Java Programming 【Chapter 4_QA】

1、这里提到的默认的构造方法长什么样呢？

 

默认的构造方法是无参数的，并且会调用基类的无参数构造方法。

基于提供的代码，Base 类的默认构造方法如下：

public class Base {
    private String member;

    public Base() {
        super(); // 默认调用 Object 类的无参数构造方法
    }

    public Base(String member) {
        this.member = member;
    }
}

由于 Base 类已经定义了一个带参数的构造方法（public Base(String member)），默认的无参数构造方法不会被自动生成，除非显式添加。

 

2、为什么第一次输出是0，第二次输出是123？理解下这个输出逻辑。

 

总结：

像这样，在父类构造方法中调用可被子类重写的方法，是一种不好的实践，容易弓引起混淆，应该只调用private的方法

 

3、如何深入理解以下输出结果 的顺序？

4.3.1 示例

 以下是对代码的详细分析，基于上图的 Base、Child 和 Test 三个类，以及程序的输出结果。

代码概述

1. Base 类：
   • 包含一个静态变量 s 和一个实例变量 a。
   • 有一个静态代码块、一个实例代码块和一个构造方法。
   • 定义了 step() 方法（会被子类重写）和 action() 方法（调用 step()）。
2. Child 类：
   • 继承自 Base 类，同样定义了自己的静态变量 s 和实例变量 a。
   • 包含一个静态代码块、一个实例代码块和一个构造方法。
   • 重写了 step() 方法。
3. Test 类：
   • 包含 main 方法，创建 Child 对象，调用 action() 方法，并通过 Base 类型的引用调用方法和访问变量。

输出分析

以下是逐行解释输出结果的顺序和原因：

输出部分 1：---- new Child()

---- new Child()
基类静态代码块，s: 0
子类静态代码块, s: 0
基类实例代码块，a: 0
基类构造方法, a: 1
子类实例代码块, a: 0
子类构造方法, a: 10

分析：

1. 触发 new Child()：
   • 当 Child c = new Child() 执行时，JVM 需要创建 Child 类的实例。由于 Child 继承自 Base，JVM 会先确保 Base 和 Child 类的静态初始化完成，然后执行实例初始化。
2. 基类静态代码块，s: 0：
   • 在创建 Child 对象之前，JVM 首先加载 Base 类（因为 Child 继承自 Base）。
   • 加载 Base 类时，执行其静态代码块。Base.s 是静态变量，初始化为默认值 0（整型默认值）。
   • 静态代码块打印 "基类静态代码块，s: 0"，然后将 Base.s 赋值为 1。
   • 输出：基类静态代码块，s: 0。
3. 子类静态代码块, s: 0：
   • 加载 Child 类时，执行其静态代码块。Child.s 是 Child 类的静态变量，独立于 Base.s，初始化为默认值 0。
   • 静态代码块打印 "子类静态代码块, s: 0"，然后将 Child.s 赋值为 10。
   • 输出：子类静态代码块, s: 0。
   • 注意：静态代码块只在类加载时执行一次，且按继承链从父类到子类顺序执行。
4. 基类实例代码块，a: 0：
   • 静态初始化完成后，JVM 开始创建 Child 对象。因为 Child 继承自 Base，先执行 Base 的实例初始化。
   • Base 的实例代码块先于构造方法执行。Base.a 是实例变量，初始化为默认值 0。
   • 实例代码块打印 "基类实例代码块，a: 0"，然后将 Base.a 赋值为 1。
   • 输出：基类实例代码块，a: 0。
5. 基类构造方法, a: 1：
   • 紧接着，Base 的构造方法执行。此时 Base.a 已被实例代码块赋值为 1。
   • 构造方法打印 "基类构造方法, a: 1"，然后将 Base.a 赋值为 2。
   • 输出：基类构造方法, a: 1。
6. 子类实例代码块, a: 0：
   • Base 的实例初始化完成后，JVM 执行 Child 的实例初始化。
   • Child 的实例代码块先执行。Child.a 是 Child 类的实例变量，独立于 Base.a，初始化为默认值 0。
   • 实例代码块打印 "子类实例代码块, a: 0"，然后将 Child.a 赋值为 10。
   • 输出：子类实例代码块, a: 0。
7. 子类构造方法, a: 10：
   • 最后，Child 的构造方法执行。此时 Child.a 已被实例代码块赋值为 10。
   • 构造方法打印 "子类构造方法, a: 10"，然后将 Child.a 赋值为 20。
   • 输出：子类构造方法, a: 10。

