12、面向对象（高级）
一、类变量和类方法
独立于对象之外的变量和方法
1、类变量（静态变量）
（1）为什么需要静态变量？
在实际开发场景中，处理问题时，会需要两个类在同一内存区域中共享一个数据，或共用一个方法，此时就需要使用到静态变量和静态方法
（2）什么是静态变量？
类变量也叫静态变量，静态属性，为该类所有对象共享的变量
- 语法：
访问修饰符 static 数据类型 变量名; //(推荐)static 访问修饰符 数据类型 变量名;
（3）怎么使用静态变量？
- 访问
类名.类变量名;（推荐）对象名.类变量名;
（4）使用静态变量时需要注意的问题
- 使用时机：需要让某个类所有对象共享一个属性时，使用静态变量
- 类变量与实例变量的区别
- 类变量为该类所有对象共享
- 实例变量每个对象各自独享
- 加上static的变量称为类变量或静态变量，否则称为实例变量/普通变量/非静态变量
- 访问时需要满足访问权限和范围这一限制
- 实例变量不能通过类名访问
- 类变量在类加载时就创建了，即使无实例对象也能访问
- 类变量的生命周期随着类的加载而开始，随着类的消亡而结束
2、类方法（静态方法）
（1）什么是静态方法？
- 语法
访问修饰符 static 数据返回类型 方法名() {}（推荐）static 访问修饰符 数据返回类型 方法名() {}
（2）怎么使用静态方法？
在满足访问修饰符的前提下
- 访问
类名.类方法名对象.类方法名
（3）使用静态方法时需要注意的问题
- 类方法和普通方法随类的加载而加载，将结构信息存储在方法区
- 类方法中无this的参数
- 普通方法隐含this的参数
- 类方法可以通过类名调用，也可以通过对象调用
- 普通方法和对象有关，需要对象调用
- 类方法中不允许使用和对象有关的关键字（
this，super） - 类方法只能访问类变量和类方法（静态方法只能访问静态成员）
- 普通方法既可以访问静态成员，又可以访问非静态成员
- 静态属性，方法可以别继承，但不能被重写
二、main方法语法解析
public static void main(String[] args) {}
（1）理解main方法
- main方法由Java虚拟机调用
- JVM需要调用类的main方法，则该方法的访问权限必须为
public - JVM在执行main方法时，不必创建对象，由类名直接调用，则该方法是
static - 该方法接受String类型数组参数，该数组保存执行Java命令时传递给所运行的类的参数
String[] args的意义：传递参数——在控制台输入:java 文件名 参数一 参数一 ...
（2）说明
- 在main方法中，可以直接调用main方法所在的类的静态方法或属性
- 但不能访问该类中非静态成员，必须实例化对象才能访问
三、代码块{}
1、什么是代码块？
（1）代码块
代码块属于类中的成员（类的一部分）
类似于方法，将逻辑语句封装在方法体中，通过{}包围起来
但是与方法不同，代码块没有方法名，没有返回，没有参数，只有方法体，而且不用通过对象或类显式调用，而是加载类，或创建对象时隐式调用
（2）语法
修饰符 {
代码;
};
- 修饰符可选无或static
- 逻辑语句中可以为任何逻辑语句（输入，输出，方法调用，循环，判断等）
;可以省略
（3）三种代码块
- 普通类中方法的方法体
- 构造代码块：创建对象时被调用，优先于构造方法被执行（初始化一个类的所有构造器的共有特征）
- 静态代码块：只执行一次，用来初始化静态成员变量（随着类的加载而执行）
2、使用细节
（1）静态代码块随着类的加载而执行，且只执行一次
（2）类什么时候被加载
- 创建对象实例时
- 创建子类对象实例时，父类也会别加载
- 使用类的静态成员时，类被加载，静态代码块随着类的加载而执行
（3）构造代码块在创建实例时被隐式地调用，创建一次，调用一次
（4）代码块在创建一个对象时，在一个类中的调用顺序是
- 调用静态代码块，和静态属性的初始化（二者优先级一样，按顺序执行）
- 调用构造代码块，和普通属性的初始化（二者优先级一样，按顺序执行）
- 调用构造方法
（5）构造器前隐含了super()构造器，和调用构造代码块，即父类构造器优先于调用本类构造代码块
（6）创建一个子类对象时，他们的静态代码块，静态属性初始化，构造代码块，普通属性初始化，构造方法的调用顺序如下：
- 父类的静态代码块和静态属性的初始化
- 子类的静态代码块和静态属性的初始化
- 父类的构造代码块和普通属性的初始化
- 父类的构造器
- 子类的构造代码块和普通属性的初始化
- 子类的构造器
（7）静态代码块只能直接调用静态成员，构造代码块可以调用任意成员
3、代码块的好处
（1）构造器的补充机制，相当于另外一种形式的构造器，可以做初始化的操作
（2）如果多个构造器中都有重复语句，可以抽取到代码块中，提高代码的重用性
四、单例设计模式（静态方法和属性的经典使用）
（1）什么是设计模式？
设计模式是在大量的实践中总结和理论化之后优选的代码结构、编程风格以及解决问题的思考方式
（2）什么是单例模式？
所谓的单例模式，即单个实例，指采取一定的方法保证在整个的软件系统中只能存在一个实例，并且该类只提供一个取得其对象的方法
