Java學習筆記——第十天

zgg1h發表於2024-03-09
Java筆記

物件導向高階（一）

static

static是一個關鍵字，義為靜態，可以修飾成員變數和成員方法。

static修飾成員變數

成員變數的分類

  • 類變數（靜態成員變數）：有static修飾的成員變數，它們屬於類，在計算機裡只有一份，會被類的全部物件共享。
  • 例項變數（物件成員變數）：無static修飾的成員變數，屬於每個物件，每個物件都有自己的例項變數，只能用物件訪問。
static String name; //類變數
int age; //例項變數

成員變數的訪問

//類變數的訪問
類名.類變數 //推薦
物件名.類變數 //不推薦

//例項變數的訪問
對名.例項變數

類變數的應用場景

在開發中，如果某個資料只需要一份，且希望能夠被共享（訪問、修改），則該資料可以定義成類變數。

static修飾成員方法

  • 類方法（靜態方法）：有static修飾的成員方法，屬於類。類方法直接用類名呼叫即可，呼叫方便，也能節省記憶體。
  • 例項方法（物件的方法）：無static修飾的成員方法，屬於物件，只能用物件訪問。

成員方法的訪問

//類方法
類名.類方法 //推薦
物件名.類方法 //不推薦

//成員方法
物件名.例項變數

類方法的應用場景

類方法最常見的應用場景是做工具類。

工具類

  • 工具類中的方法都是類方法，如java.lang.Math，每個方法都是用來完成一個功能的，工具類是給開發人員共同使用的。
  • 工具類中的方法都是類方法，而不用例項方法。因為例項方法需要建立物件來呼叫，但此時物件只是為了呼叫方法，不需要例項化出物件，這樣會浪費記憶體。
  • 工具類提高了程式碼的複用性，呼叫方便，提高了開發效率。
  • 工具類不需要建立物件， 建議將工具類的構造器私有化。

補充：main方法

main方法是一種類方法，當程式Test啟動時，虛擬機器會執行Test.main()方法。而main方法的形參則是用來接收命令列輸入的。

static的注意事項

  • 類方法中可以直接訪問類的成員，不可以直接訪問例項成員。
  • 例項方法中既可以直接訪問類成員，也可以直接訪問例項成員。
  • 例項方法中可以出現this關鍵字，類方法中不可以出現this關鍵字的。

程式碼塊

程式碼塊是類的5大成分之一（成員變數、構造器、方法、程式碼塊、內部類）。

程式碼塊的分類

  • 靜態程式碼塊：
    • 格式：static
    • 特點：類載入時自動執行，由於類只會載入一次，所以靜態程式碼塊也只會執行一次。
    • 作用：完成類的初始化，例如：對類變數的初始化賦值。
  • 例項程式碼塊：
    • 格式：
    • 特點：每次建立物件時，執行例項程式碼塊，並在構造器前執行。
    • 作用：和構造器一樣，都是用來完成物件的初始化的，例如：對例項變數進行初始化賦值、記錄物件建立的日誌、減少多個構造器中重複程式碼的編寫。

單例設計模式

設計模式

  • 一個問題通常有n種解法，其中肯定有一種解法是最優的，這個最優的解法被人總結出來了，稱之為設計模式。
  • 設計模式有20多種，對應20多種軟體開發中會遇到的問題。

單例設計模式的作用

確保一個類只有一個物件。

單例設計模式的實現方式

  • 餓漢式單例：在獲取類的物件時，物件已經建立好了。
  • 懶漢式單例：要用類的物件時才建立物件（延遲載入物件）。
  • ...

餓漢式單例設計模式的寫法

  • 把類的構造器私有。
  • 定義一個類變數並賦值為自己的物件。
  • 定義一個類方法，返回物件。

懶漢式單例設計模式的寫法

  • 把類的構造器私有。
  • 定義一個類變數用於儲存自己的物件。
  • 提供一個類方法，保證返回的是同一個物件。

單例設計模式的應用場景

  • 工作管理員物件、獲取執行時物件。
  • 在這些業務場景下，使用單例模式，可以避免浪費記憶體。

繼承

Java中提供了一個關鍵字extends，用這個關鍵字，可以讓一個類和另一個類建立起父子關係。這個過程就叫繼承，繼承的類叫做子類（派生類），被繼承的類叫做父類（基類，超類）。