小结：

• 静态代码块按类加载顺序执行（Base → Child），只执行一次。
• 实例初始化按继承链顺序执行：Base 的实例代码块和构造方法先执行，然后是 Child 的实例代码块和构造方法。
• 每个类的变量（s 和 a）在初始化时都有默认值（0），然后被代码块或构造方法修改。

输出部分 2：---- c.action()

---- c.action()
start
child s: 10, a: 20
end

分析：

1. 调用 c.action()：
   • c 是 Child 类型的引用，指向 Child 对象。调用 c.action() 会执行 Base 类中定义的 action() 方法（因为 Child 没有重写 action()）。
   • action() 方法打印 "start"，调用 step()，然后打印 "end"。
2. start：
   • action() 方法首先打印 "start"。
   • 输出：start。
3. child s: 10, a: 20：
   • action() 调用 step()。由于 step() 是实例方法，且 Child 重写了 step()，JVM 动态绑定调用 Child 的 step() 方法（多态）。
   • 在 Child.step() 中：
     • s 引用 Child.s（因为 s 是静态变量，Child 类有自己的 s），值为 10（由 Child 的静态代码块设置）。
     • a 引用 Child.a（实例变量），值为 20（由 Child 的构造方法设置）。
   • 因此，打印 "child s: 10, a: 20"。
   • 输出：child s: 10, a: 20。
4. end：
   • action() 方法继续执行，打印 "end"。
   • 输出：end。

小结：

• c.action() 调用的是 Base 的 action() 方法，但由于 step() 被 Child 重写，实际执行的是 Child 的 step()，体现了多态。

输出部分 3：---- b.action()

---- b.action()
start
child s: 10, a: 20
end

分析：

1. 创建 Base b = c：
   • b 是 Base 类型的引用，但指向同一个 Child 对象（c）。这不会触发新的对象创建或初始化。
2. 调用 b.action()：
   • 调用 b.action() 执行 Base 的 action() 方法（与 c.action() 相同）。
   • action() 方法打印 "start"，调用 step()，然后打印 "end".
3. start：
   • 打印 "start"。
   • 输出：start。
4. child s: 10, a: 20：
   • step() 是虚方法，JVM 根据对象的实际类型（Child）调用 Child 的 step() 方法。
   • 结果与 c.action() 相同，打印 "child s: 10, a: 20"。
   • 输出：child s: 10, a: 20。
5. end：
   • 打印 "end"。
   • 输出：end。

小结：

• 即使 b 是 Base 类型，step() 方法的调用仍然基于对象的实际类型（Child），因此输出与 c.action() 一致。

输出部分 4：---- b.s: 1

---- b.s: 1

分析：

• b 是 Base 类型的引用，访问 b.s 时，JVM 解析到 Base 类的静态变量 s。
• Base.s 在 Base 的静态代码块中被赋值为 1。
• 因此，打印 "---- b.s: 1"。
• 输出：---- b.s: 1。

注意：

• 静态变量是类级别的，Base.s 和 Child.s 是独立的。b 的类型决定了访问 Base.s。

输出部分 5：---- c.s: 10

---- c.s: 10

分析：

• c 是 Child 类型的引用，访问 c.s 时，JVM 解析到 Child 类的静态变量 s。
• Child.s 在 Child 的静态代码块中被赋值为 10。
• 因此，打印 "---- c.s: 10"。
• 输出：---- c.s: 10。

注意：

• Child.s 和 Base.s 是不同的静态变量，值互不影响。

输出部分 6：Process finished with exit code 0

• 表示程序正常退出，没有异常。

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总结

输出的顺序由以下规则决定：

1. 类加载与静态初始化：
   • 类加载时，静态代码块按继承链顺序执行（Base → Child）。
   • 静态变量初始化为默认值（0），然后由静态代码块修改。
2. 对象创建与实例初始化：
   • 实例初始化按继承链顺序执行：Base 的实例代码块和构造方法先于 Child 的实例代码块和构造方法。
   • 实例变量初始化为默认值（0），然后由实例代码块和构造方法修改。
3. 方法调用与多态：
   • 实例方法的调用基于对象的实际类型（Child），因此 step() 调用 Child 的版本。
   • 静态变量的访问基于引用类型（Base 或 Child），因此 b.s 和 c.s 访问不同的变量。
4. 静态变量与实例变量的独立性：
   • Base.s 和 Child.s 是独立的静态变量。
   • Base.a 和 Child.a 是独立的实例变量，分别存储在对象的 Base 和 Child 部分。

