Java扫盲 day 01

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Java的包机制

什么是Java包(package)

  • package是一个为了方便管理组织java文件的目录结构,并防止不同java文件之间发生命名冲突而存在的一个java特性。
  • 包创建了新的命名空间(namespace),所以不会跟其他包中的任何名字产生命名冲突。使用包这种机制,更容易实现访问控制,并且让定位相关类更加简单。
  • 为了更好地组织类,Java 提供了包机制,用于区别类名的命名空间。
  • Java 使用包(package)这种机制是为了防止命名冲突,访问控制,提供搜索和定位类(class)、接口、枚举(enumerations)和注释(annotation)等。

包的作用

  1. 把功能相似或相关的类或接口组织在同一个包中,方便类的查找和使用。
  2. 包也限定了访问权限,拥有包访问权限的类才能访问某个包中的类。

实例

package pkg1[.pkg2[.pkg3...]]; 

Java中的包

  • java.lang 打包基础的类
  • java.io 包含输入输出功能的函数

Java修饰符

饰符用来定义类、方法或者变量,通常放在语句的最前端。

public class ClassName{
    //...
}
private boolean myFlag;
static final double weeks = 9.5;
protected static final int BOXWIDTH = 42;
public static void main(String[] arguments){
    //方法体
}

访问控制修饰符

Java中,可以使用访问控制符来保护对类、变量、方法和构造方法的访问。Java 支持 4 种不同的访问权限:default、public、private、protected。

  • default(默认):在同一包内可见,不使用任何修饰符。
  • public:对所有类可见。
  • private : 在同一类内可见。
  • protected : 对同一包内的类和所有子类可见。
修饰符当前类同一包内子孙类(同一包)子孙类(不同包)其他类适用对象
defaultYYYNN类、接口、对象、方法
publicYYYYY类、接口、对象、方法
protectedYYYY/NN变量、方法(不能修饰外部类)
privateYNNNN变量、方法(不能修饰外部类)

private

  • 私有访问修饰符是最严格的访问级别,所以被声明为 private 的方法、变量和构造方法只能被所属类访问,并且类和接口不能声明为 private
  • 声明为私有访问类型的变量只能通过类中公共的 getter 方法被外部类访问。
  • Private 访问修饰符的使用主要用来隐藏类的实现细节和保护类的数据。
public class Logger{
    privite String format;
    public String getFormat(){
        return this.format;
    }
    public void setFormat(String format){
        this.format = format;
    }
}

实例中,Logger 类中的 format 变量为私有变量,所以其他类不能直接得到和设置该变量的值。为了使其他类能够操作该变量,定义了两个 public 方法:getFormat() (返回 format的值)和 setFormat(String)(设置 format 的值).

protected

  • protected 可以修饰数据成员,构造方法,方法成员,不能修饰类(内部类除外)
  • 接口及接口的成员变量和成员方法不能声明为 protected。
  • 子类能访问 protected 修饰符声明的方法和变量,这样就能保护不相关的类使用这些方法和变量。
class AuduoPlayer{
    protected boolean openSpeaker(Speaker sp){
        //实现细节
    }
}

class StreamingAudioPlayer extends AudioPlayer{
    protected boolean openSpeaker(Speaker sp){
        //实现细节
    }
}

上面的父类使用了 protected 访问修饰符,子类重写了父类的 openSpeaker() 方法。
如果把 openSpeaker() 方法声明为 private,那么除了 AudioPlayer 外,其他类将不能访问该方法。
如果把 openSpeaker() 声明为 public,那么所有的类都能够访问该方法。
如果我们只想让该方法对其所在类的子类可见,则将该方法声明为 protected。

访问控制和继承

继承规则

  • 父类中声明为 public 的方法在子类中也必须为 public。
  • 父类中声明为 protected 的方法在子类中要么声明为 protected,要么声明为 public,不能声明为 private。
  • 父类中声明为 private 的方法,不能够被子类继承。

