JVM:JAVA虚拟机;跨平台;.class二进制文件
JDK和JRE:
- JDK:java develop kit;包含JRE,同时提供一些开发需要的工具
- JRE:java runtime environment;最基本的java运行环境,可以用来运行java程序;不同操作系统不同jre
会发现,在运行了一次java程序后,左边文件目录会出现一个out目录
发现生成了一个class字节码文件;那这个class文件如何运行呢?在终端中进入out文件的最下面层,输入java 类名,即可
用javac编译Main.java文件就可以编译它,并产生一个class文件
变成class文件后就可以在jvm上运行了
java既是编译型(编译为.class)语言,又是解释型(jvm)语言
- 构建项目
- 运行
在左边选择运行哪个类
- 调试
就是运行旁边那个虫子,先打断点;“评估”功能 - 搜索
或者双击两次shift键
- 项目结构
- 变量 :
变量和C语言中的变量不同,Java中的变量是存放在JVM管理的内存中,C语言的变量存放在内存(某些情况下需要手动释放内存,而Java会自动帮助我们清理变量占据的内存)Java和C++很类似,但是没有指针!Java也叫C+±-
Java是强类型语言
- 常量 :
final int a = 10; a = 10; //报错!
常量前面必须添加final关键字(C语言里面是const,虽然Java也有,但是不能使用!)
这只是final关键字的第一个用法,后面还会有更多的用法。
- 注释 :
//TODO 待做标记基本数据类型
Java中的数据类型分为基本数据类型和引用类型两大类,引用类型我们在面向对象时再提;首先我们需要了解有哪些类型。然后,我们需要知道的,并不是他们的精度如何,能够表示的范围有多大,而是为什么Java会给我们定义这些类型,计算机是怎么表示这些类型的,这样我们才能够更好的记忆他们的精度、表示的范围大小。所以,我们从计算机原理的角度出发,带领大家走进Java的基本数据类型。
计算机中的二进制表示在Java中,无论是小数还是整数,他们都要带有符号(和C语言不同,C语言有无符号数)所以,首位就作为我们的符号位,还是以4个bit为例,首位现在作为符号位(1代表负数,0代表正数):
最小:1111 => -(22+21+2^0) => -7
最大:0111 => +(22+21+2^0) => +7 => 7
现在,我们4bit能够表示的范围变为了-7~+7,这样的表示方式称为原码。
- 原码
虽然原码表示简单,但是原码在做加减法的时候,很麻烦!以4bit位为例:
1+(-1) = 0001 + 1001 = 怎么让计算机去计算?(虽然我们知道该去怎么算,但是计算机不知道!)
我们得创造一种更好的表示方式!于是我们引入了反码:
- 反码
-正数的反码是其本身
-负数的反码是在其原码的基础上, 符号位不变,其余各个位取反
经过上面的定义,我们再来进行加减法:
1+(-1) = 0001 + 1110 = 1111 => -0 (直接相加,这样就简单多了!)
思考:1111代表-0,0000代表+0,在我们实数的范围内,0有正负之分吗?
0既不是正数也不是负数,那么显然这样的表示依然不够合理!
- 补码
根据上面的问题,我们引入了最终的解决方案,那就是补码,定义如下:
-正数的补码就是其本身 (不变!)
-负数的补码是在其原码的基础上, 符号位不变, 其余各位取反, 最后+1. (即在反码的基础上+1)
其实现在就已经能够想通了,-0其实已经被消除了!我们再来看上面的运算:
1+(-1) = 0001 + 1111 = (1)0000 => +0 (现在无论你怎么算,也不会有-0了!)
所以现在,4bit位能够表示的范围是:-8~+7(Java使用的就是补码!)
整数类型在Java中,整数类型包括以下几个:
-byte 字节型 (8个bit,也就是1个字节)范围:-128~+127
-short 短整形(16个bit,也就是2个字节)范围:-32768~+32767
-int 整形(32个bit,也就是4个字节)最常用的类型!
-long 长整形(64个bit,也就是8个字节)最后需要添加l或L
long都装不下怎么办?BigInteger!
数字已经达到byte的最大值了,还能加吗?为了便于理解,以4bit为例:
0111 + 0001 = 1000 => -8(你没看错,就是这样!)
