6.面向对象-下

计羽
75 阅读15分钟

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）

  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：我们创建了子类的多个对象，每个对象都独立的拥有一套非静态属性。当修改其中一个对象的非静态属性时，不会导致其他对象中同样属性的值修改
    • 静态变量：我们创建了类的多个对象，多个对象共享一个静态变量。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. static修饰属性的其他说明：

    • 静态变量随着类的加载而加载。可以通过“类.静态变量”的方式调用
    • 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储在一份：存在方法区中的静态域中。
         类变量 实例变量
类    yes    no
对象  yes    yes

  3. 静态属性举例：System.out;Math.PI;

静态变量内存解析：

image.png

static修饰方法：静态方法、类方法

  1. 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
         类变量 实例变量
   类    yes    no
   对象  yes    yes
  1. 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

static的注意点：

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

如何判定属性和方法应该使用static关键字：

  1. 关于属性
    • 属性是可以被多个对象共享，不会随着对象的不同而不同
    • 类中常量也常常声明为static
  2. 关于方法
    • 操作静态属性的方法，通常设置为static的
    • 工具类中的方法，习惯上声明为static的。比如：Math、Arrays、Collections

使用举例：

  • 举例一：Arrays、Math、Collections等工具类
  • 举例二：单例模式
  • 举例三：
class Circle{
	
	private double radius;
	private int id;//自动赋值
	
	public Circle(){
		id = init++;
		total++;
	}
	
	public Circle(double radius){
		this();
//		id = init++;
//		total++;
		this.radius = radius;
		
	}
	
	private static int total;//记录创建的圆的个数
	private static int init = 1001;//static声明的属性被所对象所共享
	
	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;
	}

}

单例模式

设计模式的说明

  1. 理解

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

  2. 常用设计模式 ——23种经典的设计模式 GOF

    • 创建型模式，共五种：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。
    • 结构性模式，共七种：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。

单例模式

  1. 要解决的问题：
    • 所谓类的单例模式模式，就采取一定的方法保证在整个软件系统中，对某个类只能存在一个对象模式
    • 具体代码的实现
  2. 具体代码的实现：
// 饿汉式1
class Bank{
     // 1.私有化类的构造器
     private Bank(){}
     
     // 2.内部创建类的独享
     // 4.要求此对象也必须声明为静态的
     private static Bank instance = new Bank();
     
     // 3.提供公共的静态的方法，返回类的对象
     public static Bank getInsance(){
           return instance; 
     }
     
}

// 饿汉式2：使用了静态代码块
class Order{

    // 1.私有化类的构造器
    private Order(){}
    
    // 2.声明当前类对象，没初始化
    // 4.此对象也必须声明为static的
    private static Order instance = null;
    
    static{
        instance = new Order();
    }
    
    // 3.声明public、static的返回当前类对象的方法
    public static Order getInstance(){
        return instance;
    }
}

// 懒汉式
class Order{
       // 1.私有化类的构造器
       private Order(){}
       
       // 2.声明当前类对象，没初始化
       // 4.此对象也必须声明为static的
       private static Order instance = null;
       
       // 3.声明public、static的返回当前类对象的方法
       public static Order getInstance(){
       
           if(instance == null){
               instance = new Order();
           }
           
           return instance;
       }
}
  1. 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：延迟对象创建
      • 目前写法坏处：现成不安全。——>到多线程内容时，再修改

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. mian()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 "Tom" "Jerry" "123" "true"

sysout(args[0]);//"Tom"
sysout(args[3]);//"true" -->Boolean.parseBoolean(args[3]);
sysout(args[4]);//报异常

小结:一叶知秋

public static void main(String[] args){//方法体
    }
//权限修饰符: private 缺省 protected public --->封装性
//修饰符: static\final\abstract\native 可以用来修饰方法
//返回值类型: 无返回值/有返回值 -->return
//方法名: 需要满足标识符命名的规则、规范; "见名知意"
//形参列表: 重载 vs 重写; 参数的值传递机制;体现对象的多态性
//方法体: 来体现方法的功能
main(){
    Person p = new Man();
    p.eat();
    //p.earnMoney();

    Man man = new Man();
    man.eat();
    man.earnMoney();
}

类的结构:代码块

类的成员之四: 代码块(初始代码块)(重要性较属性、方法、构造器差一些)

  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

    • 分类：静态代码块 vs 非静态代码块
    • 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、静态的方法，不能弄调用非静态的结构
    • 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：可以再创建对象时，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、静态的方法，或非静态的属性、非静态的方法

  4. 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：

    • 对应的练习：LeafTest.java / Son.java
    • 由子及父，静态先行。

属性的赋值顺序

  1. 默认初始化
  2. 显示初始化
  3. 构造器中初始化
  4. 有了对象以后，可以通过“对象.属性”或者“对象.方法”，进行赋值
  5. 在代码块中赋值

执行的先后顺序：1 -> 2/5 -> 3 -> 4

关键字：final

final：最终的

可以用来修饰：类、方法、变量

具体的：

  1. final 用来修饰一个类：此类不能被其他类所继承。

    • 比如：String类、System类、StringBuffer类

  2. final 用来修饰方法：表明此方法不可以被重写

    • 比如：Onject类中getClass();

