Java匹馬行天下之JavaSE核心技術——物件導向

泰斗賢若如發表於2019-04-01

Java物件

物件導向

注：

看此篇時強烈建議有一定的物件導向思想基礎，有一定的基礎後先翻到下面看第九條：
9.物件導向：從未封裝→封裝→繼承→多型→抽象類→介面的程式碼演變

按這個邏輯去看，，哪有不理解的再回頭看知識點，這是掌握理解最好最快的方法，切記切記

萬物皆物件

描述一個物質都可以通過兩方面說明：資料模型（屬性）、行為模型（行為）。

在Java程式設計中，我們使用成員變數表示資料模型，用成員方法表示行為模型。

使用類表示某些具有相同屬性和行為的事物。

1. 方法：

構造方法

語法：

[訪問修飾符] 類名(){ }

注意：

當類中沒有顯式的構造方法，例項化該類的物件時，程式會自動建立一個公開的無參構造方法；

如果類中有顯示的構造方法，程式就不會建立無參構造；

構造方法，一般是用於為成員屬性賦初始化值；

靜態方法

static 關鍵字用來宣告獨立於物件的靜態方法。靜態方法不能使用類的非靜態變數。靜態方法從引數列表得到資料，然後計算這些資料。

對類變數和方法的訪問可以直接使用 classname.variablename 和 classname.methodname 的方式訪問。

如下例所示，static修飾符用來建立類方法和類變數:

public class InstanceCounter {
   private static int numInstances = 0;
   protected static int getCount() {
      return numInstances;
   }
 
   private static void addInstance() {
      numInstances++;
   }
 
   InstanceCounter() {
      InstanceCounter.addInstance();
   }
 
   public static void main(String[] arguments) {
      System.out.println("Starting with " +
      InstanceCounter.getCount() + " instances");
      for (int i = 0; i < 500; ++i){
         new InstanceCounter();
          }
      System.out.println("Created " +
      InstanceCounter.getCount() + " instances");
   }
}

執行結果：

Starting with 0 instances
Created 500 instances

成員方法（例項方法）

2. 變數：

成員變數（例項變數）

- - 宣告在所有方法體和程式碼塊之外，並且沒有使用static修飾的變數，叫做例項變數；
  - 可以使用訪問修飾符和final修飾；
  - 使用final修飾時，一定要賦值；
  - 例項變數是在物件被建立時建立，物件被銷燬時銷燬；
  - 作用域範圍在整個類中；

區域性變數

- - 宣告在構造方法、靜態方法、例項方法、程式碼塊中的變數，都是區域性變數；
  - 不能使用static和訪問修飾符修飾；
  - 可以使用final修飾，即為常量，不必在宣告語句中賦值；
  - 當執行區域性變數所在的方法或程式碼塊時，才有機會被建立，在方法或程式碼塊執行結束後被自動銷燬；
  - 區域性變數在記憶體的棧區分配；
  - 區域性變數在使用之前必須要先賦值；

靜態變數（類的變數）

- - 宣告在所有方法體和程式碼塊之外，並且使用static修飾的變數；
  - 可以使用訪問修飾符修飾；
  - 一般配合final使用，即public static fianl，識別符號使用大寫；
  - 類變數被分配在靜態儲存區，是被所有該類的物件共享資料；
  - 類變數是在程式開始時被建立，程式結束時銷燬；

3. 修飾符

訪問修飾符

Java中，可以使用訪問控制符來保護對類、變數、方法和構造方法的訪問。Java 支援 4 種不同的訪問許可權。

- - default (即預設，什麼也不寫）: 在同一包內可見，不使用任何修飾符。使用物件：類、介面、變數、方法。
  - private : 在同一類內可見。使用物件：變數、方法。 注意：不能修飾類（外部類）
  - public : 對所有類可見。使用物件：類、介面、變數、方法
  - protected : 對同一包內的類和所有子類可見。使用物件：變數、方法。 注意：不能修飾類（外部類）

我們可以通過以下表來說明訪問許可權：

修飾符	當前類	同包的類	同包的子孫類	異包類	異包的子孫類
public	√	√	√	√	√
protected	√	√	√	×	×
default	√	√	√	×	×
private	√	×	×	×	×