- 饿汉式
- 懒汉式
（3）饿汉式
- 构造器私有化——》防止用户新建实例
- 类的内部创建对象（静态属性）
- 向外暴露一个静态的公共方法——》
getInstance()
public class SingleTon01 {
//通过类调用静态方法获取对象
GirlFriend instance = GirlFriend.getInstance();
}
class GirlFriend {
private String name;
//2、在类的内部创建对象
//为了能在静态方法中使用，需要将其修饰为静态方法
private static GirlFriend gf = new GirlFriend("小花花");
//保证只有一个实例对象
//1、构造器私有化
private GirlFriend(String name) {
this.name = name;
}
//3、提供暴露的静态公共方法，返回gf对象
public static GirlFriend getInstance() {
return gf;
}
}
（4）懒汉式
- 构造器私有化
- 类的内部类创建对象的引用（不直接指向对象，不直接实例化）
- 提供静态公共方法，对引用进行判断，为空则实例化，return对象
public class SingleTon02 {
}
class Cat {
private String name;
//不直接实例化
private static Cat cat;
private Cat(String name) {
this.name = name;
}
//懒汉式——在静态的公共方法中进行对象的实例化
public static Cat getInstance() {
if (cat == null) {//保证单例
cat = new Cat("小可爱");
}
return cat;
}
}
（5）比较
- 二者主要区别在于创建对象的时机不同，饿汉式类加载即创建，懒汉式使用才创建
- 饿汉式五线程安全问题，懒汉式有线程安全问题
- 饿汉式存在资源浪费的可能
五、final关键字
可以用来修饰类，属性，方法和局部变量
- 基本数据类型：值不变
- 引用数据类型：对象不变
- 方法：不能重写
- 类：不能继承
1、使用场景
（1）当不希望类被继承时，用final修饰——修饰类
（2）当不希望父类的某个方法被子类重写时，用final——修饰方法
（3）当不希望类的某个属性被修改时，用final——修饰属性
（4）不希望某个局部变量被修改——修饰局部变量
2、使用细节
（1）final修饰的属性又叫做常量，一般用XX_XX_XX来命名
（2）final修i是的属性在定义时，必须赋初始值，且不能修改
-
赋值的位置
- 定义时：
public final double TAX_RATE = 0.08; - 在构造器中可以给常量赋值
- 在代码块中给常量赋值
类的成员变量，局部变量在使用前初始化即可
- 定义时：
（3）如果final修饰的属性为静态的，则初始化位置只能在如下所示位置
-
位置
- 定义时
- 静态代码块中
类加载——》静态代码块执行
（4）final修饰类不能继承，但可以实例化对象
（5）如果不是final类，含有final方法，则该方法不能重写，但可以被继承
（6）final类中所有的方法被隐式设置为final方法
（7）final不能修饰构造方法
（8）final和static往往搭配使用，效率更高，不会导致类加载（底层做了优化）
（9）包装类（Integer，Double，Float，Boolean）都是final类，String也是final类
六、抽象类（abstract）
1、为什么需要抽象类？
父类方法的不确定性
当父类的某些方法需要声明，但又不确定该如何实现时，可以将其声明为抽象方法，那么这个类就是抽象类
- 抽象方法：即没有实现的方法
- 没有实现：没有方法体
- 抽象类：当一个方法为抽象方法时，类为抽象类
2、抽象类的介绍
抽象类除了继承毫无意义
（1）用abstract关键字来修饰一个类时，类为抽象类
语法：访问修饰符 abstract class 类名 {}
（2）抽象方法
语法：访问修饰符 abstract 返回类型 方法名(形参列表);（无方法体）
（3）抽象类的价值在于设计，是设计者设计好后，让子类实现抽象类
（4）抽象类为考官常考知识点，子啊框架和设计模式中涉及较多
3、使用细节
（1）抽象类不能实例化
（2）抽象类不一定要有抽象方法，而且可以有实现方法
（3）有抽象方法一定是抽象类
（4）abstract只能修饰类和方法
（5）抽象类仍然是类，可以有任意类可以有的成员
（6）抽象方法不能有方法体
（7）如果一个类继承了抽象类，则必须实现（重写）抽象类的所有抽象方法，除非它也声明为abstract类
（8）抽象方法不能使用private，final和static来修饰，因为与重写向违背
- private：私有，子类无法继承父类特有的成员
- final：final方法子类不能继承
- static：静态成员只与类有关，可以继承不能重写
七、模板设计模式——抽象类的最佳实践
1、基本介绍
抽象类体现的就是一种模板模式的设计，抽象类作为子类的通用模板