  3. final 用来修饰变量：此时“变量”就称为是一个常量

    • final 修饰属性：可以考虑赋值的位置：显式初始化、代码块中初始化、构造器中初始化
    • final 修饰局部变量：
      • 尤其是使用final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

关键字：absteact

abstgract：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，完成相关操作——>抽象类的适用前提：继承性

    • abstract 修饰方法：抽象方法

      • 抽象方法指方法的声明，没方法体
      • 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的抽象方法，则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、构造器等结构
    • abstract不能用来修饰私有方法、静态方法、final的方法、final的类

  4. abstract的应用举例：

举例一：

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
}

public class Truck extends Vehicle{
    public double calcFuelEfficiency(){}//写出计算卡车的燃料效率的具体方法
    public double calcTripDistance(){}//写出计算卡车行驶距离的具体方法
}

public class RiverBarge extends Vehicle{
     public double calcFuelEfficiency(){}//写出计算驳船的燃料效率的具体方法
    public double calcTripDistance(){}//写出计算驳船行驶距离的具体方法
    
}

举例二

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流中设计到的抽象类：InputStream/OutputStream / Reader /Writer。在其内部 定义了抽象的read()、write()方法。

模板方法的设计模式

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，供不同的子类实现。这就是一种模板模式。

举例

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

	}
	
}

应用场景

关键字：interface

interface:接口

使用说明

  1. 接口使用interface来定义

  2. Java中，接口和类是并列的两个结构

  3. 如何定义接口中的成员

    • JDK7以前：只能通过定义全局常量和抽象方法

      • 全局常量：public strtic final的，但是书写时，可以省略不写
      • 抽象方法：public abstract的

    • 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（略）

  4. 接口中不能定义构造器的！意味着接口不可以实例化

  5. Java开发中，接口通过让类去实现(implements)的方式使用

    • 如果实现类覆盖了接口中的抽象方法，则此实现类就可以实例化
    • 如果实现类没覆盖接口中的抽象方法，则此类仍为一个抽象类

  6. Java类可以实现多个接口 ——>弥补了Java单继承的局限性

    • 格式：class AA extends BB implements CC,DD,EE

  7. 接口与接口之间可以继承，而且可以多继承

  8. 接口的具体实现，体现多态性

  9. 接口，实际上可以看作是一种规范

举例：

class Computer{
    public void transferDate(USB usb){//USB usb = new Flash();
        usb.start();
        
        sytem.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 Printer 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：

  1. 接口使用上也满足了多态性
  2. 接口，实际上就是定义了一种规范
  3. 开发中，体会面向接口编程！

体会面向接口编程的思想

面向接口编程：我们在应用程序中，调用的结构都是JDBC中定义的接口，不会出现具体的某一个数据库厂商的API。

Java8中关于接口的新规范

  1. 接口中定义的静态方法，只能通过接口来调用
  2. 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
  3. 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的方法。——>类优先原则
  4. 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的默认方法
    • 那么在实现类没有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
  5. 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
public void myMethod(){
    medthod3();//调用自己定义的重写方法
    super.method3();
    //调用接口中的默认方法
    CompareA.super.method3();
    CompareB.super.method3();
}

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
  • 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

代理模式

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以控制对这个对象的访问

举例：

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();
		
	}
	
}

应用场景

image.png

工厂的设计模式

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，达到高灵活性的目的。

具体模式

  • 简单工厂模式：用来生产同一登记结构中的任意产品，（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：用来生产不同产品组的全部产品，（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品组）

类的结构：内部类

内部类：类的第五个成员

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成称为外部类。

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）

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
  • 可以被四种不同的权限修饰符 另一方面，作为一个类：
  • 类内部可以定义属性、方法、构造器
  • 可以被final修饰，表示此类不能被继承。言外之意，不适用final，就可以被继承
  • 可以被abstract修饰

成员内部类

  1. 如何创建成员内部类的对象？（静态的，非静态的）
//创建静态的Dog内部类的实例（静态的成员内部类）;
Person.Dog = new Person.Dog();

    //创建非静态的Bird内部类的实例（非静态的成员内部类）
    //Person.Bird bird = new Person.Bird();//错误的
    Person p = new Person();
    Person.Bird bird = p.new Bird();
  1. 如何在成员内部类中调用外部类的结构？
class Person{

    String name = "小明";

    public void eat(){}

    //非静态成员内部类

class Bird{

    String name = "杜鹃";

    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

        //Person.this.eat();

    }

}

}

局部内部类的使用：

//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 compareTo(Object o) {

            // return 0;

            // }

//

// }

//

// return new MyComparable();

//方式二：

return new Comparable(){

    @Override

    public int compareTo(Object o) {

    return 0;

}

};

}

注意点：

  • 在局部内部类的方法中（比如：show如果调用局部内部类所声明的方法(比如：method)中的局部变量(比如：num)的话,要求此局部变量声明为final的。

  • jdk 7及之前版本：要求此局部变量显式的声明为final的

  • jdk 8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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