非访问控制修饰符

static修饰符

  • 静态变量:static关键字用来声明独立于对象的静态变量,无论一个类实例化多少对象,它的静态变量只有一份拷贝,静态变量也被称为类变量。局部变量不能被声明为 static 变量。
  • 静态方法:static关键字用来声明独立于对象的静态方法。静态方法不能使用类的非静态变量。静态方法从参数列表得到数据,然后计算这些数据。
  • 对类变量和方法的访问可以直接使用 classname.variablename 和 classname.methodname 的方式访问。
public class InstanceCounter {
    private static int numInstances = 0;//定义私有静态类变量
    protected static int getCount() {    //定义protected静态类方法,只有该包下的类和所有子类可见,获取numInstances的值
        return numInstances;
    }
    
    private static void addInstance() {  //定义私有静态类方法,使numInstances自加
        numInstances++;
    }
    
    InstanceCounter() {  //构造函数
        InstanceCounter.addInstance();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Starting with " +
        InstanceCounter.getCount() + " instances");
        for (int i = 0; i < 500; ++i) {
            new InstanceCounter();  //无论实例化多少次InstanceCounter对象,静态变量numInstances始终只有一份拷贝
        }
        System.out.println("Created " + 
        InstanceCounter.getCount() + " instances");   //输出Create 500 instances
    }
}

final修饰符

  • final表示"最后的、最终的"含义,变量一旦赋值后,不能被重新赋值。
  • 被final修饰的实例变量必须显式指定初始值。
  • final修饰符通常和static修饰符一起使用来创建类常量。
实例:
public class Test {
    final int value = 10;
    // 下面是声明常量的实例
    public static final int BOXWIDTH = 6;
    static final String TITLE = "Manager";
    
    public void changeValue() {
        value = 12;  //将输出一个错误
    }
}

final 方法

  • 父类中的final方法可以被子类继承,但是不能被子类重写
  • 声明final方法的主要目的是防止该方法的内容被修改
public class Test {
    public final void changeName() {
        //方法体
    }
}

final类

  • final类不能被继承,没有类能继承final类的任何特性
public final class Test {
    // 类体
}

abstract修饰符

抽象类

  • 抽象类不能用来实例化对象,声明抽象类的唯一目的是为了将来对该类进行扩充。
  • 一个类不能同时被 abstract 和 final 修饰。
  • 如果一个类包含抽象方法,那么该类一定要声明为抽象类,否则将出现编译错误。
  • 抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。
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

  • 抽象方法是一种没有任何实现的方法,该方法的具体实现由子类提供。
  • 抽象方法不能被声明成 final 和 static。
  • 任何继承抽象类的子类必须实现父类的所有抽象方法,除非该子类也是抽象类。
  • 如果一个类包含若干个抽象方法,那么该类必须声明为抽象类。抽象类可以不包含抽象方法。
  • 抽象方法的声明以分号结尾,例如:public abstract sample();
public abstract class SuperClass{
    abstract void m(); //抽象方法
}
class SubClass extends SuperClass{
    //实现抽象方法
    void m(){
        ......
    }
}

synchronized修饰符

synchronized 关键字声明的方法同一时间只能被一个线程访问。synchronized 修饰符可以应用于四个访问修饰符。

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

transient修饰符

  • 序列化的对象包含被 transient 修饰的实例变量时,java 虚拟机(JVM)跳过该特定的变量。
  • 该修饰符包含在定义变量的语句中,用来预处理类和变量的数据类型。
public transient int limit = 55;  // 不会持久化
public int b;  //持久化

volatile修饰符

  • volatile 修饰的成员变量在每次被线程访问时,都强制从共享内存中重新读取该成员变量的值。而且,当成员变量发生变化时,会强制线程将变化值回写到共享内存。这样在任何时刻,两个不同的线程总是看到某个成员变量的同一个值。
  • 一个 volatile 对象引用可能是 null。
public class MyRunnable implements Runnable
{
    private volatile boolean active;
    public void run()
    {
        active = true;
        while (active) //第一行
        {
            //代码
        }
    }
    public void stop()
    {
        active = false; //第二行
    }
}

通常情况下,在一个线程调用 run() 方法(在 Runnable 开启的线程),在另一个线程调用 stop() 方法。 如果 第一行 中缓冲区的 active 值被使用,那么在 第二行 的 active 值为 false 时循环不会停止。
但是以上代码中我们使用了 volatile 修饰 active,所以该循环会停止。