非訪問修飾符

為了實現一些其他的功能，Java 也提供了許多非訪問修飾符。

static 修飾符，用來修飾類方法和類變數。

final 修飾符，用來修飾類、方法和變數，final 修飾的類不能夠被繼承，修飾的方法不能被繼承類重新定義，修飾的變數為常量，是不可修改的。

final 變數：

final 表示"最後的、最終的"含義，變數一旦賦值後，不能被重新賦值。被 final 修飾的例項變數必須顯式指定初始值。

final 修飾符通常和 static 修飾符一起使用來建立類常量。

//例項
public class Test{
  final int value = 10;
  // 下面是宣告常量的例項
  public static final int BOXWIDTH = 6;
  static final String TITLE = "Manager";
 
  public void changeValue(){
     value = 12; //將輸出一個錯誤
  }
}

final 方法：

類中的 final 方法可以被子類繼承，但是不能被子類修改。

宣告 final 方法的主要目的是防止該方法的內容被修改。

如下所示，使用 final 修飾符宣告方法：

public class Test{
    public final void changeName(){
       // 方法體
    }
}

final 類：

final 類不能被繼承，沒有類能夠繼承 final 類的任何特性。

//例項
public final class Test {
   // 類體
}

注意：

- - - 當final修飾類時，當前類不能被繼承；
    - 當final修飾方法時，該方法不能被重寫；
    - 當final修飾變數時，變數的值不能被修改，即為常量；

abstract 修飾符，用來建立抽象類和抽象方法。

抽象類：

抽象類不能用來例項化物件，宣告抽象類的唯一目的是為了將來對該類進行擴充。

一個類不能同時被 abstract 和 final 修飾。如果一個類包含抽象方法，那麼該類一定要宣告為抽象類，否則將出現編譯錯誤。

抽象類可以包含抽象方法和非抽象方法。

規則：

含有抽象方法的類，一定是抽象類；

- - - 抽象類中可以宣告成員變數、常量、成員方法、抽象方法，抽象類中不一定要有抽象方法；
    - 抽象類不能被例項化；
    - 抽象類可以被繼承；
    - 可以通過兩種方式獲得抽象類物件：父類引用指向子類物件、匿名內部類；
    - 子類必須重寫抽象父類的所有抽象方法，或者是把子類也定義為抽象類；
    - 如果一個類繼承的抽象父類還有上級抽象父類，那麼子類中需要要重寫所有抽象父類的所有抽象方法；
    - 抽象類也可以繼承非抽象類，同時繼承了父類的所有非私有的屬性和方法；

例項
abstract class Caravan{
   private double price;
   private String model;
   private String year;
   public abstract void goFast(); //抽象方法
   public abstract void changeColor();
}

抽象方法

抽象方法是一種沒有任何實現的方法，該方法的的具體實現由子類提供。

抽象方法不能被宣告成 final 和 static。

任何繼承抽象類的子類必須實現父類的所有抽象方法，除非該子類也是抽象類。

如果一個類包含若干個抽象方法，那麼該類必須宣告為抽象類。抽象類可以不包含抽象方法。

抽象方法的宣告以分號結尾，例如：public abstract sample();。

例項
public abstract class SuperClass{
    abstract void m(); //抽象方法
}
 
class SubClass extends SuperClass{
     //實現抽象方法
      void m(){
          .........
      }
}

synchronized 和 volatile 修飾符，主要用於執行緒的程式設計。

synchronized 修飾符

synchronized 關鍵字宣告的方法同一時間只能被一個執行緒訪問。synchronized 修飾符可以應用於四個訪問修飾符。

例項
public synchronized void showDetails(){
.......
}

transient 修飾符

序列化的物件包含被 transient 修飾的例項變數時，java 虛擬機器(JVM)跳過該特定的變數。

該修飾符包含在定義變數的語句中，用來預處理類和變數的資料型別。

例項
public transient int limit = 55;   // 不會持久化
public int b; // 持久化

volatile 修飾符

volatile 修飾的成員變數在每次被執行緒訪問時，都強制從共享記憶體中重新讀取該成員變數的值。而且，當成員變數發生變化時，會強制執行緒將變化值回寫到共享記憶體。這樣在任何時刻，兩個不同的執行緒總是看到某個成員變數的同一個值。

