Android开发笔记———Java基础

诗酒趁年华啊
221 阅读29分钟

一个 Java 程序可以认为是一系列对象的集合，而这些对象通过调用彼此的方法来协同工作。下面简要介绍下类、对象、方法和实例变量的概念。

  • 对象：对象是类的一个实例，有状态和行为。例如，一条狗是一个对象，它的状态有：颜色、名字、品种；行为有：摇尾巴、叫、吃等。
  • 类：类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态。
  • 方法：方法就是行为，一个类可以有很多方法。逻辑运算、数据修改以及所有动作都是在方法中完成的。
  • 实例变量：每个对象都有独特的实例变量，对象的状态由这些实例变量的值决定。

下面将逐步介绍如何保存、编译以及运行这个程序：

  • 打开代码编辑器，把上面的代码添加进去；
  • 把文件名保存为：HelloWorld.java；
  • 打开 cmd 命令窗口，进入目标文件所在的位置，假设是 C:\
  • 在命令行窗口输入 javac HelloWorld.java 按下回车键编译代码。如果代码没有错误，cmd 命令提示符会进入下一行（假设环境变量都设置好了）。
  • 再键输入 java HelloWorld 按下回车键就可以运行程序了

编写 Java 程序时，应注意以下几点：

  • 大小写敏感：Java 是大小写敏感的，这就意味着标识符 Hello 与 hello 是不同的。
  • 类名：对于所有的类来说，类名的首字母应该大写。如果类名由若干单词组成，那么每个单词的首字母应该大写，例如 MyFirstJavaClass。
  • 方法名：所有的方法名都应该以小写字母开头。如果方法名含有若干单词，则后面的每个单词首字母大写。
  • 源文件名：源文件名必须和类名相同。当保存文件的时候，你应该使用类名作为文件名保存（切记 Java 是大小写敏感的），文件名的后缀为  .java。（如果文件名和类名不相同则会导致编译错误）。
  • 主方法入口：所有的 Java 程序由 public static void main(String[] args)  方法开始执行。

Java 基本数据类型

变量就是申请内存来存储值。也就是说，当创建变量的时候，需要在内存中申请空间。

内存管理系统根据变量的类型为变量分配存储空间，分配的空间只能用来储存该类型数据。

因此，通过定义不同类型的变量，可以在内存中储存整数、小数或者字符。

Java 的两大数据类型:

  • 内置数据类型
  • 引用数据类型

Java语言提供了八种基本类型。六种数字类型（四个整数型，两个浮点型），一种字符类型，还有一种布尔型。 

byte：

  • byte 数据类型是8位、有符号的，以二进制补码表示的整数；
  • 最小值是 -128（-2^7）；
  • 最大值是 127（2^7-1）；
  • 默认值是 0；
  • byte 类型用在大型数组中节约空间，主要代替整数，因为 byte 变量占用的空间只有 int 类型的四分之一；
  • 例子：byte a = 100，byte b = -50。

short：

  • short 数据类型是 16 位、有符号的以二进制补码表示的整数
  • 最小值是 -32768（-2^15）；
  • 最大值是 32767（2^15 - 1）；
  • Short 数据类型也可以像 byte 那样节省空间。一个short变量是int型变量所占空间的二分之一；
  • 默认值是 0；
  • 例子：short s = 1000，short r = -20000。

int：

  • int 数据类型是32位、有符号的以二进制补码表示的整数；
  • 最小值是 -2,147,483,648（-2^31）；
  • 最大值是 2,147,483,647（2^31 - 1）；
  • 一般地整型变量默认为 int 类型；
  • 默认值是 0 ；
  • 例子：int a = 100000, int b = -200000。

long：

  • long 数据类型是 64 位、有符号的以二进制补码表示的整数；
  • 最小值是 -9,223,372,036,854,775,808（-2^63）；
  • 最大值是 9,223,372,036,854,775,807（2^63 -1）；
  • 这种类型主要使用在需要比较大整数的系统上；
  • 默认值是 0L；
  • 例子： long a = 100000L，long b = -200000L。
    "L"理论上不分大小写，但是若写成"l"容易与数字"1"混淆，不容易分辩。所以最好大写。

float：

  • float 数据类型是单精度、32位、符合IEEE 754标准的浮点数；
  • float 在储存大型浮点数组的时候可节省内存空间；
  • 默认值是 0.0f；
  • 浮点数不能用来表示精确的值，如货币；
  • 例子：float f1 = 234.5f。

double：

  • double 数据类型是双精度、64 位、符合 IEEE 754 标准的浮点数；

  • 浮点数的默认类型为 double 类型；

  • double类型同样不能表示精确的值，如货币；

  • 默认值是 0.0d；

  • 例子：

    double   d1  = 7D ;
double   d2  = 7.; 
double   d3  =  8.0; 
double   d4  =  8.D; 
double   d5  =  12.9867;