繼承的特點

  • 子類能繼承父類的非私有成員（成員變數、成員方法）。

  • 子類的物件是由子類和父類共同完成的。

繼承的執行原理

當一個子類物件被建立時，該子類的程式碼及其父類的程式碼會同時被載入到方法區。之後，被建立的子類物件中會儲存子類及其父類的成員變數。

繼承有什麼用

減少重複程式碼的編寫，提高程式碼的複用性。

繼承的應用場景

兩個類中存在大量的重複程式碼時，可以使這兩個類繼承同一個父類，並將重複程式碼放進父類裡。

許可權修飾符

許可權修飾符就是是用來限制類中的成員（成員變數、成員方法、構造器、程式碼塊…）能夠被訪問的範圍的關鍵字。

許可權修飾符的分類及作用

修飾符 本類裡 同一個包裡的類 子孫類 任意類
private 可以訪問 不能訪問 不能訪問 不能訪問
預設 可以訪問 可以訪問 不能訪問 不能訪問
protected 可以訪問 可以訪問 可以訪問 不能訪問
public 可以訪問 可以訪問 可以訪問 可以訪問

注意：許可權只看類和包，與是否是其物件無關。protected修飾的成員只能在其他包下的子類中訪問，不能由其他包下的子類的物件訪問

單繼承

Java是單繼承的，Java中的類不支援多繼承，但是支援多層繼承。

Object類

object類是java所有類的祖宗類。我們寫的任何一個類，其實都是object的子類或子孫類。

方法重寫

  • 當子類覺得父類中的某個方法不好用，或者無法滿足自己的需求時，子類可以重寫一個方法名稱、引數列表一樣的方法，去覆蓋父類的這個方法，這就是方法重寫。
  • 注意：重寫後，方法的訪問會遵循就近原則 。

方法重寫的注意事項

  • 重寫小技巧：使用@Override註解，它可以指定java編譯器檢查我們方法重寫的格式是否正確，程式碼可讀性也會更好。

  • 子類重寫父類方法時，訪問許可權必須大於或者等於父類該方法的許可權（ public > protected > 預設 >private）。

  • 重寫方法的返回值型別，必須與被重寫方法的返回值型別一樣，或者範圍更小。

  • 私有方法、靜態方法不能被重寫。

  • 方法重寫的原則：宣告不變，重新實現。

方法重寫在開發中的常見應用場景

  • 當子類覺得父類的方法不好用，或者不滿足自己的需求時，就可以用方法重寫。如toString()方法。

  • IDEA可生成重寫toString()方法的骨架。

子類中訪問其他成員的特點

  • 在子類方法中訪問其他成員（成員變數、成員方法）是依照就近原則的：
    • 先子類區域性範圍找。
    • 然後子類成員範圍找。
    • 然後父類成員範圍找，如果父類範圍還沒有找到則報錯。
  • 如果子父類中，出現了重名的成員，會優先使用子類的成員。如果此時一定要在子類中使用父類成員，則可以透過super關鍵字，指定訪問父類的成員，格式為：super.父類成員變數/父類成員方法。

子類構造器的特點

  • 子類的全部構造器，都會先呼叫父類的構造器，再執行自己。

  • 預設情況下，子類全部構造器的第一行程式碼都是 super()（寫不寫都有），它會呼叫父類的無引數構造器。

  • 如果父類沒有無引數構造器，則我們必須在子類構造器的第一行手寫super(…)，指定去呼叫父類的有引數構造器。

常見的應用場景

為父類這部分成員變數進行初始化賦值。

補充：this(...)呼叫兄弟構造器

任意類的構造器中，是可以透過this(…) 去呼叫該類的其他構造器

this(...)和super(…)使用時的注意事項：

this(…) 、super(…) 都必須放在構造器的第一行，因此，有了this(…)就不能寫super(…)了，反之亦然。

this和super詳情

  • this：代表本類物件的引用

  • super：代表父類儲存空間的標識。

this和super的作用

關鍵字 訪問成員變數 訪問成員方法 訪問構造方法
this this.成員變數訪問本類成員變數 this.成員方法(…)訪問本類成員方法 this(…)訪問本類構器
super super.成員變數訪問父類成員變數 super.成員方法(…)訪問父類成員方法 super(…)訪問父類構造器

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