在Java中,存在字符类型,它能够代表一个字符:
-char 字符型(16个bit,也就是2字节,它不带符号!)范围是0 ~ 65535
-使用Unicode表示就是:u0000 ~ uffff
字符要用单引号扩起来!比如 char c = ‘淦’;
字符其实本质也是数字,但是这些数字通过编码表进行映射,代表了不同的字符,比如字符’A’的ASCII码就是数字65,所以,char类型其实可以转换为上面的整数类型。
Java的char采用Unicode编码表(不是ASCII编码!),Unicode编码表包含ASCII的所有内容,同时还包括了全世界的语言,ASCII只有1字节,而Unicode编码是2字节,能够代表65536种文字,足以包含全世界的文字了!(我们编译出来的字节码文件也是使用Unicode编码的,所以利用这种特性,其实Java支持中文变量名称、方法名称甚至是类名)
String就是Java中的字符串类型(注意,它是一个类,创建出来的字符串本质是一个对象,不是我们的基本类型)字符串就像它的名字一样,代表一串字符,也就是一句完整的话。
字符串用双引号括起来!比如:String str = “一日三餐没烦恼”;
小数类型首先来看看Java中的小数类型包含哪些:
-float 单精度浮点型 (32bit,4字节)
-double 双精度浮点型(64bit,8字节)
思考:小数的范围该怎么定义呢?我们首先要了解的是小数在计算机里面是如何存放的:
根据国际标准 IEEE 754,任意一个二进制浮点数 V 可以表示成下面的形式:
V = (-1)^S × M × 2^E
(1)(-1)^S 表示符号位,当 S=0,V 为正数;当 S=1,V 为负数。
(2)M 表示有效数字,大于等于 1,小于 2,但整数部分的 1 不变,因此可以省略。(例如尾数为1111010,那么M实际上就是1.111010,尾数首位必须是1,1后面紧跟小数点,如果出现0001111这样的情况,去掉前面的0,移动1到首位;题外话:随着时间的发展,IEEE 754标准默认第一位为1,故为了能够存放更多数据,就舍去了第一位,比如保存1.0101 的时候, 只保存 0101,这样能够多存储一位数据)
(3)2^E 表示指数位。(用于移动小数点)
比如: 对于十进制的 5.25 对应的二进制为:101.01,相当于:1.0101*2^2。所以,S 为 0,M 为 1.0101,E 为 2。所以,对于浮点类型,最大值和最小值不仅取决于符号和尾数,还有它的阶码。我们在这里就不去计算了,想了解的可以去搜索相关资料。
思考:就算double有64bit位数,但是依然存在精度限制,如果我要进行高精度的计算,怎么办?BigDecimal!
布尔类型布尔类型占据的空间大小并未明确定义,而是根据不同的JVM会有不同的实现
类型转换 隐式类型转换隐式类型转换支持字节数小的类型自动转换为字节数大的类型,整数类型自动转换为小数类型,转换规则如下:
byte→short(char)→int→long→float→double
问题:为什么long比float大,还能转换为float呢?小数的存储规则让float的最大值比long还大,只是可能会丢失某些位上的精度!
所以,如下的代码就能够正常运行:
byte b = 9; short s = b; int i = s; long l = i; float f = l; double d = f; System.out.println(d); //输出 9.0显示类型转换
显示类型转换也叫做强制类型转换,也就是说,违反隐式转换的规则,牺牲精度强行进行类型转换。
int i = 128; byte b = (byte)i; System.out.println(b); //输出 -128
为什么结果是-128?精度丢失了!
int 类型的128表示:00000000 00000000 00000000 10000000
byte类型转换后表示:xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx 10000000 => -128
在参与运算时(也可以位于表达式中时,自增自减除外),所有的byte型、short型和char的值将被提升到int型:
byte b = 105; b = b + 1; //报错! System.out.println(b);
这个特性是由 Java虚拟机规范 定义的,也是为了提高运行的效率。其他的特性还有:
-如果一个操作数是long型,计算结果就是long型
-如果一个操作数是float型,计算结果就是float型
-如果一个操作数是double型,计算结果就是double型
需要注意的是,+还可以用作字符串连接符使用:
System.out.println("lbw" + "nb"); //lbwnb
当然,字符串可以直接连接其他类型,但是会全部当做字符串处理:
int a = 7, b = 15;
System.out.println("lbw" + a + b); //lbw715
位运算符
& //按位与 | //按位或 ^ //按位异或 0 ^ 0 = 0 ~ //按位非三目运算符
int a = 7, b = 15;
String str = a > b ? "行" : "不行"; // 判断条件(只能是boolean,或返回boolean的表达式) ? 满足的返回值 : 不满足的返回值
System.out.println("汉堡做的行不行?"+str); //汉堡做的行不行?不行
流程控制
选择结构
在上述语句中,只有判断主体等于case后面的值时,才会执行case中的语句,同时需要使用break来跳出switch语句,否则会继续向下运行!
为什么switch效率更高呢,因为switch采用二分思想进行查找(这也是为什么switch只能判断值相等的原因),能够更快地找到我们想要的结果!
循环结构 (二)Java对象和多态 面向对象基础所有的对象,都需要通过new关键字创建,基本数据类型不是对象!Java不是纯面对对象语言!
不是基本类型的变量,都是引用类型,引用类型变量代表一个对象,而基本数据类型变量,保存的是基本数据类型的值,我们可以通过引用来对对象进行操作。(最好不要理解为引用指向对象的地址,初学者不要谈内存,学到JVM时再来讨论)
对象占用的内存由JVM统一管理,不需要手动释放内存,当一个对象不再使用时(比如失去引用或是离开了作用域)会被JVM自动清理,内存管理更方便!
