day01_static、单例、继承

三叶屋猪子
56 阅读5分钟

static、单例、继承

1. static

1.1 static静态修饰符

1.1.1 概念解析

  1. static静态修饰符

    static是静态的意思，可以修饰成员变量、成员方法

  2. 类变量与实例变量

    • 根据成员变量是否有static修饰，可以分为类变量和实例变量

    • 类变量（静态成员变量）

      • 被static修饰，属于类，与类加载一次，在内存中只有一份，可以被类和类的所有对象共享
      • 推荐使用“类名.类变量”调用，不推荐使用“对象名.类变量”调用

    • 实例变量（对象变量）

      • 没有被static修饰，属于对象，每个对象中都有一份，只能用对象访问
      • 只能通过“对象名.实例变量”调用

  3. 类方法与实例方法

    • 根据成员方法是否有static修饰，可以分为类方法和实例方法
    • 类方法（静态成员方法）
      • 有static修饰的成员方法，属于类
      • 推荐使用“类名.类方法”调用，不推荐使用“对象名.类方法”调用
    • 实例方法（对象方法）
      • 没有被static修饰，属于对象
      • 只能通过“对象.实例方法”调用

1.1.2 成员变量的执行流程

01_成员变量执行流程.gif

1.1.3 成员方法的执行流程

02_成员方法的执行流程.gif

1.1.4 应用场景

  1. 在开发中，如果某个数据只需要一份，且希望能够被共享(访问、修改），则该数据可以定义成类变量来记住
// 需求：系统启动后，要求用户类可以记住自己创建了多少个用户对象了。
public class User {
    // 类变量
    public static int number;
    
    // 构造器
    public User() {
        User.number++;
    }
}
  1. 类方法最常见的应用场景是做工具类
    • 工具类中的方法都是一些类方法，每个方法都是用来完成一个功能的，工具类是给开发人员共同使用的。
    • 工具类能提高代码的复用性，且调用方便，提高了开发效率，不需要创建对象来调用，降低内存消耗。
// 如何编写工具类？
// 1. 将构造器私有化
// 2. 将类中的方法用static修饰

1.1.5 注意事项

  1. 类方法中可以直接访问类的成员，不可以直接访问实例成员。
  2. 实例方法中既可以直接访问类成员，也可以直接访问实例成员。
  3. 实例方法中可以出现this关键字，类方法中不可以出现this关键字的。

1.2 代码块

类的组成包括成员变量、构造器、方法、代码块和内部类，本节所将介绍其中的代码块。

1.2.1 静态代码块

  • 格式：static{}
  • 特点：类加载时自动执行，由于类只会加载一次，所以静态代码块也只会执行一次
  • 作用：完成类的初始化。例如对类变量进行初始化赋值

1.2.2 实例代码块

  • 格式：{}
  • 特点：每次创建对象时，执行实例代码块，并在构造器前执行
  • 作用：和构造器一样，都是用来完成对象的初始化的。例如对实例变量进行初始化赋值

1.3 单例模式

  1. 什么是设计模式（Design pattern）？

    • 一个问题通常有很多种解法，其中肯定有一种解法是最优的，这个最优的解法被人总结出来了，称之为设计模式
    • 设计模式有20多种，对应20多种软件开发中会遇到的问题

  2. 什么是单例设计模式？

    • 确保一个类只有一个对象
    • 即一个类对外只提供同一个对象

1.3.1 饿汉式单例

饿汉式单例：获取对象时，对象早已被创建好

// 写法
public class A {
    // 2. 定义一个类变量记录类的一个对象
    private static A a = new A();
    
    // 1. 将构造器私有化
    private A() {}
    
    // 3. 定义一个类方法返回对象
    public static A getObject() {
        return a;
    }
}

1.3.2 懒汉式单例

懒汉式单例：获取对象时，对象才开始创建，即延迟加载对象

// 写法
public class B {
    // 2. 定义一个类变量用于保存对象
    private static B b;
    
    // 1. 将构造器私有化
    private B() {}
    
    // 3. 定义一个类方法返回对象
    public static B getObject() {
        if (b == null) {
            b = new B();
        }
        return b;
    }
}

2. 继承

2.1 继承extend

2.1.1 概念解析

  1. Java中提供了一个关键字extends，用这个关键字，可以让一个类和另一个类建立起父子关系
  2. 子类能继承父类的非私有成员，包括成员变量与成员方法
  3. 子类的对象是由子类、父类共同完成的
  4. 对象能直接访问什么成员，是由子父类这多张设计图共同决定的，这多张设计图对外暴露了什么成员，对象就可以访问什么成员

2.1.2 继承的执行原理

03_继承的执行原理.gif

2.1.3 使用继承的好处

image-20230810094416715.png

  • 使用继承减少冗余代码，提高代码的复用性

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2.2 继承的扩展

2.2.1 权限修饰符

  1. 什么是权限修饰符？

    就是是用来限制类中的成员（成员变量、成员方法、构造器、代码块…）能够被访问的范围

  2. 权限修饰符的类别

    • private：只能允许在本类中访问
    • 缺省：允许本类、同一个包中的类访问
    • protected：允许本类、同一个包中的类、子孙类访问
    • public：允许任意位置访问

权限大小排序：

private < 缺省 < protected < public

2.2.2 单继承、Object类

  • Java是单继承的，Java中的类不支持多继承，但是支持多层继承
  • Object类是Java中所有类的祖宗，即所有类都是Object的子孙类

2.2.3 方法重写

  1. 什么是方法重写
    • 子类写了一个方法名称，形参列表与父类某个方法一样的方法去覆盖父类的该方法
    • 觉得父类的方法用得不爽你就可以重写
    • 重写后，方法的访问，Java会遵循就近原则
  2. 注意事项
    • 重写方法强烈建议使用@Override注解，这个注解可以帮助我们检查重写的方法是否正确，且代码可读性也会更好。虽然不写程序也能跑，但是你可能活不到下班。
    • 子类重写父类方法时，访问权限必须大于或者等于父类该方法的权限
    • 重写的方法返回值类型，必须与被重写方法的返回值类型一样，或者范围更小
    • 私有方法、静态方法不能被重写，如果重写会报错的

2.2.4 super

  1. 在子类方法中访问其他成员（成员变量、成员方法），是依照就近原则的

    • 先子类局部范围找。
    • 然后子类成员范围找。
    • 然后父类成员范围找，如果父类范围还没有找到则报错。

  2. 如果子父类中，出现了重名的成员，会优先使用子类的，如果此时一定要在子类中使用父类的怎么办？

    • 可以通过super关键字，通过“super.父类成员变量/父类成员方法”指定访问父类的成员。

  3. 在创建子类对象调用子类构造器时，子类构造器会先调用父类的构造器，再执行自己

    • 默认情况下，子类全部构造器的第一行代码都是 super() （写不写都有） ，它会调用父类的无参数构造器

    • 如果父类没有无参数构造器，则我们必须在子类构造器的第一行手写super(….)，指定去调用父类的有参数构造器

    • 子类构造器可以通过调用父类构造器，把对象中包含父类这部分的数据先初始化赋值，再回来把对象里包含子类这部分的数据也进行初始化赋值

    • 子类调用父类构造器的原理：

04_子类调用父类构造器原理.gif

  1. this(...)调用兄弟构造器

    • 任意类的构造器中，是可以通过this(…) 去调用该类的其他构造器的
    • this(…) 、super(…) 都只能放在构造器的第一行，因此，有了this(…)就不能写super(…)了，反之亦然。
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