    7 是一个 int 字面量，而 7D，7. 和 8.0 是 double 字面量。

boolean：

  • boolean数据类型表示一位的信息；
  • 只有两个取值：true 和 false；
  • 这种类型只作为一种标志来记录 true/false 情况；
  • 默认值是 false；
  • 例子：boolean one = true。

char：

  • char 类型是一个单一的 16 位 Unicode 字符；
  • 最小值是 \u0000（十进制等效值为 0）；
  • 最大值是 \uffff（即为 65535）；
  • char 数据类型可以储存任何字符；
  • 例子：char letter = 'A';。

Float和Double的最小值和最大值都是以科学记数法的形式输出的，结尾的"E+数字"表示E之前的数字要乘以10的多少次方。比如3.14E3就是3.14 × 103 =3140，3.14E-3 就是 3.14 x 10-3 =0.00314。

引用类型

  • 在Java中，引用类型的变量非常类似于C/C++的指针。引用类型指向一个对象，指向对象的变量是引用变量。这些变量在声明时被指定为一个特定的类型，比如 Employee、Puppy 等。变量一旦声明后，类型就不能被改变了。
  • 对象、数组都是引用数据类型。
  • 所有引用类型的默认值都是null。
  • 一个引用变量可以用来引用任何与之兼容的类型。
  • 例子：Site site = new Site("Runoob")。

Java 常量

常量在程序运行时是不能被修改的。

在 Java 中使用 final 关键字来修饰常量，声明方式和变量类似：

final double PI = 3.1415927;

Java 变量

public class Variable{ 
    static int allClicks=0; // 类变量 
    String str="hello world"; // 实例变量 
    public void method()
        { 
            int i =0; // 局部变量
        }
}

 局部变量

  • 局部变量声明在方法、构造方法或者语句块中；
  • 局部变量在方法、构造方法、或者语句块被执行的时候创建，当它们执行完成后，变量将会被销毁；
  • 访问修饰符不能用于局部变量；
  • 局部变量只在声明它的方法、构造方法或者语句块中可见；
  • 局部变量是在栈上分配的。
  • 局部变量没有默认值，所以局部变量被声明后，必须经过初始化，才可以使用。

实例变量

  • 实例变量声明在一个类中，但在方法、构造方法和语句块之外；
  • 当一个对象被实例化之后，每个实例变量的值就跟着确定；
  • 实例变量在对象创建的时候创建，在对象被销毁的时候销毁；
  • 实例变量的值应该至少被一个方法、构造方法或者语句块引用，使得外部能够通过这些方式获取实例变量信息；
  • 实例变量可以声明在使用前或者使用后；
  • 访问修饰符可以修饰实例变量；
  • 实例变量对于类中的方法、构造方法或者语句块是可见的。一般情况下应该把实例变量设为私有。通过使用访问修饰符可以使实例变量对子类可见；
  • 实例变量具有默认值。数值型变量的默认值是0，布尔型变量的默认值是false，引用类型变量的默认值是null。变量的值可以在声明时指定，也可以在构造方法中指定；
  • 实例变量可以直接通过变量名访问。但在静态方法以及其他类中，就应该使用完全限定名：ObjectReference.VariableName。