类的基本结构我们自己创建一个自己的类,创建的类文件名称应该和类名一致。
成员变量在类中,可以包含许多的成员变量,也叫成员属性,成员字段(field)通过.来访问我们类中的成员变量,我们可以通过类创建的对象来访问和修改这些变量。成员变量是属于对象的!
public class Student {
String name;
int age;
}
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Student s = new Student();
s.name = "lbxx";
System.out.println(s.name);
}
}
成员变量默认带有初始值,也可以自己定义初始值。
成员方法成员方法和成员变量一样,是属于对象的,只能通过对象去调用!
传入方法的参数,如果是基本类型,会在调用方法的时候,对参数的值进行复制,方法中的参数变量,不是我们传入的变量本身!
传入方法的参数,如果是引用类型,那么传入的依然是该对象的引用!(类似于C语言的指针)
public class A{
B modify(B b) {
b.name = "abc";
return b;
}
}
public class B{
String name;
}
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
B b = new B();
b.name = "lbw";
B bb = new A().modify(b);
System.out.println(bb == b); // true
}
}
方法的重载
一个类中可以包含多个同名的方法,但是需要的形式参数不一样。
方法的返回类型,可以相同,也可以不同,但是仅返回类型不同,是不允许的!
public class Test {
int a(){ //原本的方法
return 1;
}
int a(int i){ //ok,形参不同
return i;
}
void a(byte i){ //ok,返回类型和形参都不同
}
void a(){ //错误,仅返回值类型名称不同不能重载
}
}
现在我们就可以使用不同的参数,但是支持调用同样的方法,执行一样的逻辑:
public class Test {
int sum(int a, int b){ //只有int支持,不灵活!
return a+b;
}
double sum(double a, double b){ //重写一个double类型的,就支持小数计算了
return a+b;
}
}
构造方法
反编译(将一个class文件又转换成java代码)一个空的类A
发现多了一个东西
构造方法(构造器)没有返回值,也可以理解为,返回的是当前对象的引用!每一个类都默认自带一个无参构造方法。
//反编译结果
package com.test;
public class Test {
public Test() { //即使你什么都不编写,也自带一个无参构造方法,只是默认是隐藏的
}
}
反编译其实就是把我们编译好的class文件变回Java源代码。
Test test = new Test(); //实际上存在Test()这个的方法,new关键字就是用来创建并得到引用的 // new + 你想要使用的构造方法
这种方法没有写明返回值,但是每个类都必须具有这个方法!只有调用类的构造方法,才能创建类的对象!
类要在一开始准备的所有东西,都会在构造方法里面执行,完成构造方法的内容后,才能创建出对象!
一般最常用的就是给成员属性赋初始值
我们可以手动指定有参构造,当遇到名称冲突时,需要用到this关键字
public class Student {
String name;
Student(String name){ //形参和类成员变量冲突了,Java会优先使用形式参数定义的变量!
this.name = name; //通过this指代当前的对象属性,this就代表当前对象
}
}
//idea 右键快速生成!
注意,this只能用于指代当前对象的内容,因此,只有属于对象拥有的部分才可以使用this,也就是说,只能在类的成员方法中使用this,不能在静态方法中使用this关键字。
在我们定义了新的有参构造之后,默认的无参构造会被覆盖!
如果同时需要有参和无参构造,那么就需要用到方法的重载!手动再去定义一个无参构造。
public class Student {
String name;
Student(){
}
Student(String name){
this.name = name;
}
}
成员变量的初始化始终在构造方法执行之前
public class Student {
String a = "sadasa";
Student(){
System.out.println(a);
}
public static void main(String[] args) {
Student s = new Student(); // sadasa
}
}
静态变量和静态方法
静态变量和静态方法是类具有的属性(后面还会提到静态类、静态代码块),也可以理解为是所有对象共享的内容。我们通过使用static关键字来声明一个变量或一个方法为静态的,一旦被声明为静态,那么通过这个类创建的所有对象,操作的都是同一个目标,也就是说,对象再多,也只有这一个静态的变量或方法。那么,一个对象改变了静态变量的值,那么其他的对象读取的就是被改变的值。
不推荐使用对象来调用,被标记为静态的内容,可以直接通过类名.xxx的形式访问
public static void main(String[] args) {
Student.a = 10;
System.out.println(Student.a);
}
简述类加载机制 :
类并不是在一开始就全部加载好,而是在需要时才会去加载(提升速度)以下情况会加载类:
-访问类的静态变量,或者为静态变量赋值
-new 创建类的实例(隐式加载)
-调用类的静态方法
-子类初始化时
-其他的情况会在讲到反射时介绍
所有被标记为静态的内容,会在类刚加载的时候就分配,而不是在对象创建的时候分配,所以说静态内容一定会在第一个对象初始化之前完成加载。
public class Student {
static int a = test(); //直接调用静态方法,只能调用静态方法
Student(){
System.out.println("构造类对象");
}
static int test(){ //静态方法刚加载时就有了
System.out.println("初始化变量a");
return 1;
}
}
思考:下面这种情况下,程序能正常运行吗?如果能,会输出什么内容?