 

4、在我如图所示的这个代码中，加上@Override和不加@Override，最后结果都是一样的，而且Intellij编译器也没有报错。那么这个@Override到底有何作用，加不加影响大吗？

 @Override 注解被用在 Child 类的 add(int number) 和 addAll(int[] numbers) 方法上，用于标记这些方法是重写（override）了父类 Base 中的方法。

然而，你观察到加上 @Override 和不加 @Override 的运行结果是一致的，IntelliJ IDEA 编译器也没有报错。这引发了关于 @Override 作用和必要性的疑问。以下是详细解释：

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@Override 的作用

1. 标记方法重写：
   • @Override 是 Java 中的一个注解，告诉编译器该方法是意图重写父类的某个方法。如果子类中的方法签名与父类的方法完全匹配（包括方法名、参数类型和返回类型），编译器会确认这是合法的重写。
   • 它是一种文档化手段，让代码更具可读性，明确表明子类有意覆盖父类的行为。
2. 编译时检查：
   • 当你加上 @Override 时，编译器会严格检查：
     • 子类方法是否真的重写了父类中的某个方法。
     • 方法签名是否完全匹配（包括参数列表和返回类型）。
   • 如果不匹配（例如拼写错误、参数类型不一致或父类没有对应方法），编译器会报错，提示开发者修复问题。
3. 提高代码鲁棒性：
   • 防止意外的错误。例如，如果父类方法被重命名或移除，而子类未更新，编译器会报错，提醒开发者注意。
   • 它有助于在重构或维护代码时减少 bug。

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为什么加上 @Override 和不加结果一样？

1. 代码运行依赖动态绑定：
   • Java 是面向对象的语言，方法调用基于对象的实际类型（多态）。在你的代码中，Child 对象的 add 和 addAll 方法会被调用，无论是否加了 @Override，运行时行为不会改变，因为方法签名和逻辑是正确的。
2. IntelliJ IDEA 未报错：
   • 在你的代码中，Child 中的 add(int number) 和 addAll(int[] numbers) 方法确实正确重写了 Base 中的对应方法（方法名、参数类型和返回类型都匹配）。因此，编译器（包括 IntelliJ 的检查）认为这是合法的重写，不需要报错。
   • 如果方法签名不匹配（例如参数类型错误或返回类型不兼容），不加 @Override 不会报错，但加了 @Override 会导致编译错误。
3. @Override 是可选的：
   • @Override 是一个可选注解。Java 允许子类重写父类方法而不加此注解，只要方法签名匹配，程序依然能正常运行。

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加不加 @Override 影响大吗？

1. 不加 @Override 的潜在问题：
   • 误写方法名：如果子类方法名拼写错误（例如写成 addd 而不是 add），而不加 @Override，编译器不会报错，因为这会被视为一个新方法。加了 @Override 后，编译器会检测到父类没有对应方法，报错提示修正。
   • 维护难度增加：没有 @Override 的明确标记，后续开发者可能不清楚某个方法是否意在重写父类，增加代码理解成本。
   • 重构风险：如果父类方法被修改或移除，子类方法可能无意中变成无效重写，缺乏 @Override 的检查可能导致问题被忽略。
2. 加 @Override 的好处：
   • 错误预防：编译时检查能及时发现重写错误，提高代码可靠性。
   • 代码清晰度：明确表示方法是重写的，方便团队协作和代码审查。
   • 工具支持：IDE（如 IntelliJ）可以利用 @Override 提供更好的代码导航和重构支持。
3. 实际影响：
   • 运行时无影响：加不加 @Override，程序的输出结果（例如 System.out.println(c.getSum()); 的值）不会改变。
   • 开发时有影响：加了 @Override 可以避免因疏忽导致的编译错误，特别是在大型项目或多人协作中。