子类在抽象类的基础上进行扩展、改造，但子类总体上会保留抽象类的行为
2、作用
（1）当内部功能一部分实现是确定的，一部分实现是不确定的，这时可以把不确定的部分暴露出去，由子类实现
（2）编写一个抽象父类，父类提供了多个子类的通用方法，并把一个或多个方法留给其子类实现，就是一种模板模式
public class AbstractExercise01 {
public static void main(String[] args) {
//创建员工和经理
CommonEmployee commonEmployee = new CommonEmployee("jack", 51, 2000);
Manager manager = new Manager("tony", 52, 20000, 100000);
commonEmployee.work();
manager.work();
}
}
//抽象类
abstract class Employee {
private String name;
private int id;
private double salary;
public Employee(String name, int id, double salary) {
this.name = name;
this.id = id;
this.salary = salary;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public double getSalary() {
return salary;
}
public void setSalary(double salary) {
this.salary = salary;
}
public abstract void work();
}
class Manager extends Employee {
private double bonus;//奖金
public Manager(String name, int id, double salary, double bonus) {
super(name, id, salary);
this.bonus = bonus;
}
public double getBonus() {
return bonus;
}
public void setBonus(double bonus) {
this.bonus = bonus;
}
@Override
public void work() {
System.out.println("经理" + this.getName() + "正在工作中...");
}
}
class CommonEmployee extends Employee {
public CommonEmployee(String name, int id, double salary) {
super(name, id, salary);
}
@Override
public void work() {
System.out.println("员工" + this.getName() + "正在工作中...");
}
}
八、接口（interface）
接口就是一个标准
1、为什么需要接口？
（1）接口被用来描述一种抽象（用来实现多继承）
（2）接口被用来实现抽象，抽象类也被用来实现抽象，为什么一定要用接口，二者之间的区别是什么？
- 抽象类内部可能含有非final的变量
- 但是在接口中存在的变量一定是final
- final即不可改变，不可改变即为一个标准
（3）为不同类顺利交互提供标准
2、什么是接口？
接口就是给出一些没有实现的方法，封装到一起，在某个类要使用的时候，根据具体情况，实现方法
- 语法：
//定义接口
interface 接口名 {
//属性
//方法
}
//实现
class 类名 implements 接口名 {
//属性
//方法
//必须实现的接口的抽象方法
}
- 接口中的方法：
- 抽象方法
- 默认实现方法
- 静态方法
3、应用场景
指定标准，接口是需求的实际体现
4、注意事项
（1）接口不能被实例化
（2）接口中的所有方法是public方法，接口中抽象方法可以不用abstract修饰，因为interface中方法默认为public abstract修饰
（3）一个普通类实现接口，就必须将该接口的所有方法都实现
（4）除非声明为抽象类，上（3）可不用全部实现
（5）一个类可以实现多个接口
（6）接口中的属性 ，只能是final，而且是public static final修饰
（7）接口属性的访问：接口名.属性;
（8）接口不能继承类，但可以继承多个别的接口
- 类继承类
- 类实现接口
- 接口继承接口
（9）接口修饰符和类一样，只能是public和默认的
5、接口与继承
（1）解决问题不同
- 继承：解决代码复用性和可维护性
- 接口：设计，设计好各种方法的规范，由其他类实现
（2）接口比继承更灵活
- 继承：满足
is-a关系，子类是一个父类 - 接口：满足
like-a，类像一个接口
（3）接口在一定程度上实现代码解耦
接口规范性+动态绑定