public class Student {
static int a = test();
static int test(){
return a;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Student.a); // 0
}
}
定义和赋值是两个阶段,在定义时会使用默认值(上面讲的,类的成员变量会有默认值)定义出来之后,如果发现有赋值语句,再进行赋值,而这时,调用了静态方法,所以说会先去加载静态方法,静态方法调用时拿到a,而a这时仅仅是刚定义,所以说还是初始值,最后得到0
代码块和静态代码块代码块在对象 创建时执行,也是属于类的内容,但是它在构造方法执行之前执行(和成员变量初始值一样),且每创建一个对象时,只执行一次!(相当于构造之前的准备工作)
public class Student {
{
System.out.println("我是代码块");
}
Student(){
System.out.println("我是构造方法");
}
}
静态代码块和上面的静态方法和静态变量一样,在类 刚加载(只调用这一次)时就会调用;
public class Student {
static int a;
static {
a = 10;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Student.a);
}
}
String和StringBuilder类
String str = "abdcwdew"; System.out.println(str.toUpperCase()); // str.toUpperCase().sout 快捷方式
不是基本数据类型,也就是引用类型,如果使用==来判断,判断的是它们是不是同一个对象;这里由于底层优化的问题,结果会是true(当然最好用equals方法判断两个字符串的值的是否相当);这里实际上str1和str2还是两个对象
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
System.out.println(str1 == str2); // true
}
}
字符串类是一个比较特殊的类,他是Java中唯一重载运算符的类!(Java不支持运算符重载,String是特例)
String的对象直接支持使用+或+=运算符来进行拼接,并形成新的String对象!(String的字符串是不可变的!)
String a = "dasdsa", b = "dasdasdsa"; String l = a+b; System.out.println(l);
大量进行字符串的拼接似乎不太好,编译器是很聪明的,String的拼接有可能会被编译器优化为StringBuilder来减少对象创建(对象频繁创建时很费时间同时占内存的!)
String result="String"+"and"; //会被优化成一句!String result = "Stringand";
String str1="String"; String str2="and"; String result=str1+str2; //变量随时可变,在编译时无法确定result的值,那么只能在运行时再去确定
String str1="String"; String str2="and"; String result=(new StringBuilder(String.valueOf(str1))).append(str2).toString(); //使用StringBuilder,会采用类似于第一种实现,显然会更快!
StringBuilder也是一个类,但是它能够存储可变长度的字符串!
StringBuilder builder = new StringBuilder();
builder
.append("a")
.append("bc")
.append("d"); //链式调用
String str = builder.toString();
System.out.println(str);
包和访问控制
包声明和导入
包其实就是用来区分类位置的东西,也可以用来将我们的类进行分类,类似于C++中的namespace!
package com.test;
public class Test{
}
包其实是文件夹,比如com.test就是一个com文件夹中包含一个test文件夹,再包含我们Test类。
一般包按照个人或是公司域名的规则倒过来写 顶级域名.一级域名.二级域名 com.java.xxxx
如果需要使用其他包里面的类,那么我们需要import(类似于C/C++中的include)
import com.test.Student;
也可以导入包下的全部(一般导入会由编译器自带帮我们补全,但是一定要记得我们需要导包!)
import com.test.*
Java默认为我们导入了以下的包,不需要去声明
import java.lang.*静态导入
静态导入可以直接导入某个类的静态方法或者是静态变量,导入后,相当于这个方法或是类在定义在当前类中,可以直接调用该方法。
静态导入不会进行类的初始化!(比如static静态代码块)(前面说的类的加载的情况
package com.test.util;
public class Test {
public static void fun() {
}
}
package com.test;
import static com.test.util.Test.fun;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
fun();
}
}
访问控制
Java支持对类属性访问的保护,也就是说,不希望外部类访问类中的属性或是方法,只允许内部调用,这种情况下我们就需要用到权限控制符。
权限控制符可以声明在方法、成员变量、类前面,一旦声明private,只能类内部访问!
public class Student {
private int a = 10; //具有私有访问权限,只能类内部访问
}
public static void main(String[] args) {
Student s = new Student();
System.out.println(s.a); //还可以访问吗? // 不能
}
和文件名称相同的类,只能是public,并且一个java文件中只能有一个public class!
