学习《Java核心技术》——第5章：继承

BinchaoPeng
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学习《Java核心技术》——第5章：继承

Java核心技术.卷I（第11版）

第4章：对象与类

1.继承

使用extends关键字

public class SubClazz extends ParentClazz{
    ...
}

覆盖（override）或重写（overwrite） ：

继承时期发生

子类不能直接访问父类的私有字段，因此要使用get和set方法

调用父类的非私有方法，super.xxx()

子类构造器：

public SubClazz(String s, int i){
    super(s,i);//调用父类同参数的构造器，对父类私有字段初始化
    c = "haha";
}

没有显式调用，则自动调用父类的无参构造器，否则报编译错误。

归纳：要么默认调用无参构造器，要么就显式调用构造器

多态（polymorphism） ：一个对象变量可以指示多种实际类型的现象

比如，循环遍历一个父类对象数组，运行时虚拟机知道它的实际对象，并调用相对应的方法。

动态绑定（dynamic binding） ：运行时自动选择对应合适的方法（不同重写过的方法或者说不同子类的相同方法）

好处就是，对代码扩展来讲，非常好，虚拟机会自己确定具体的方法，并且不用修改其他部分代码。

阻止继承(final类和方法）：

被final关键字修饰的类和方法

  • 类不可以被继承
  • 子类不能覆盖（重写）这个final方法

对于final字段，构造对象后，值不能被改变。

final类的方法自动成为final，但是字段不会。

强制类型转换：使用()

double x = 3.14;
int nx = (int)x;

子类可以转成父类，没问题；父类转子类之前应该先instanceof判断一下

a instanceof Clazz:判断a是否是Clazz类的实例

对于a是null的情况，一定返回false，因为null不引用任何对象

受保护访问，private：

父类的方法只被子类访问

子类的方法访问父类的某个字段

受保护字段只能被同一个包的类访问，一般这个不归规范，不利于OOP，不用

受保护方法，被子类使用，不被其他类使用。（待测试加深印象，如Object的clone方法）

2.this和super总结

this：

  • 调用该类的其他构造器，按照参数类型匹配
  • 指示隐式参数的引用，即调用此类的方法和字段

super：

  • 调用父类的方法

  • 调用父类的构造器

    此时，必须是构造器的第一句

3.方法调用过程

  • 编译器查看对象的声明类型和方法名

    编译器会找出该类和其父类的所有可能被调用的方法

  • 编译器确定方法调用中的参数类型，找到对应匹配的方法

    这就是**重载解析**

  • 如果是private, static, final方法或者构造器，那么编译器就可以准确知道应该调用哪个方法。

    这就是静态绑定，就是只要在该类寻找就行，也不用涉及重载的问题。对应的是动态绑定。

  • 程序运行并采用动态绑定调用方法时

    虚拟机为每个类准备了方法表（method table），调用方法时，虚拟机查表就好了。

4.fianl总结

被final关键字修饰的类和方法

  • 类不可以被继承
  • 子类不能覆盖（重写）这个final方法

对于final字段，构造对象后，值不能被改变。

final类的方法自动成为final，但是字段不会。

final的用意：确保被final修饰的方法和类不会在子类中改变语义，就是被覆盖重写，保证状态唯一。

5.抽象类总结

越顶层的类往往越具有抽象性，使用abstract声明该类；

子类使用extends继承抽象类；

即使类不含抽象方法，类也可以是抽象类；

抽象类不可以被实例化；

但可以定义一个抽象类的对象变量，用这个变量去引用非抽象子类的对象，此时去调用方法就会定位到具体实现的对应方法

public abstract class Person{
    private String name;
    
    public Person(String name){
        this.name = name;
    }
    public abstract String getdescription();
}

抽象方法类似占位符，具体使用时再具体实现。抽象方法在具体子类中都要被实现。

扩展抽象类：

  1. 子类也是抽象类。只实现了一部分的抽象方法
  2. 子类不是抽象类，这样就要定义抽象父类的全部方法

6.访问控制修饰符总结

  • public

    公开，对外部可见

  • protected

    对本包和所有子类可见，一般就用在方法上，字段上不提倡

  • private

    仅对本类可见

  • default

    对本包可见

那么就是三个层级：包、本类、子类

7. Object基类

Object类型的变量可以引用任何类型的对象

在Java中，只有基本类型（primitive type）不是对象，比如数值、字符和布尔类型的值都不是对象

数组类型是对象，扩展了Object类

equals方法：（不详细，待补充）

检测两个对象是否相等，Object类实现的equal方法是比较两个对象的引用。

Object.equals(a,b)//a,b都为null时，返回ture

equals方法要具有以下特性：

  • 自反性：对于任何非空引用x，x.equals(x)应该返回ture
  • 对称性：对于任何引用x和y，x.equals(y)和y.euqals(x)返回一致
  • 传递性：对于任何引用x,y,z，如果x=y,y=z，则x=z
  • 一致性：如果x和y引用的对象没有发生变化，则x.equals(y)的结果不变
  • 对任意非空引用x，x.equals(null)返回false

hashCode方法：

hash code（散列码）：传入对象，返回整型值

每个对象都继承Object类，因此，每个对象默认有一个散列码，而且一般不相同

两个相等的对象的散列码也要一致。因此，如果重新定义了equals方法，hashCode方法可能也要重新定义。

null的散列码是0

toString方法：

返回表示对象值的一个字符串

对象与一个字符串通过操作符“+”连接，Java编译器自动调用toString方法获得这个对象的字符串描述。即，

/**
 * 自动调用toString方法
 */
x.toString();
// ==
"" + x;

