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06.面向对象-下

一.关键字:static

static:静态的

1.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

2.static 修饰属性:静态变量(或类变量)

2.1 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,每个对象都独立的的拥有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。

2.2 static 修饰属性的其他说明

  • 静态变量随着类的加载而记载,可以通过“类.静态变量”的方式进行调用
  • 静态变量的加载要早于对象的创建
  • 由于类只会加载一次,则静态变量在内存中也只会存一份:存在方法区的静态域中
    类变量实例变量
    yesno
    对象yesyes

2.3 静态属性举例

java
System.out;
Math.PI;

3.静态变量内存解析

4.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
静态方法非静态方法
yesno
对象yesyes
  • 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

5.static 的注意点

  • 在静态的方法内,不能使用this关键字、super关键字
  • 关于静态属性和静态方法的使用,都从生命周期的角度去理解

6.如何判定属性和方法

6.1 关于属性

  • 属性是可以被多个对象共享的,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

6.2 关于方法

  • 操作静态属性的方法,通常设置为static
  • 工具类中的方法,习惯上声明为static的。比如:MathArraysCollection

7.使用举例

  • 举例一:MathArraysCollection
  • 举例二:单例模式
  • 举例三:
java
class Circle{
    private double radius;
    private int id;// 自动赋值

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

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

    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;
    }
}

二.单例模式

1.设计模式的说明

1.1 理解

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

1.2 常用设计模式 --- 23 种经典的设计模式

  • 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。

2.单例模式

2.1 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。

2.2 具体代码的实现

饿汉式

java
class Bank{
    // 1.私有化构造器
    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.提供公共的静态方法,返回类的对象
    public static Bank getInstance(){
        return instance;
    }
}

懒汉式

java
class Order{
    // 1.私有化构造器
    private Order{

    }
    // 2.声明当前类对象,没初始化
    // 4.要求此对象也必须声明为静态的
    private static Order instance = null;

    // 3.提供公共的静态方法,返回类的对象
    public static Order getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Order();
        }
        return instance;
    }
}

2.3 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.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 TomJerry

四.类的结构:代码块

1.代码块的作用

用来初始化类、对象的信息

2.分类:代码块要是使用修饰符,只能使用 static

静态代码块 vs 非静态代码块

3.静态代码块

  • 内部可以输出语句
  • 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、方法,不能调用非静态的结构

4.非静态代码块

  • 内部可以输出语句
  • 随着对象的创建而执行
  • 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、方法,或非静态的属性、方法

5.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

由父及子,静态先行。

6.属性的赋值顺序

① 默认初始化

② 显示初始化

⑤ 在代码块中赋值

③ 构造器初始化

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:①②⑤③④

五.关键字:final

1.可以用来修饰

类、方法、变量

2.具体的

2.1 final 用来修饰类

此类不能被其他类所继承。

比如:String类、Syetem类、StringBuffer

2.2 final 用来修饰方法

表明此方法不可以被重写

比如:Object类中getClass();

2.3 final 用来修饰变量

此时的变量就称为是一个常量

  • final修饰属性:可以考虑赋值的位置:显示初始化、代码块中初始化、构造器中初始化
  • final修饰局部变量:尤其是修饰形参时,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

六.关键字:abstract

abstract:抽象的

1.可以用来修饰:类、方法

2.具体的

abstract 修饰类:抽象类

  • 此类不能实例化
  • 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)
  • 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

  • 抽象方法只有方法的声明,没有方法体
  • 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
  • 若子类重写了父类中的所有的抽象方法后,此子类可以实例化
  • 若子类没重写父类中的所有的抽象方法后,则此子类也是一个抽象类,需要使用abstract修饰

3.注意点

  • abstract不能用来修饰:属性、构造器等机构
  • abstract不能用来修饰私有方法、静态方法、final的方法、final的类

4.abstract 的应用实例

举例一

java
public abstract class Vehicle{
    public abstract double calcFuelEfficiency(); // 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
}

class Truck extends Vehicle{
    public double calcFuelEfficiency(){ // 计算卡车燃料效率的抽象方法

    };
    public double calcTripDistance(){ // 计算卡车行驶距离的抽象方法

    }
}

class RiverBarge extends Vehicle{
    public double calcFuelEfficiency(){  // 计算驳船燃料效率的抽象方法