// Student.java
public class Student {
}
class Test{ //不能添加权限修饰符!只能是default
}
数组类型
数组是相同类型数据的有序集合。数组可以代表任何相同类型的一组内容(包括引用类型和基本类型)
int[] arr = new int[10]; //需要new关键字来创建! String[] arr2 = new String[10];
数组本身也是类(编程不可见,C++写的),不是基本数据类型!
int[] arr = new int[10]; System.out.println(arr.length); //数组有成员变量! System.out.println(arr.toString()); //数组有成员方法!一维数组
类型[] 变量名称 = new 类型[数组大小];
类型 变量名称n = new 类型[数组大小]; //支持C语言样式,但不推荐!
类型[] 变量名称 = new 类型[]{...}; //静态初始化(直接指定值和大小)
类型[] 变量名称 = {...}; //同上,但是只能在定义时赋值
创建出来的数组每个元素都有默认值(规则和类的成员变量一样,C语言创建的数组需要手动设置默认值),我们可以通过下标去访问
我们可以通过数组变量名称.length来获取当前数组长度
数组在创建时,就固定长度,不可更改!访问超出数组长度的内容,会出现错误!
数组做实参,因为数组也是类,所以形参得到的是数组的引用而不是复制的数组,操作的依然是数组对象本身
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[]{1, 2, 3};
test(arr);
System.out.println(arr[0]);
}
private static void test(int[] arr){
arr[0] = 2934;
}
数组的遍历
foreach
int[] arr = new int[]{1, 2, 3};
for (int i : arr) {
System.out.println(i);
}
二维数组
二维数组其实就是存放数组的数组,每一个元素都存放一个数组的引用,也就相当于变成了一个平面。
//三行两列
int[][] arr = { {1, 2},
{3, 4},
{5, 6}};
System.out.println(arr[2][1]);
可变长参数
可变长参数其实就是数组的一种应用,我们可以指定方法的形参为一个可变长参数,要求实参可以根据情况动态填入0个或多个,而不是固定的数量
由于是数组,所以说只能使用一种类型的可变长参数,并且可变长参数只能放在最后一位!
public static void main(String[] args) {
test("AAA", "BBB", "CCC"); //可变长,最后都会被自动封装成一个数组
}
private static void test(String... test){
System.out.println(test[0]); //其实参数就是一个数组
}
实战:三大基本排序算法
- 冒泡排序
冒泡排序就是冒泡,其实就是不断使得我们无序数组中的最大数向前移动,经历n轮循环逐渐将每一个数推向最前 - 插入排序
插入排序其实就跟我们打牌是一样的,我们在摸牌的时候,牌堆是乱序的,但是我们一张一张摸到手中进行排序,使得它变成了有序的 - 选择排序
选择排序其实就是每次都选择当前数组中最大的数排到最前面
封装、继承和多态是面向对象编程的三大特性。
封装封装的目的是为了保证变量的安全性,使用者不必在意具体实现细节,而只是通过外部接口即可访问类的成员,如果不进行封装,类中的实例变量可以直接查看和修改,可能给整个代码带来不好的影响,因此在编写类时一般将成员变量私有化,外部类需要同getter和setter方法来查看和设置变量。
设想:学生小明已经创建成功,正常情况下能随便改他的名字和年龄吗?
public class Student {
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public int getAge() {
return age;
}
public String getName() {
return name;
}
}
也就是说,外部现在只能通过调用我定义的方法来获取成员属性,而我们可以在这个方法中进行一些额外的操作,比如小明可以修改名字,但是名字中不能包含"小"这个字。
public void setName(String name) {
if(name.contains("小")) return;
this.name = name;
}
单独给外部开放设置名称的方法,因为我还需要做一些额外的处理,所以说不能给外部直接操作成员变量的权限!
封装思想其实就是把实现细节给隐藏了,外部只需知道这个方法是什么作用,而无需关心实现。
封装就是通过访问权限控制来实现的。
继承在定义不同类的时候存在一些相同属性,为了方便使用可以将这些共同属性抽象成一个父类,在定义其他子类时可以继承自该父类,减少代码的重复定义,子类可以使用父类中非私有的成员。
现在学生分为两种,艺术生和体育生,他们都是学生的分支,但是他们都有自己的方法:
public class SportsStudent extends Student{ //通过extends关键字来继承父类
public SportsStudent(String name, int age) {
super(name, age); //必须先通过super关键字(指代父类),实现父类的构造方法!
}
public void exercise(){
System.out.println("我超勇的!");
}
}
public class ArtStudent extends Student{
public ArtStudent(String name, int age) {
super(name, age);
}
public void art(){
System.out.println("随手画个毕加索!");
}
}
子类具有父类的全部属性,protected可见但外部无法使用(包括private属性,不可见,无法使用),同时子类还能有自己的方法。继承只能继承一个父类,不支持多继承!
