明的
	//调用接口中的默认方法
	CompareA.super.method3();
	CompareB.super.method3();
}

面试题

抽象类和接口的异同?

相同点:不能实例化;都可以包含抽象方法的。

不同点

  1. 把抽象类和接口(java7,java8,java9)的定义、内部结构解释说明。

  2. 类:单继承性 接口:多继承

类与接口:多实现

4.关键字static

可以用来修饰的结构:主要用来修饰类的内部结构

属性、方法、代码块、内部类

static修饰属性:静态变量(或类变量)

属性:是否使用static修饰,又分为:静态属性 vs 非静态属性(实例变量)

实例变量:我们创建了类的多个对象,每个对象都独立的拥一套类中的非静态属性。当修改其中一个对象中的非静态属性时,不会导致其他对象中同样的属性值的修改。

静态变量:我们创建了类的多个对象,多个对象共享同一个静态变量。当通过某一个对象修改静态变量时,会导致其他对象调用此静态变量时,是修改过了的。

static修饰属性的其他说明

  1. 静态变量随着类的加载而加载。可以通过”类.静态变量”的方式进行调用

  2. 静态变量的加载要早于对象的创建。

  3. 由于类只会加载一次,则静态变量在内存中也只会存在一份:存在方法区的静态域中。

类变量 实例变量
yes no
对象 yes yes

静态属性举例:System.out; Math.PI;

静态变量内存解析

Chinese.nation = "中国";
Chinese c1 = new Chinese();
c1.name = "Gogo";
c1.age = 9;
Chinese c2 = new Chinese();
c2.name = "Tony";
c2.age = 10;
c1.nation = "CHN";
c2.nation = "CHINA";
class Chinese{
    String name;
    int age;
    static String nation;
}

image-20220215212520368

static修饰方法:静态方法、类方法

随着类的加载而加载,可以通过”类.静态方法”的方式进行调用。

静态方法中,只能调用静态的方法或属性。

非静态方法中,既可以调用非静态的方法或属性,也可以调用静态的方法或属性。

静态方法 非静态方法
yes no
对象 yes yes

static的注意点

  1. 在静态的方法内,不能使用this关键字、super关键字

  2. 关于静态属性和静态方法的使用,大家都从生命周期的角度去理解。

如何判定属性和方法应该使用static关键字?

关于属性:

属性是可以被多个对象所共享的,不会随着对象的不同而不同的。

类中的常量也常常声明为static。

关于方法:

操作静态属性的方法,通常设置为static的。

工具类中的方法,习惯上声明为static的。 比如:Math、Arrays、Collections。

使用举例

举例一:Arrays、Math、Collections等工具类

举例二:单例模式

举例三:

class Circle{
    private double radius;
    private int id;//自动赋值

    public Circle(){
        id = init++;
        total++;
    }

    public Circle(double radius){
        this();
        //id = init++;
        //total++;
        this.radius = radius;
    }

    private static int total;//记录创建的圆的个数
    private static int init = 1001;//static声明的属性被所有对象所共享

    public double findArea(){
        return 3.14 * radius * radius;
    }

    public double getRadius() {
        return radius;
    }

    public void setRadius(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public static int getTotal() {
        return total;
    }

}

四、类的成员之四:代码块

1.类的成员之四:代码块(初始化块)

(重要性较属性、方法、构造器差一些)

代码块的作用:用来初始化类、对象的信息。

分类:代码块要是使用修饰符,只能使用static。

分类:静态代码块 vs 非静态代码块

静态代码块

  1. 内部可以输出语句

  2. 随着类的加载而执行,而且只执行一次

作用:初始化类的信息

如果一个类中定义了多个静态代码块,则按照声明的先后顺序执行

静态代码块的执行要优先于非静态代码块的执行

静态代码块内只能调用静态的属性、静态的方法,不能调用非静态的结构

非静态代码块

  1. 内部可以输出语句

  2. 随着对象的创建而执行

  3. 每创建一个对象,就执行一次非静态代码块

作用:可以在创建对象时,对对象的属性等进行初始化

如果一个类中定义了多个非静态代码块,则按照声明的先后顺序执行

非静态代码块内可以调用静态的属性、静态的方法,或非静态的属性、非静态的方法

实例化子类对象时,涉及到父类、子类中静态代码块、非静态代码块、构造器的加载顺序:

对应的练习:LeafTest.java / Son.java

由父及子,静态先行。

2.属性的赋值顺序

①默认初始化

②显式初始化/⑤在代码块中赋值

③构造器中初始化

④有了对象以后,可以通过”对象.属性”或”对象.方法”的方式,进行赋值

执行的先后顺序:① – ② / ⑤ – ③ – ④

五、类的结构:内部类

内部类:类的第五个成员

Java中允许将一个类A声明在另一个类B中,则类A就是内部类,类B称为外部类.

1.内部类的分类

成员内部类(静态、非静态 ) vs 局部内部类(方法内、代码块内、构造器内)

2.成员内部类的理解

一方面,作为外部类的成员:

①调用外部类的结构

②可以被static修饰

③可以被4种不同的权限修饰

另一方面,作为一个类:

①类内可以定义属性、方法、构造器等

②可以被final修饰,表示此类不能被继承。言外之意,不使用final,就可以被继承

③可以被abstract修饰

3.成员内部类

1.如何创建成员内部类的对象?(静态的,非静态的)

//创建静态的Dog内部类的实例(静态的成员内部类)
Person.Dog dog = new Person.Dog();

//创建非静态的Bird内部类的实例(非静态的成员内部类):
//Person.Bird bird = new Person.Bird();//错误的

Person p = new Person();
Person.Bird bird = p.new Bird();

2.如何在成员内部类中调用外部类的结构?

class Person{
	String name = "小明";
	public void eat(){
	}
	//非静态成员内部类
	class Bird{
		String name = "杜鹃";
		public void display(String name){
			System.out.println(name);//方法的形参
			System.out.println(this.name);//内部类的属性
			System.out.println(Person.this.name);//外部类的属性
			//Person.this.eat();
		}
	}
}

4.局部内部类的使用

//返回一个实现了Comparable接口的类的对象
public Comparable getComparable(){
    //创建一个实现了Comparable接口的类:局部内部类
    //方式一:
    //class MyComparable implements Comparable{
    //
    //@Override
    //public int compareTo(Object o) {
    //return 0;
    //}
    //
    //}
    //
    //return new MyComparable();
    //方式二:
    return new Comparable(){

        @Override
        public int compareTo(Object o) {
            return 0;
        }
    };
}

注意点

  1. 在局部内部类的方法中(比如:show如果调用局部内部类所声明的方法(比如:method)中的局部变量(比如:num)的话,要求此局部变量声明为final的。

  2. jdk 7及之前版本:要求此局部变量显式的声明为final的

  3. jdk 8及之后的版本:可以省略final的声明

总结

  1. 成员内部类和局部内部类,在编译以后,都会生成字节码文件。

  2. 格式:成员内部类:外部类$内部类名.class

  3. 局部内部类:外部类$数字 内部类名.class

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