6、接口的多态性
（1）参数的多态性
接口引用可以指向实现了接口的类的对象
（2）多态数组
public class Arr {
public static void main(String[] args) {
//多态数组
Usb[] usbs = new Usb[2];
usbs[0] = new Phone();
usbs[1] = new Camera();
//调用
for(int i = 0; i < usbs.length; i++) {
usbs[i].work；//动态绑定
if (usbs[i] instenceof Phone) {
((Phone)usbs[i]).call();//向下转换：前提是引用指向的对象本来就是Phone类
}
}
}
}
//接口
interface Usb {
void work();
}
class Phone implements Usb {
public void call() {
"手机打电话".sout;//输出
}
//实现
public void work() {
"手机工作中".sout;
}
}
class Camera implements Usb {
public void work() {
"相机工作中".sout;
}
}
（3）接口的多态传递
interface IH{}
//IG 继承 IH
interface IG extends IH {}
//Teacher类实现IG接口的同时也实现了IH接口
class Teacher implements IG {}
//主方法简写
main {
IG ig = new Teacher();//一个IG接口的引用指向了一个Teacher类的实例
IH ih = new Teacher();//一个IH接口的引用指向了一个Teacher类的实例
}
九、内部类
1、为什么需要内部类？
每个内部类都能独立地实现一个接口，无论外部类是否实现了接口，对内部类而言都不影响，从而结局了Java多继承的问题
2、什么是内部类？
一个类的内部完整地嵌套了另一个类结构，被嵌套的类称为内部类，嵌套其他类的类为外部类，是类的第五大成员（属性，方法，构造器，代码块，内部类）
最大的特点：可以直接访问外部类的私有属性，并且可以体现类之间的层级关系
3、语法
class 外部类 {
class 内部类 {
}
}
class 外部其他类 {
}
4、内部类的分类
-
定义在外部类成员的位置上的内部类，按静态非静态划分为
-
成员内部类
-
静态内部类
-
-
定义在外部类成员的局部位置上的内部类，按有无类名区分为
- 局部内部类
- 匿名内部类
5、成员内部类
外部类的成员位置，且非static
（1）可以直接访问外部类的所有成员，包含私有的
（2）地位为成员，则可以添加任意访问修饰符
（3）作用域：和外部其他类一样，整个类体
（4）成员内部类访问外部类：直接访问
（5）外部类访问成员内部类成员：在外部类里建立成员内部类对象，再调用
（6）外部其他类访问成员内部类成员
外部类.内部类 引用 = 外部类对象.new 内部类(实参列表);- 外部类编写一个方法，返回一个内部类的对象实例
（7）外部类和内部类成员重名时，就近原则，若要访问外部类——外部类名.this.成员;
外部类名.this：表示指向外部类的对象
6、静态内部类
外部类的成员位置，为静态
（1）可以访问外部类所有静态成员，不能访问非静态成员
（2）可以添加任意修饰符
（3）作用域：整个类体
（4）静态内部类直接访问外部类成员
（5）外部类访问静态内部类成员：实例化静态内部类一个对象，再调用、
静态内部类只是说明该类属于外部类，而不属于外部类实例化的对象，而静态内部类的非静态成员，依然和静态内部类的对象相联系，所以需要实例化静态内部类对象后再调用目标成员
（6）外部其他类访问静态内部类
-
外部类.静态内部类 引用 = new 外部类.静态内部类(); 引用.成员;
静态成员可以通过类名来调用，静态内部类为静态成员，ps：静态内部类的成员不一定为静态
- 在外部类编写一个方法，返回静态内部类实例对象
（7）外部类和内部类成员重名时，就近原则，若要访问外部类——外部类名.this.成员;
7、局部内部类
通常在方法中，有类名
（1）可以直接访问外部类的所有成员，包含私有的
（2）地位为一个局部变量，不能使用权限修饰符，但可以使用final关键字
（3）作用域：仅在定义它的方法或代码块中
（4）局部内部类访问外部类成员：直接访问
（5）外部类访问局部内部类：满足作用域的条件下（即在方法中），创建对象再访问
（6）外部其他类无法访问局部内部类：因为局部内部类为一个成员变量
（7）外部类和内部类成员重名时，就近原则，若要访问外部类——外部类名.this.成员;
8、匿名内部类
匿名的局部内部类，不是没名，而是系统自动分配类名
（1）语法
new 类或接口(参数列表) {
类体;
};
//底层运行逻辑
class 外部类名$02 implements 类或接口 {//实现了类接口或继承了类
类体;
}
new 外部类名$02();//实例化一个匿名内部类的对象
//例子
public class AnonymousInnerClass {//外部其他类