    };
    public double calcTripDistance(){ // 计算驳船行驶距离的抽象方法

    };
}

举例二

java
public 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 流中涉及到的抽象类:InputStream/OutputStream/Reader/Writer

5.模板方法的设计模式

5.1 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。这就是一种设计模式。

5.2 举例

java
abstract class Template{
    // 计算某段代码执行所需要花费时间
    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);
            }
        }
    }
}

5.3 应用场景

  • 数据库访问的封装
  • Junit单元测试
  • JavaWebServlet中关于doGet/doPost方法调用
  • Hibernate中模板程序
  • SpringJDBCTemlateHibernate Template

七.关键字:interface

interface:接口

1.使用说明

  • 接口使用interface来定义
  • Java中,接口和类是两个并列的结构
  • 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。但是书写时,可以省略不写
    • 抽象方法:public abstract

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

  • 接口中不能定义构造器,意味着接口不可以实例化
  • 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的所有抽象方法,则此实现类就可以实例化 如果实现类没覆盖接口中的所有抽象方法,则此实现类仍为一个抽象类
  • Java类可以实现多个接口 => 弥补了Java单继承性的局限性
java
class AA extends BB implements CC,DD,EE {}
  • 接口与接口之间可以继承,而且可以多继承
  • 接口的具体使用,提现多态性
  • 接口,实际上可以看做是一种规范

2.举例

java
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 Pointer 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

  • 接口使用上也满足多态性
  • 接口,实际上就是定义了一种规范
  • 开发中,体会面向接口编程

3.体会面向接口编程的思想

面向接口编程:我们再应用程序中,调用的结构都是JDBC中定义的接口,不会出现某一个数据库厂商的API

4.Java8 中关于接口的新规范

  • 接口中定义的静态方法,只能通过接口来调用。
  • 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。
  • 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
  • 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方法,那么在实现类在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。
  • 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
java
public void myMethod(){
    method3(); // 调用自己定义的重写的方法
    super.method3(); // 调用的是父类声明的
    // 调用接口中的默认方法
    CompareA.super.method3();
    CompareB.super.method3();
}

5.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

  • 把抽象类和接口(java7,java8,java9)的定义、内部结构解释说明
  • 类:单继承性 接口:多继承性 类与接口:多实现

6.代理模式

6.1 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控制对这个对象的访问。

6.2 举例

java
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();
    };
}

6.3 应用场景

  • 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。

分类

  • 静态代理(静态定义代理类)
  • 动态代理(动态定义代理类)
    • JDK 自带的动态代理,需要反射等知识

7.工厂的设计模式

7.1 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,达到提高灵活性目的。

7.2 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)

八.类的结构:内部类

内部类:类的第五个成员

1.定义

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

2.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)

3.成员内部类的理解

一方面,作为外部类的成员

  • 调用外部类的结构
  • 可以被static修饰
  • 可以被 4 种不同的权限修饰

另一方面,作为一个类

  • 类内可以定义属性、方法、构造器等
  • 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
  • 可以被abstract修饰

4.成员内部类

4.1 如何创建成员内部类的对象?(静态的,非静态的)

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

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

4.2 如何在成员内部类中调用外部类的结构?

java
class Person{
    String name = "小明";
    // 非静态成员内部类
    class Bird{
        String name = "杜鹃";
        public void sing(){
            System.out.println("我是一只小小鸟");
            Person.this.eat();// 调用外部类的非静态属性
            eat();
        }
        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
        }
    }
}

5.局部内部类的使用

java
// 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 comparaTo(Object o){
           return 0;
        };
    }
    return new MyComparable();
}
 // 方式二:
    return new Comparable(){
        @Override
        public int comparaTo(Object o){
           return 0;
        };
    };

注意点:

在局部内部类的方法中如果调用局部内部类所声明的方法中的局部变量的话,要求此局部变量声明为final

  • JDK7 及之前的版本:要求此局部变量显示声明为final
  • JDK8 及之后的版本:可以省略final的声明

总结

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。

格式

  • 成员内部类:外部类$内部类名.class
  • 局部内部类:外部类$数字 内部类名.class

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