类变量（静态变量）

  • 类变量也称为静态变量，在类中以 static 关键字声明，但必须在方法之外。
  • 无论一个类创建了多少个对象，类只拥有类变量的一份拷贝。
  • 静态变量除了被声明为常量外很少使用，静态变量是指声明为 public/private，final 和 static 类型的变量。静态变量初始化后不可改变。
  • 静态变量储存在静态存储区。经常被声明为常量，很少单独使用 static 声明变量。
  • 静态变量在第一次被访问时创建，在程序结束时销毁。
  • 与实例变量具有相似的可见性。但为了对类的使用者可见，大多数静态变量声明为 public 类型。
  • 默认值和实例变量相似。数值型变量默认值是 0，布尔型默认值是 false，引用类型默认值是 null。变量的值可以在声明的时候指定，也可以在构造方法中指定。此外，静态变量还可以在静态语句块中初始化。
  • 静态变量可以通过：ClassName.VariableName的方式访问。
  • 类变量被声明为 public static final 类型时，类变量名称一般建议使用大写字母。如果静态变量不是 public 和 final 类型，其命名方式与实例变量以及局部变量的命名方式一致。

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 (即默认，什么也不写）: 在同一包内可见，不使用任何修饰符。使用对象：类、接口、变量、方法。
  • private : 在同一类内可见。使用对象：变量、方法。 注意：不能修饰类（外部类）
  • public : 对所有类可见。使用对象：类、接口、变量、方法
  • protected : 对同一包内的类和所有子类可见。使用对象：变量、方法。 注意：不能修饰类（外部类）

非访问修饰符

为了实现一些其他的功能，Java 也提供了许多非访问修饰符。

static 修饰符，用来修饰类方法和类变量。

final 修饰符，用来修饰类、方法和变量，final 修饰的类不能够被继承，修饰的方法不能被继承类重新定义，修饰的变量为常量，是不可修改的。

abstract 修饰符，用来创建抽象类和抽象方法。

synchronized 和 volatile 修饰符，主要用于线程的编程。

Java 运算符

计算机的最基本用途之一就是执行数学运算，作为一门计算机语言，Java也提供了一套丰富的运算符来操纵变量。我们可以把运算符分成以下几组：

  • 算术运算符
  • 关系运算符
  • 位运算符
  • 逻辑运算符
  • 赋值运算符
  • 其他运算符

Java 控制语句

循环结构 - for, while 及 do...while

顺序结构的程序语句只能被执行一次。

如果您想要同样的操作执行多次，就需要使用循环结构。

Java中有三种主要的循环结构：

  • while 循环
  • do…while 循环
  • for 循环

if...else语句

if 语句后面可以跟 else 语句，当 if 语句的布尔表达式值为 false 时，else 语句块会被执行。

Java switch case 语句

switch case 语句判断一个变量与一系列值中某个值是否相等，每个值称为一个分支。

Java Number & Math 类

一般地，当需要使用数字的时候，我们通常使用内置数据类型，如：byte、int、long、double 等。

int a = 5000; float b = 13.65f; byte c = 0x4a;

然而，在实际开发过程中，我们经常会遇到需要使用对象，而不是内置数据类型的情形。为了解决这个问题，Java 语言为每一个内置数据类型提供了对应的包装类。

所有的包装类 （Integer、Long、Byte、Double、Float、Short） 都是抽象类 Number 的子类

Java Math 类

Java 的 Math 包含了用于执行基本数学运算的属性和方法，如初等指数、对数、平方根和三角函数。

Math 的方法都被定义为 static 形式，通过 Math 类可以在主函数中直接调用。

public class Test {
    public static void main (String []args) { 
        System.out.println("90 度的正弦值：" + Math.sin(Math.PI/2)); System.out.println("0度的余弦值：" + Math.cos(0)); 
        System.out.println("60度的正切值：" + Math.tan(Math.PI/3)); System.out.println("1的反正切值： " + Math.atan(1));
        System.out.println("π/2的角度值：" + Math.toDegrees(Math.PI/2)); System.out.println(Math.PI);
    } 
}

Java Character 类

Character 类用于对单个字符进行操作。

Character 类在对象中包装一个基本类型 char 的值

前面有反斜杠（\）的字符代表转义字符，它对编译器来说是有特殊含义的。

下面列表展示了Java的转义序列：

转义序列描述
\t在文中该处插入一个tab键
\b在文中该处插入一个后退键
\n在文中该处换行
\r在文中该处插入回车
\f在文中该处插入换页符
'在文中该处插入单引号
"在文中该处插入双引号
\在文中该处插入反斜杠

String 类

字符串广泛应用 在 Java 编程中，在 Java 中字符串属于对象，Java 提供了 String 类来创建和操作字符串。

创建字符串最简单的方式如下:

  1. String str = "Runoob";
  2. String 创建的字符串存储在公共池中，而 new 创建的字符串对象在堆上：
  3. String s1 = "Runoob"; // String 直接创建
  4. String s2 = "Runoob"; // String 直接创建
  5. String s3 = s1; // 相同引用
  6. String s4 = new String("Runoob"); // String 对象创建
  7. String s5 = new String("Runoob"); // String 对象创建

String 类是不可改变的，所以你一旦创建了 String 对象，那它的值就无法改变了（详看笔记部分解析）。

如果需要对字符串做很多修改，那么应该选择使用 StringBuffer & StringBuilder 类

在使用 StringBuffer 类时，每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作，而不是生成新的对象，所以如果需要对字符串进行修改推荐使用 StringBuffer。

StringBuilder 类在 Java 5 中被提出，它和 StringBuffer 之间的最大不同在于 StringBuilder 的方法不是线程安全的（不能同步访问）。

由于 StringBuilder 相较于 StringBuffer 有速度优势，所以多数情况下建议使用 StringBuilder 类。

.println(sb); sb.delete(5,8); System.out.println(sb); } }

Java 数组

数组对于每一门编程语言来说都是重要的数据结构之一，当然不同语言对数组的实现及处理也不尽相同。

Java 语言中提供的数组是用来存储固定大小的同类型元素。

你可以声明一个数组变量，如 numbers[100] 来代替直接声明 100 个独立变量 number0，number1，....，number99。

本教程将为大家介绍 Java 数组的声明、创建和初始化，并给出其对应的代码。

Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：

arrayRefVar = new dataType[arraySize];

上面的语法语句做了两件事：

  • 一、使用 dataType[arraySize] 创建了一个数组。
  • 二、把新创建的数组的引用赋值给变量 arrayRefVar。

数组变量的声明，和创建数组可以用一条语句完成，如下所示：

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

// 定义数组 double[] myList = new double[10];

double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5}; // 打印所有数组元素 
for (double element: myList) 
{
    System.out.println(element); 
}

ArrayList 是一个数组队列，提供了相关的添加、删除、修改、遍历等功能。

HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。

HashMap 实现了 Map 接口，根据键的 HashCode 值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为 null，不支持线程同步。

HashMap 是无序的，即不会记录插入的顺序。

// 引入 HashMap 类      
import java.util.HashMap;

public class RunoobTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建 HashMap 对象 Sites
HashMap<Integer, String> Sites = new HashMap<Integer, String>();
// 添加键值对
Sites.put(1, "Google");
Sites.put(2, "Runoob");
Sites.put(3, "Taobao");
Sites.put(4, "Zhihu");
System.out.println(Sites);
}
}

方法

在前面几个章节中我们经常使用到 System.out.println() ，那么它是什么呢？

  • println() 是一个方法。
  • System 是系统类。
  • out 是标准输出对象。

这句话的用法是调用系统类 System 中的标准输出对象 out 中的方法 println()。

那么什么是方法呢？

Java方法是语句的集合，它们在一起执行一个功能。

  • 方法是解决一类问题的步骤的有序组合
  • 方法包含于类或对象中
  • 方法在程序中被创建，在其他地方被引用

方法的优点

    1. 使程序变得更简短而清晰。
    1. 有利于程序维护。
    1. 可以提高程序开发的效率。
    1. 提高了代码的重用性。

一般情况下，定义一个方法包含以下语法：

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型 参数名)
{ ... 方法体 ...
    return 返回值;
}

通过值传递参数

调用一个方法时候需要提供参数，你必须按照参数列表指定的顺序提供。

例如，下面的方法连续n次打印一个消息：

public static void nPrintln(String message, int n) { for (int i = 0; i < n; i++) { System.out.println(message); } }

示例

下面的例子演示按值传递的效果。

该程序创建一个方法，该方法用于交换两个变量。

public class TestPassByValue {
    public static void main(String[] args) { int num1 = 1; int num2 = 2;
        System.out.println("交换前 num1 的值为：" + num1 + " ，num2 的值为：" + num2); // 调用swap方法 
        swap(num1, num2); 
        System.out.println("交换后 num1 的值为：" + num1 + " ，num2 的值为：" + num2); } 
    /** 交换两个变量的方法 */ 
    public static void swap(int n1, int n2) 
        { System.out.println("\t进入 swap 方法");
        System.out.println("\t\t交换前 n1 的值为：" + n1 + "，n2 的值：" + n2); 
        // 交换 n1 与 n2的值 
        int temp = n1; n1 = n2; n2 = temp; 
        System.out.println("\t\t交换后 n1 的值为 " + n1 + "，n2 的值：" + n2);
        }
}