public static void main(String[] args) {
Outer outer = new Outer();
outer.method();
}
}
class Outer {//外部类
private int n1 = 10;//属性
public void method() {//外部类的方法中建立内部类
/**
* 1、需求：使用A接口，并创建对象
* 2、传统方式：创建一个类重写方法，实现接口，并创建对象
* 3、若tiger类只使用一次，后面不再使用
* 4、解决方案：使用匿名内部类，来简化开发
* */
//基于接口的匿名内部类
/**
* 匿名内部类基于接口的解析
* 1、tiger的编译类型为：IA接口类型
* 2、tiger的运行类型为：匿名内部类，匿名内部类并非没有名字，只是由系统分配类名，底层如下
* -IA() {类体}；:创建了一个实现了接口的匿名内部类，注意为一个语句，需要分号“ ； ”
* class Outer$01 implements IA {
* 类体
* }；
* new IA() {}; :创建了一个匿名内部类的对象
* new Outer$01();
* IA tiger = new IA() {};
* 将实例化的一个实现了A接口的匿名内部类的对象的地址传递给tiger
*3、匿名内部类使用一次，就不能再使用了，但是tiger可以重复使用
* */
IA tiger = new IA() {//基于接口的匿名内部类
@Override
public void cay() {
System.out.println("老虎嗷嗷叫");
}
};
//在外部类中，在内部类作用域即方法中，调用内部类的成员——创建一个指向内部类对象的引用，用对象来调用方法
tiger.cay();
// Tiger tiger = new Tiger();
// tiger.cay();
//基于类的匿名内部类
/**
* 匿名内部类基于类的解析
* 1、father的编译类型：Father
* 2、father的运行类型：Outer$2 father对象的运行类型：class com.zyhstu.innerclass.Outer$2
* -Father("jack") {类体};：创建了一个继承了Father父类的Outer$2子类
* class Outer$2 extends Father {
* 类体；
* };
* -new Father("jack") {类体};：创建一个匿名内部类Outer$2的对象，并将jack自动传给Father的构造器
* new Outer$2() {类体};
* -Father father = new Father("jack") {};
* 实例化一个继承了Father父类的Outer子类的对象，并将地址传递给一个Father的引用
* */
Father father = new Father("jack") {
@Override
public void test() {
System.out.println("匿名内部类重写了test()方法");
}
};
father.test();
System.out.println("father对象的运行类型：" + father.getClass());
//基于抽象类的匿名内部类
Animal animal = new Animal() {
@Override
void eat() {
System.out.println("小狗吃骨头");
}
};
animal.eat();
}
}
interface IA {
public void cay();
}
//class Tiger implements IA {
// @Override
// public void cay() {
// System.out.println("老虎嗷嗷叫");
// }
//}
//
//class Dog implements IA {
// @Override
// public void cay() {
// System.out.println("小狗汪汪叫");
// }
//}
class Father {//外部其他类
public Father(String name) {//构造器
}
public void test() {//方法
}
}
//抽象类
abstract class Animal {
abstract void eat();
}
（2）匿名内部类的使用
-
new 类或接口(实参列表) { 类体; }.方法(方法实参); -
类名 引用 = new 类或接口(实参列表) { 类体; } 引用.方法(方法实参);
（3）注意事项
- 可以直接访问外部类的所有成员，包含私有的
- 地位为一个局部变量，不能使用权限修饰符，但可以使用final关键字
- 作用域：仅在定义它的方法或代码块中
- 匿名内部类访问外部类成员：直接访问
- 外部其他类不能访问匿名内部类：局部变量
- 外部类和内部类成员重名时，就近原则，若要访问外部类——
外部类名.this.成员;
浙公网安备 33010602011771号