每一个子类必须定义一个实现父类构造方法的构造方法,也就是需要在构造方法开始使用super(),如果父类使用的是默认构造方法,那么子类不用手动指明。
所有类都默认继承自Object类,除非手动指定类型,但是依然改变不了最顶层的父类是Object类。所有类都包含Object类中的方法,比如:
public static void main(String[] args) {
Object obj = new Object;
System.out.println(obj.hashCode()); //求对象的hashcode,默认是对象的内存地址
System.out.println(obj.equals(obj)); //比较对象是否相同,默认比较的是对象的内存地址,也就是等同于 ==
System.out.println(obj.toString()); //将对象转换为字符串,默认生成对象的类名称+hashcode
}
关于Object类的其他方法,我们会在Java多线程中再来提及。
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。也就是同样的方法,由于实现类不同,执行的结果也不同!
方法的重写 :
我们之前学习了方法的重载,方法的重写和重载是不一样的,重载是原有的方法逻辑不变的情况下,支持更多参数的实现,而重写是直接覆盖原有方法!
//父类中的study
public void study(){
System.out.println("学习");
}
//子类中的study
@Override //声明这个方法是重写的,但是可以不要,我们现阶段不接触
public void study(){
System.out.println("给你看点好康的");
}
再次定义同样的方法后,父类的方法就被覆盖!子类还可以给父类方法提升访问权限!
public static void main(String[] args) {
SportsStudent student = new SportsStudent("lbw", 20);
student.study(); //输出子类定义的内容
}
思考:静态方法能被重写吗?
答 :不能,因为静态方法是类所有的
当我们在重写方法时,不仅想使用我们自己的逻辑,同时还希望执行父类的逻辑(也就是调用父类的方法)怎么办呢?
public void study(){
super.study();
System.out.println("给你看点好康的");
}
同理,如果想访问父类的成员变量,也可以使用super关键字来访问,注意,子类可以具有和父类相同的成员变量!而在方法中访问的默认是 形参列表中 > 当前类的成员变量 > 父类成员变量
public void setTest(int test){
test = 1;
this.test = 1;
super.test = 1;
}
再谈类型转换 :
我们曾经学习过基本数据类型的类型转换,支持一种数据类型转换为另一种数据类型,而我们的类也是支持类型转换的(仅限于存在亲缘关系的类之间进行转换)比如子类可以直接向上转型:
Student student = new SportsStudent("lbw", 20); //父类变量引用子类实例
student.study(); //得到依然是具体实现的结果,而不是当前类型的结果
我们也可以把已经明确是由哪个类实现的父类引用,强制转换为对应的类型:
Student student = new SportsStudent("lbw", 20); //是由SportsStudent进行实现的
//... do something...
SportsStudent ps = (SportsStudent)student; //让它变成一个具体的子类
ps.sport(); //调用具体实现类的方法
这样的类型转换称为向下转型。
instanceof关键字 :
那么我们如果只是得到一个父类引用,但是不知道它到底是哪一个子类的实现怎么办?我们可以使用instanceof关键字来实现,它能够进行类型判断!
private static void test(Student student){
if (student instanceof SportsStudent){
SportsStudent sportsStudent = (SportsStudent) student;
sportsStudent.sport();
}else if (student instanceof ArtStudent){
ArtStudent artStudent = (ArtStudent) student;
artStudent.art();
}
}
通过进行类型判断,我们就可以明确类的具体实现到底是哪个类!
思考:student instanceof Student的结果是什么?
答 :true;因为SportsStudent继承自Student(也就是说instance of,如果是子类,依然会返回真
再谈final关键字 :
我们目前只知道final关键字能够使得一个变量的值不可更改,那么如果在类前面声明final,会发生什么?
public final class Student { //类被声明为终态,那么它还能被继承吗
}
类一旦被声明为终态,将无法再被继承,不允许子类的存在!而方法被声明为final呢?
public final void study(){ //还能重写吗 // final方法不能被重写了
System.out.println("学习");
}
如果类的成员属性被声明为final,那么必须在构造方法中或是在定义时赋初始值!
private final String name = "abc"; //引用类型不允许再指向其他对象;即使是定义为null,后面也不能再改了;一共只能被赋值一次
// name = "bcd"; 报错
private final int age; //基本类型值不允许发生改变
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
学习完封装继承和多态之后,我们推荐在不会再发生改变的成员属性上添加final关键字,JVM会对添加了final关键字的属性进行优化!
抽象类类本身就是一种抽象,而抽象类,把类还要抽象,也就是说,抽象类可以只保留特征,而不保留具体呈现形态,比如方法可以定义好,但是我可以不去实现它,而是交由子类来进行实现!
public abstract class Student { //抽象类
public abstract void test(); //抽象方法
}
通过使用abstract关键字来表明一个类是一个抽象类,抽象类可以使用abstract关键字来表明一个方法为抽象方法,也可以定义普通方法,抽象方法不需要编写具体实现(无方法体)但是必须由子类实现(除非子类也是一个抽象类)!