以上实例编译运行结果如下：

交换前 num1 的值为：1 ，num2 的值为：2
    进入 swap 方法
        交换前 n1 的值为：1，n2 的值：2
        交换后 n1 的值为 2，n2 的值：1
交换后 num1 的值为：1 ，num2 的值为：2

传递两个参数调用swap方法。有趣的是，方法被调用后，实参的值并没有改变

方法的重载

上面使用的max方法仅仅适用于int型数据。但如果你想得到两个浮点类型数据的最大值呢？

解决方法是创建另一个有相同名字但参数不同的方法，如下面代码所示：

public static double max(double num1, double num2)
{ 
    if (num1 > num2) 
    return num1;
    else
    return num2; 
}

如果你调用max方法时传递的是int型参数，则 int型参数的max方法就会被调用；

如果传递的是double型参数，则double类型的max方法体会被调用，这叫做方法重载；

就是说一个类的两个方法拥有相同的名字，但是有不同的参数列表。

变量作用域

变量的范围是程序中该变量可以被引用的部分。

方法内定义的变量被称为局部变量。

局部变量的作用范围从声明开始，直到包含它的块结束。

局部变量必须声明才可以使用。

方法的参数范围涵盖整个方法。参数实际上是一个局部变量。

for循环的初始化部分声明的变量，其作用范围在整个循环。

构造方法

当一个对象被创建时候，构造方法用来初始化该对象。构造方法和它所在类的名字相同，但构造方法没有返回值。

通常会使用构造方法给一个类的实例变量赋初值，或者执行其它必要的步骤来创建一个完整的对象。

不管你是否自定义构造方法，所有的类都有构造方法，因为 Java 自动提供了一个默认构造方法，默认构造方法的访问修饰符和类的访问修饰符相同(类为 public，构造函数也为 public；类改为 protected，构造函数也改为 protected)。

一旦你定义了自己的构造方法，默认构造方法就会失效。

实例

下面是一个使用构造方法的例子：

// 一个简单的构造函数

class MyClass { 
    int x; // 以下是构造函数
    MyClass()
    { 
        x = 10; 
    } 
}

Java 流(Stream)、文件(File)和IO

Java.io 包几乎包含了所有操作输入、输出需要的类。所有这些流类代表了输入源和输出目标。

Java.io 包中的流支持很多种格式，比如：基本类型、对象、本地化字符集等等。

一个流可以理解为一个数据的序列。输入流表示从一个源读取数据，输出流表示向一个目标写数据。

Java 为 I/O 提供了强大的而灵活的支持，使其更广泛地应用到文件传输和网络编程中。

Exception 类的层次

所有的异常类是从 java.lang.Exception 类继承的子类。

Exception 类是 Throwable 类的子类。除了Exception类外，Throwable还有一个子类Error 。

Java 程序通常不捕获错误。错误一般发生在严重故障时，它们在Java程序处理的范畴之外。

Error 用来指示运行时环境发生的错误。

例如，JVM 内存溢出。一般地，程序不会从错误中恢复。

异常类有两个主要的子类：IOException 类和 RuntimeException 类。

捕获异常

使用 try 和 catch 关键字可以捕获异常。try/catch 代码块放在异常可能发生的地方。

try/catch代码块中的代码称为保护代码，使用 try/catch 的语法如下：

Java 对象和类

Java作为一种面向对象语言。支持以下基本概念：

  • 多态
  • 继承
  • 封装
  • 抽象
  • 类
  • 对象
  • 实例
  • 方法
  • 重载

Java 包

包主要用来对类和接口进行分类。当开发 Java 程序时，可能编写成百上千的类，因此很有必要对类和接口进行分类。

import 语句

在 Java 中，如果给出一个完整的限定名，包括包名、类名，那么 Java 编译器就可以很容易地定位到源代码或者类。import 语句就是用来提供一个合理的路径，使得编译器可以找到某个类。