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你的代码的具体情况

• 在 Base 类中，add(int number) 和 addAll(int[] numbers) 是公共方法，Child 类正确重写了这些方法。
• 运行 TestUtils.main() 时，创建 Child 对象 c，调用 c.addAll(new int[]{1, 2, 3}) 和 c.getSum()，结果计算基于 Child 的实现（sum 累加了 1 + 2 + 3 = 6）。
• 无论是否加 @Override，sum 的值和输出 6 都不会改变，因为方法逻辑一致。

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建议

• 推荐加上 @Override：
  • 特别是在团队开发或维护复杂代码时，@Override 能提高代码质量和可维护性。
  • 它是一个好习惯，符合 Java 编码规范（例如 Oracle 的 Java 编码标准）。
• 不加也可以：
  • 如果是个人小项目，且确信方法重写无误，可以不加。但这可能在未来维护时埋下隐患。

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总结

@Override 的主要作用是编译时检查和文档化重写行为，加不加对运行结果没有影响，但在开发和维护阶段有显著好处。

鉴于你的代码目前正确重写了方法，IntelliJ 未报错是正常的，但建议保留 @Override 以确保代码鲁棒性和可读性。

 

 

5、如何理解， Java 中的继承和组合，对比例子说明。

如下将通过代码示例对比 Java 中的继承和组合，帮助理解两者的区别和使用场景。以下是具体的代码和解释：

代码示例

// 父类（用于继承）
class Animal {
    protected String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void eat() {
        System.out.println(name + " is eating.");
    }
}

// 子类（通过继承）
class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }

    public void bark() {
        System.out.println(name + " is barking.");
    }
}

// 组件类（用于组合）
class Leg {
    public void move() {
        System.out.println("Leg is moving.");
    }
}

// 主类（通过组合）
class Robot {
    private Leg leg; // 持有 Leg 对象的引用

    public Robot() {
        this.leg = new Leg(); // 初始化组合对象
    }

    public void walk() {
        leg.move(); // 调用组合对象的 move 方法
        System.out.println("Robot is walking.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用继承
        Dog dog = new Dog("Buddy");
        dog.eat();  // 从 Animal 继承的方法
        dog.bark(); // Dog 特有的方法
        System.out.println("---");

        // 使用组合
        Robot robot = new Robot();
        robot.walk(); // 调用 Robot 的 walk 方法，内部使用 Leg
    }
}

输出结果

Buddy is eating.
Buddy is barking.
---
Leg is moving.
Robot is walking.

 

对比解释

1. 继承 (Inheritance)

• 定义：子类通过 extends 关键字继承父类的属性和方法，子类可以直接使用或重写父类的方法。
• 代码体现：
  • Dog 继承了 Animal，直接获得了 eat() 方法，并添加了自己的 bark() 方法。
  • 使用 super(name) 调用父类的构造方法。
• 特点：
  • 表示“is-a”关系（Dog is a Animal）。
  • 代码复用性强，但继承层次过深可能导致复杂性增加。
  • 无法在运行时改变父类行为（静态绑定）。
• 优点：简单直接，适合表示类之间的强耦合关系。
• 缺点：继承是单继承（Java 中一个类只能有一个直接父类），灵活性有限。

2. 组合 (Composition)

• 定义：一个类通过持有另一个类的对象（引用）来使用其功能，类似于“has-a”关系。
• 代码体现：
  • Robot 包含一个 Leg 对象的引用，通过 leg.move() 调用 Leg 的方法。
  • Robot 的 walk() 方法结合了 Leg 的功能和自己的逻辑。
• 特点：
  • 表示“has-a”关系（Robot has a Leg）。
  • 运行时可以动态替换或修改组合对象（例如换一个 Leg 实现）。
  • 更灵活，适合模块化设计。
• 优点：解耦性强，可以在运行时调整组件，扩展性好。
• 缺点：需要手动管理组合对象，代码可能稍显冗长。

对比总结

 

特性	继承 (Dog extends Animal)	组合 (Robot has a Leg)
关系	is-a	has-a
实现方式	extends	持有对象引用
灵活性	较低（单继承）	较高（可动态替换）
耦合度	较高	较低
使用场景	表示类层次结构	模块化、复用组件

 

理解建议

• 继承适合描述“本质上的分类”（如狗是动物），但要避免过度继承导致的“继承地狱”。
• 组合适合构建复杂的对象（如机器人由腿、手等组成），更符合现代面向对象设计的“优先使用组合而非继承”原则。

 

 

6、虚方法的概念、该如何理解？