抽象类由于不是具体的类定义,因此无法直接通过new关键字来创建对象!
AbstractStudent s = new AbstractStudent(){ //只能直接创建带实现的匿名内部类!
public void test(){
}
}
因此,抽象类一般只用作继承使用!抽象类使得继承关系之间更加明确:
public void study(){ //现在只能由子类编写,父类没有定义,更加明确了多态的定义!同一个方法多种实现!
System.out.println("给你看点好康的");
}
接口
接口甚至比抽象类还抽象,他只代表某个确切的功能!也就是只包含方法的定义,甚至都不是一个类!接口包含了一些列方法的具体定义,类可以实现这个接口,表示类支持接口代表的功能(类似于一个插件,只能作为一个附属功能加在主体上,同时具体实现还需要由主体来实现)
public interface Eat {
void eat();
}
通过使用interface关键字来表明是一个接口(注意,这里class关键字被替换为了interface)接口只能包含public权限的抽象方法!(Java8以后可以有默认实现)我们可以通过声明default关键字来给抽象方法一个默认实现:
public interface Eat {
default void eat(){
//do something...
}
}
接口中定义的变量,默认为public static final
public interface Eat {
int a = 1;
void eat();
}
一个类可以实现很多个接口,但是不能理解为多继承!(实际上实现接口是附加功能,和继承的概念有一定出入,顶多说是多继承的一种替代方案)一个类可以附加很多个功能!
public class SportsStudent extends Student implements Eat, ...{
@Override
public void eat() {
}
}
类通过implements关键字来声明实现的接口!每个接口之间用逗号隔开!
实现接口的类也能通过instanceof关键字判断(实现则为true),也支持向上和向下转型!
内部类类中可以存在一个类!各种各样的长相怪异的代码就是从这里开始出现的!
成员内部类我们的类中可以在嵌套一个类:
public class Test {
class Inner{ //类中定义的一个内部类
}
}
成员内部类和成员变量和成员方法一样,都是属于对象的,也就是说,必须存在外部对象,才能创建内部类的对象!
public static void main(String[] args) {
Test test = new Test();
Test.Inner inner = test.new Inner(); //写法有那么一丝怪异,但是没毛病!
}
静态内部类
静态内部类其实就和类中的静态变量和静态方法一样,是属于类拥有的,我们可以直接通过类名.去访问:
public class Test {
static class Inner{
}
}
public static void main(String[] args) {
Test.Inner inner = new Test.Inner(); //不用再创建外部类对象了!
}
局部内部类
对,你没猜错,就是和局部变量一样哒~
public class Test {
public void test(){
class Inner{
}
Inner inner = new Inner();
}
}
匿名内部类
匿名内部类才是我们的重点,也是实现lambda表达式的原理!匿名内部类其实就是在new的时候,直接对接口或是抽象类的实现:
public static void main(String[] args) {
Eat eat = new Eat() {
@Override
public void eat() {
//DO something...
}
};
}
我们不用单独去创建一个类来实现,而是可以直接在new的时候写对应的实现!但是,这样写,无法实现复用,只能在这里使用!
lambda表达式读作λ表达式,它其实就是我们接口匿名实现的简化,比如说:
public static void main(String[] args) {
Eat eat = new Eat() {
@Override
public void eat() {
//DO something...
}
};
}
public static void main(String[] args) {
Eat eat = () -> {}; //等价于上述内容
}
(参数) {返回值}
因此,如果接口中有一个以上的方法,就不支持lambda表达式了
lambda表达式(匿名内部类)只能访问外部的final类型或是隐式final类型的局部变量!
为了方便,JDK默认就为我们提供了专门写函数式的接口,这里只介绍Consumer
枚举类假设现在我们想给小明添加一个状态(跑步、学习、睡觉),外部可以实时获取小明的状态:
public class Student {
private final String name;
private final int age;
private String status;
//...
public void setStatus(String status) {
this.status = status;
}
public String getStatus() {
return status;
}
}
但是这样会出现一个问题,如果我们仅仅是存储字符串,似乎外部可以不按照我们规则,传入一些其他的字符串。这显然是不够严谨的!
有没有一种办法,能够更好地去实现这样的状态标记呢?我们希望开发者拿到使用的就是我们定义好的状态,我们可以使用枚举类!
public enum Status {
RUNNING, STUDY, SLEEP //直接写每个状态的名字即可,分号可以不打,但是推荐打上
}
使用枚举类也非常方便,我们只需要直接访问即可
public class Student {
private final String name;
private final int age;
private Status status;
//...
public void setStatus(Status status) { //不再是String,而是我们指定的枚举类型
this.status = status;
}
public Status getStatus() {
return status;
}
}
public static void main(String[] args) {
Student student = new Student("小明", 18);
student.setStatus(Status.RUNNING);
System.out.println(student.getStatus());
}
枚举类型使用起来就非常方便了,其实枚举类型的本质就是一个普通的类,但是它继承自Enum类,我们定义的每一个状态其实就是一个public static final的Status类型成员变量!