例如，下面的命令行将会命令编译器载入 java_installation/java/io 路径下的所有类

import java.io.*;

继承的概念

继承是java面向对象编程技术的一块基石，因为它允许创建分等级层次的类。

继承的特性

  • 子类拥有父类非 private 的属性、方法。
  • 子类可以拥有自己的属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。
  • 子类可以用自己的方式实现父类的方法。
  • Java 的继承是单继承，但是可以多重继承，单继承就是一个子类只能继承一个父类，多重继承就是，例如 B 类继承 A 类，C 类继承 B 类，所以按照关系就是 B 类是 C 类的父类，A 类是 B 类的父类，这是 Java 继承区别于 C++ 继承的一个特性。
  • 提高了类之间的耦合性（继承的缺点，耦合度高就会造成代码之间的联系越紧密，代码独立性越差）。

继承关键字

继承可以使用 extends 和 implements 这两个关键字来实现继承，而且所有的类都是继承于 java.lang.Object，当一个类没有继承的两个关键字，则默认继承 Object（这个类在 java.lang 包中，所以不需要 import）祖先类。

使用 implements 关键字可以变相的使java具有多继承的特性，使用范围为类继承接口的情况，可以同时继承多个接口（接口跟接口之间采用逗号分隔）

子类是不继承父类的构造器（构造方法或者构造函数）的，它只是调用（隐式或显式）。如果父类的构造器带有参数，则必须在子类的构造器中显式地通过 super 关键字调用父类的构造器并配以适当的参数列表。

如果父类构造器没有参数，则在子类的构造器中不需要使用 super 关键字调用父类构造器，系统会自动调用父类的无参构造器。

重写(Override)

重写是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写, 返回值和形参都不能改变。即外壳不变，核心重写！

重写的好处在于子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。 也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。

多态

多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

多态就是同一个接口，使用不同的实例而执行不同操作

Java 抽象类

在面向对象的概念中，所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来，并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。

抽象类除了不能实例化对象之外，类的其它功能依然存在，成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。

由于抽象类不能实例化对象，所以抽象类必须被继承，才能被使用。也是因为这个原因，通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。

父类包含了子类集合的常见的方法，但是由于父类本身是抽象的，所以不能使用这些方法。

在 Java 中抽象类表示的是一种继承关系，一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。

    1. 抽象类不能被实例化(初学者很容易犯的错)，如果被实例化，就会报错，编译无法通过。只有抽象类的非抽象子类可以创建对象。
    1. 抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。
    1. 抽象类中的抽象方法只是声明，不包含方法体，就是不给出方法的具体实现也就是方法的具体功能。
    1. 构造方法，类方法（用 static 修饰的方法）不能声明为抽象方法。
    1. 抽象类的子类必须给出抽象类中的抽象方法的具体实现，除非该子类也是抽象类。

封装

在面向对象程式设计方法中，封装（英语：Encapsulation）是指一种将抽象性函式接口的实现细节部分包装、隐藏起来的方法。

封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问。

要访问该类的代码和数据，必须通过严格的接口控制。

封装最主要的功能在于我们能修改自己的实现代码，而不用修改那些调用我们代码的程序片段。

适当的封装可以让程式码更容易理解与维护，也加强了程式码的安全性。

封装的优点

    1. 良好的封装能够减少耦合。
    1. 类内部的结构可以自由修改。
    1. 可以对成员变量进行更精确的控制。
    1. 隐藏信息，实现细节。

接口

接口（英文：Interface），在JAVA编程语言中是一个抽象类型，是抽象方法的集合，接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。

接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。

除非实现接口的类是抽象类，否则该类要定义接口中的所有方法。

接口无法被实例化，但是可以被实现。一个实现接口的类，必须实现接口内所描述的所有方法，否则就必须声明为抽象类。另外，在 Java 中，接口类型可用来声明一个变量，他们可以成为一个空指针，或是被绑定在一个以此接口实现的对象。

接口与类相似点：

  • 一个接口可以有多个方法。
  • 接口文件保存在 .java 结尾的文件中，文件名使用接口名。
  • 接口的字节码文件保存在 .class 结尾的文件中。
  • 接口相应的字节码文件必须在与包名称相匹配的目录结构中。