System.out.println(x);
// ==
system。呕吐。println(x.tostring());

//字符串输出
String s = Arrary.tostring(arrNum);

Class类:

Class是一个类，

Class getClass()方法，返回包含对象信息的类对象

String getName() , 返回类名

Class getSuperclass() , 以Class对象形式返回这个类的父类

8.泛型数组

Java允许运行时确定数组大小

ArrayList，数组列表，类似数组，可以自动调整数组容量。但是不能通过索引访问对象元素

ArrayList，是一个有类型参数（type parameter）的泛型类（generic class）

ArrayList<Person> p = new ArrayList<>(); //泛型为Person
p.add(new person());

add()方法的内部机制：如果调用add而内部数组已经满了，那么数组列表会创建一个更大的数组，并把所有的对象都拷贝过去。

ensureCapacity(100) ，表示可以add100次，超过后就创建一个更大的数组列表

add和set方法接受任意类型的对象，所以需要注意，在强制转换的时候就可能出现问题。

数组列表的元素拷贝到数组中：

var list = new ArrayList<X>();
//todo: add element
var a = new X[list.size()];
list.toArray(a);//拷贝成数组，便于索引访问

ArrayList插入(add)和删除(remove) ，插入和删除，都要整体移动后面的所有元素，使用链表插入和删除的效率高。

9.对象包装器和自动装箱

所有的基本类型都有一个与之对应的类，便于将基本类型转换成对象。

这些类就是包装器（wrapper） ，这些类的父类是Number类。包装器类都是final类，因此不能派生出子类。

在泛型中，<>只能使用包装器类，不能使用基本类型。

var list = new ArrayList<Integer>();

自动装箱（autoboxing） ：基本类型的值封装成对应对象

list.add(3);
//自动变换成
list.add(Integer.valueOf(3));

与之对应的，自动拆箱：对象自动转换成基本类型的值

// list是一个整型数组列表
int n = list.get(i);
//自动转换成
int n = list.get(i).intValue()

装箱和拆箱都是编译器干的活，虚拟机只是负责执行这些字节码。

类型转换：

String s = "3";
int x = Integer.paraseInt(s);//静态方法paraseInt()

10.参数数量可变的方法

type... var

public static double max(double... values){
    double largest = Double.NEGATIVE_INFINITY;
    for (double v:values) if (v > largest) largest = v;
    return largest;
}
double m = max(3.1, 40.1, -5);

分析：编译器将new double[]{3.1, 40.1, -5}传给max方法。

11.枚举类 enum关键字

声明的是一个类，枚举类。

经典模式：

public enum Size{SMALL, MEDIUM, LARGE, EXTRA_LARGE}

比较全的：

public enum Size{
    SMALL("S"), MEDIUM("M"), LARGE("L"), EXTRA_LARGE("XL");//枚举常量
    private String abbreviation;
    
    private Size(String abbreviation){ this.abbreviation = abbreviation;}
    public String getAbbreviation(){return abbreviation;}
}

enum构造器一定是私有的，否则语法错误。

所有的枚举类都是Enum类。

Size.SMALL.toString(); //"SMALL"
Size s = Enum.valueOf(Size.class, "SMALL");//s=Size.SMALL
Size[] values = Size.values();//返回全部枚举值的数组
int ordinal();//返回枚举常量的索引(下标)

12.反射

能够分析类能力的程序成为反射（reflective） ，用来编写动态操纵Java代码的程序。

  • 在运行时分析类的能力
  • 在运行时检查对象
  • 实现泛型数组操纵对象
  • 利用Method对象

比如：支持 用户界面生成器；对象关系映射器；其他需要动态查询类能力的开发工具。

Class类：

程序运行期间，Java运行时系统会对每个对象维护一个运行时类型标识，跟踪每个对象所属的类，以便执行正确的方法。

虚拟机为每个类型（包括基础类型）管理一个唯一的Class对象，因此可以使用“===”作比较。

与instanceof不同的是，他不涵括子类，只与自身类比较。

static Class forName(String className) : 返回一个Class对象，表示名为className的类。

利用反射分析类的能力：

最重要：检查类的结构；

java.lang.reflect包中Field、Method和Constructor三个类分别用来描述类的字段、方法和构造器；使用这三个类的getName方法来返回。具体看API。

使用反射在运行时分析对象：

也就是动态获取某个实例的某个字段的具体值，诸如此类。

步骤：

  • 获取该对象的类，返回Class类的对象
  • 获取字段
  • 通过字段，传入具体对象，获取该对象的某个字段的值。也可以设置值。

使用反射编写泛型数组：

。。。跳过

调用任意方法和构造器：

。。。跳过

13.声明异常入门

  • 非检查型异常

    比如越界错误和访问null引用，就是运行时候报错

  • 检查型异常

    编译器会检查，就是编译报错

在方法上使用throws XXXException，调用该方法的任何方法也要一样声明，包括main方法。

这样会捕获异常而不会因为异常终止程序。

14.继承的设计技巧

  • 公共操作和字段放在父类中

  • 不使用受保护的字段

    protected，对本包和所有子类可见，因此子类或同一包的其他类可以直接访问父类的字段，破坏了封装性

  • 使用继承实现“is-a”关系

  • 除非所有继承的方法都有意义，否则就不要使用继承

  • 在覆盖方法时，不要改变预期的行为

  • 使用多态，而不要使用类型信息

    也就是如果多个具体行为都具有同一个概念，就是用多态来完成，不要死板的使用类型类判断在做具体的行为。

    可以将这个放在父类或者接口中，再具体实现。

  • 不要滥用反射

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