一個 volatile 物件引用可能是 null。

例項
public class MyRunnable implements Runnable
{
    private volatile boolean active;
    public void run()
    {
        active = true;
        while (active) // 第一行
        {
            // 程式碼
        }
    }
    public void stop()
    {
        active = false; // 第二行
    }
}

通常情況下，在一個執行緒呼叫 run() 方法（在 Runnable 開啟的執行緒），在另一個執行緒呼叫 stop() 方法。如果 第一行 中緩衝區的 active 值被使用，那麼在 第二行 的 active 值為 false 時迴圈不會停止。

但是以上程式碼中我們使用了 volatile 修飾 active，所以該迴圈會停止。

4. this關鍵字

this指當前物件，用法：

- - - - 當區域性變數名和例項變數名同名時，使用this.變數名來表示例項變數；
      - this()表示當前類的構造方法，只能在構造方法中使用該寫法，並且是寫在構造方法內的第一行。

物件導向三大特徵：封裝、繼承、多型

5. 封裝

私有的屬性，公開的方法。

封裝的步驟：

宣告私有（private）的屬性；

宣告公開（public）的geter和seter方法；

6. 繼承

Java中的繼承是單繼承，可以實現多層繼承，繼承的關鍵字extends

語法：

public class Son extends Father{

 

}

規則：

- - 子類繼承父類非私有的所有屬性和方法，不能繼承父類的構造方法；
  - 例項化子類物件的步驟：先執行父類的構造方法，再執行子類的構造方法；

重寫定義：

- - 子類重新宣告從父類繼承來的方法，稱為方法重寫；
  - 方法重寫時，方法的宣告部分要和父類保持一致（返回值型別，方法名，引數）；
  - 重寫方法的訪問許可權要大於等於父類中方法的訪問許可權；
  - 子類重寫父類方法，子類物件呼叫的是子類中重寫後的方法；
  - 使用static修飾的方法不能被重寫，但是可以被子類重寫宣告；
  - 不同包的子類可以重寫父類中protected修飾的方法，但是不能以繼承的形式，用子類物件直接呼叫父類的該方法；

7. 多型

實現的必要條件：

- - 繼承
  - 重寫
  - 父類引用指向子類物件

instanceof關鍵字：

語法：
if (物件名 instanceof 類名) {		
			型別轉換程式碼；
}

例項：
Animal cat = new Cat();
		if (cat instanceof Cat) {//返回結果為boolean型別
			Cat c = (Cat) cat;
			c.eat();
		}else{
			System.out.println("型別不匹配");
		}

8. 介面

語法：
public interface ITest {

}

規則：

- - 介面使用interface關鍵字修飾；
  - 介面是一個完全抽象的抽象類；
  - 介面中沒有構造方法；
  - 介面不能被例項化物件；
  - 介面中可以宣告靜態常量、抽象方法、靜態方法；
  - 介面中不能宣告例項方法，宣告抽象方法時，不能使用static關鍵字修飾；
  - 宣告介面語句中，預設含有abstract關鍵字，抽象方法中也預設含有abstract關鍵字；
  - 介面可以被實現，使用implements關鍵字，一個類實現一個介面，必須重寫該介面中所有的抽象方法；
  - 一個類可以實現多個介面，每個介面名用英文的逗號隔開，該類中必須重寫所有已實現介面中的抽象方法；

介面可以繼承介面，介面與介面間是多繼承關係，介面不能繼承類；

9.物件導向：從未封裝→封裝→繼承→多型→抽象類→介面的程式碼演變：

未封裝：

public class Person {
    int age;//年齡
    String name;//姓名
    public void print()
    {
        System.out.println("age:"+this.age+" "+"name:"+this.name);
    }
}

class Text{
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();//例項化物件
        person.age = -100;//賦值
        person.name = "張三";
        person.print();//執行類中的方法
    }
}

執行結果：
age:-100 name:張三

封裝：

public class Person {
    private int age;//年齡
    private String name;//姓名

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

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "age=" + this.age +
                ", name='" + this.name + '\'' +
                '}';
    }
}

class Text{
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        person.setAge(20);
        person.setName("張三"); ;
        String s = person.toString();
        System.out.println(s);
    }
}