// Compiled from "Status.java" public final class com.test.Status extends java.lang.Enum{ public static final com.test.Status RUNNING; public static final com.test.Status STUDY; public static final com.test.Status SLEEP; public static com.test.Status[] values(); public static com.test.Status valueOf(java.lang.String); static {}; }
既然枚举类型是普通的类,那么我们也可以给枚举类型添加独有的成员方法
public enum Status {
RUNNING("睡觉"), STUDY("学习"), SLEEP("睡觉"); //无参构造方法被覆盖,创建枚举需要添加参数(本质就是调用的构造方法!)
private final String name; //枚举的成员变量
Status(String name){ //覆盖原有构造方法(默认private,只能内部使用!)
this.name = name;
}
public String getName() { //获取封装的成员变量
return name;
}
}
public static void main(String[] args) {
Student student = new Student("小明", 18);
student.setStatus(Status.RUNNING);
System.out.println(student.getStatus().getName());
}
枚举类还自带一些继承下来的实用方法
Status.valueOf("") //将名称相同的字符串转换为枚举
Status.values() //快速获取所有的枚举 // .for来循环输出
基本类型包装类
Java并不是纯面向对象的语言,虽然Java语言是一个面向对象的语言,但是Java中的基本数据类型却不是面向对象的。在学习泛型和集合之前,基本类型的包装类是一定要讲解的内容!
我们的基本类型,如果想通过对象的形式去使用他们,Java提供的基本类型包装类,使得Java能够更好的体现面向对象的思想,同时也使得基本类型能够支持对象操作!
- byte -> Byte
- boolean -> Boolean
- short -> Short
- char -> Character
- int -> Integer
- long -> Long
- float -> Float
- double -> Double
包装类实际上就行将我们的基本数据类型,封装成一个类(运用了封装的思想)
private final int value; //Integer内部其实本质还是存了一个基本类型的数据,但是我们不能直接操作
public Integer(int value) {
this.value = value;
}
现在我们操作的就是Integer对象而不是一个int基本类型了!
public static void main(String[] args) {
Integer i = 1; //包装类型可以直接接收对应类型的数据,并变为一个对象!
System.out.println(i + i); //包装类型可以直接被当做一个基本类型进行操作!
}
自动装箱和拆箱
那么为什么包装类型能直接使用一个具体值来赋值呢?其实依靠的是自动装箱和拆箱机制
Integer i = 1; //其实这里只是简写了而已 Integer i = Integer.valueOf(1); //编译后真正的样子
调用valueOf来生成一个Integer对象!
public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) //注意,Java为了优化,有一个缓存机制,如果是在-128~127之间的数,会直接使用已经缓存好的对象,而不是再去创建新的!(面试常考)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i); //返回一个新创建好的对象
}
而如果使用包装类来进行运算,或是赋值给一个基本类型变量,会进行自动拆箱:
public static void main(String[] args) {
Integer i = Integer.valueOf(1);
int a = i; //简写
int a = i.intValue(); //编译后实际的代码
long c = i.longValue(); //其他类型也有!
}
既然现在是包装类型了,那么我们还能使用==来判断两个数是否相等吗?
public static void main(String[] args) {
Integer i1 = 28914;
Integer i2 = 28914;
System.out.println(i1 == i2); //实际上判断是两个对象是否为同一个对象(内存地址是否相同)
System.out.println(i1.equals(i2)); //这个才是真正的值判断!
}
注意IntegerCache带来的影响!
package com.test;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Integer i1 = 100;
Integer i2 = 100;
System.out.println(i1 == i2); // true
}
}
public static void main(String[] args) {
Integer i1 = 28914;
Integer i2 = 28914;
System.out.println(i1+1 == i2+1); // true 因为自动被拆箱了(基本运算)
}
面向对象编程实战
对象设计(面向对象、多态运用)
- 设计一个Person抽象类,包含吃饭运动学习三种行为,分为工人、学生、老师三种职业。
- 设计设计一个接口考试,只有老师和学生会考试。
- 设计一个方法,模拟让人类进入考场,要求只有会考试的人才能进入,并且考试。
package Person;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
}
private static void test(Person person) {
if (person instanceof Exam) {
Exam e = (Exam)person;
e.exam();
}
}
}
package Person;
public abstract class Person {
public abstract void eat();
public abstract void run();
public abstract void study();
}
package Person;
public class Student extends Person implements Exam{
@Override
public void eat() {
}
@Override
public void run() {
}
@Override
public void study() {
}
@Override
public void exam() {
}
}
package Person;
public class Worker extends Person implements Exam{
@Override
public void eat() {
}
@Override
public void run() {
}
@Override
public void study() {
}
@Override
public void exam() {
}
}
package Person;
public interface Exam {
void exam();
}