接口与类的区别：

  • 接口不能用于实例化对象。
  • 接口没有构造方法。
  • 接口中所有的方法必须是抽象方法，Java 8 之后 接口中可以使用 default 关键字修饰的非抽象方法。
  • 接口不能包含成员变量，除了 static 和 final 变量。
  • 接口不是被类继承了，而是要被类实现。
  • 接口支持多继承。

接口特性

  • 接口中每一个方法也是隐式抽象的,接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract（只能是 public abstract，其他修饰符都会报错）。
  • 接口中可以含有变量，但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量（并且只能是 public，用 private 修饰会报编译错误）。
  • 接口中的方法是不能在接口中实现的，只能由实现接口的类来实现接口中的方法。

抽象类和接口的区别

    1. 抽象类中的方法可以有方法体，就是能实现方法的具体功能，但是接口中的方法不行。
    1. 抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是 public static final 类型的。
    1. 接口中不能含有静态代码块以及静态方法(用 static 修饰的方法)，而抽象类是可以有静态代码块和静态方法。
    1. 一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。

在实现接口的时候，也要注意一些规则：

  • 一个类可以同时实现多个接口。
  • 一个类只能继承一个类，但是能实现多个接口。
  • 一个接口能继承另一个接口，这和类之间的继承比较相似。

枚举(enum)

Java 枚举是一个特殊的类，一般表示一组常量，比如一年的 4 个季节，一个年的 12 个月份，一个星期的 7 天，方向有东南西北等。

Java 枚举类使用 enum 关键字来定义，各个常量使用逗号 , 来分割。

包(package)

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。

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、如同文件夹一样，包也采用了树形目录的存储方式。同一个包中的类名字是不同的，不同的包中的类的名字是可以相同的，当同时调用两个不同包中相同类名的类时，应该加上包名加以区别。因此，包可以避免名字冲突。
  • 3、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。

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。

包语句的语法格式为：

package pkg1[．pkg2[．pkg3…]];

Java 多线程编程

Java 给多线程编程提供了内置的支持。 一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

多线程是多任务的一种特别的形式，但多线程使用了更小的资源开销。

这里定义和线程相关的另一个术语 - 进程：一个进程包括由操作系统分配的内存空间，包含一个或多个线程。一个线程不能独立的存在，它必须是进程的一部分。一个进程一直运行，直到所有的非守护线程都结束运行后才能结束。

多线程能满足程序员编写高效率的程序来达到充分利用 CPU 的目的。

一个线程的生命周期

线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程。

下图显示了一个线程完整的生命周期。

  • 新建状态:

    使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start()  这个线程。

  • 就绪状态:

    当线程对象调用了start()方法之后，该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，要等待JVM里线程调度器的调度。

  • 运行状态:

    如果就绪状态的线程获取 CPU 资源，就可以执行 run() ，此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。

  • 阻塞状态:

    如果一个线程执行了sleep（睡眠）、suspend（挂起）等方法，失去所占用资源之后，该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种： 

    • 等待阻塞：运行状态中的线程执行 wait() 方法，使线程进入到等待阻塞状态。
    • 同步阻塞：线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。
    • 其他阻塞：通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时，线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时，join() 等待线程终止或超时，或者 I/O 处理完毕，线程重新转入就绪状态。

  • 死亡状态:

    一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时，该线程就切换到终止状态。

Java 网络编程

网络编程是指编写运行在多个设备（计算机）的程序，这些设备都通过网络连接起来。

java.net 包中 J2SE 的 API 包含有类和接口，它们提供低层次的通信细节。你可以直接使用这些类和接口，来专注于解决问题，而不用关注通信细节。

java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持：

  • TCP：TCP（英语：Transmission Control Protocol，传输控制协议） 是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，TCP 层是位于 IP 层之上，应用层之下的中间层。TCP 保障了两个应用程序之间的可靠通信。通常用于互联网协议，被称 TCP / IP。
  • UDP：UDP （英语：User Datagram Protocol，用户数据报协议），位于 OSI 模型的传输层。一个无连接的协议。提供了应用程序之间要发送数据的数据报。由于UDP缺乏可靠性且属于无连接协议，所以应用程序通常必须容许一些丢失、错误或重复的数据包。

参考：Java

avatar
文章
阅读
粉丝