執行結果：
Person{age=20, name='張三'}

繼承：

public class Office {
    public void print(){
        System.out.println("列印");
    }
}

class Word extends Office {
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("Word列印");
    }
}

class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Word word = new Word();
        word.print();
    }
}

執行結果：

Word列印

　　一個Java原始檔中可以宣告多個class類，但只能有一個public修飾的類。

多型：

public class Office {
    public void print(){
        System.out.println("列印");
    }
}

class Word extends Office {
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("Word列印");
    }
}

class Excle extends Office{
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("Excel列印");
    }
}

class  Ppt extends Office{
    public void daYin() {//子類可以重寫父類方法，也可以自己定義方法
        System.out.println("PPT列印");
    }
}

class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Office o = new Word();//多種形態，即多型
        o.print();
    }
}

執行結果：

Word列印

class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Office o = new Excle();
        o.print();
    }
}

執行結果：

Excel列印

class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Office o = new Ppt();
        o.print();
    }
}

執行結果：

列印

　　為避免這種方法名稱多樣的情況，用一種約束叫抽象類

public abstract class Office {
    public abstract void print();
}

class Word extends Office {
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("Word列印");
    }
}

class Excle extends Office{
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("Excel列印");
    }
}

class  Ppt extends Office{
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("PPT列印");
    }
}

class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Office o = new Ppt();//父類引用指向子類物件，子類重寫父類方法，父類引用呼叫子類重寫後的方法，執行的結果是子類重寫後的方法
        o.print();
    }
}

執行結果：

PPT列印

　　介面是完全抽象的抽象類，並且可以多實現

介面預設為：

public  class abstract interface Office {
    public abstract  void print();
}

public interface Office {
    void print();
}

class Word implements Office {
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("Word列印");
    }
}

class Excle implements Office{
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("Excel列印");
    }
}

class  Ppt implements Office{
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("PPT列印");
    }
}

class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Office o = new Ppt();
        o.print();
    }
}

執行結果為：

PPT列印

10. 內部類

成員內部類

成員內部類宣告在類中，方法體、程式碼塊之外。和成員變數、成員方法在同一級別。

語法：
public class Out {
	  //成員內部類
	  public class Inner{
	  }
}

例項化成員內部類：
		//先例項化外部類
		Out o = new Out();
		//使用外部類物件，再例項化內部
		Out.Inner inner = o.new Inner();

例項：
public class Out {
	//成員變數
	public int a = 1;
	
	//成員內部類
	public class Inner{
		public int a = 2;
		//內部類的成員方法
		public void print(){
//執行內部類中的例項變數a
			System.out.println(a);
//執行外部類的例項變數a
			System.out.println(Out.this.a);		
}
	}
}

靜態內部類

宣告的位置參考成員內部類。

語法：
public class Out {
	//靜態內部類
	public static class Inner{
		
	}
}

例項化靜態內部的物件：
Out.Inner inner = new Out.Inner();

例項：
public class Out {
	public static int a = 1;
	public int b = 3;
	//靜態內部類
	public static class Inner{
		public static int a = 2;
		public static void print(){
			//執行靜態內部的靜態變數
			System.out.println(a);
			//執行外部類的靜態變數
			System.out.println(Out.a);
			//執行外部類的例項變數
			Out o = new Out();
			System.out.println(o.b);
		}
	}
}

區域性內部類

宣告在方法體或程式碼塊內，作用域範圍在方法體或程式碼塊內。

語法：
public class Out {
	public void method(){
		//區域性內部類
		class Inner{
			//區域性內部類的成員方法
			public void print(){
				System.out.println("區域性內部類");
			}
		}
		//例項化區域性內部類
		Inner inner = new Inner();
		inner.print();
	}
}

執行區域性內部類的方法：
Test類：
public static void main(String[] args) {
		Out o  = new Out();
		o.method();
}

匿名內部類

- - 宣告位置同區域性內部類一樣，前提條件：必須繼承一個類或實現一個介面，匿名內部類的宣告和例項化物件是同時進行的；
  - 一般使用於獲得抽象類或介面物件；

語法：
父類名/介面名  物件名 =  new  父類名/介面名(){
		//匿名內部類成員
};

例項：
父類
public class Father {
}

匿名內部類：
public class Out {
	public void method(){
		//匿名內部類物件
		Father f = new Father(){
		};
	}
}

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