JAVA总结

Java基础——接口
接口概念

ava接口是一系列方法的声明，是一些方法特征的集合，一个接口只有方法的特征没有方法的实现，因此这些方法可以在不同的地方被不同的类实现，而这些实现可以具有不同的行为（功能）。

接口的特点
就像一个类一样，一个接口也能够拥有方法和属性，但是在接口中声明的方法默认是抽象的。（即只有方法标识符，而没有方法体）。

接口指明了一个类必须要做什么和不能做什么，相当于类的蓝图。
一个接口就是描述一种能力，比如“运动员”也可以作为一个接口，并且任何实现“运动员”接口的类都必须有能力实现奔跑这个动作（或者implement move()方法），所以接口的作用就是告诉类，你要实现我这种接口代表的功能，你就必须实现某些方法，我才能承认你确实拥有该接口代表的某种能力。
如果一个类实现了一个接口中要求的所有的方法，然而没有提供方法体而仅仅只有方法标识，那么这个类一定是一个抽象类。（必须记住：抽象方法只能存在于抽象类或者接口中，但抽象类中却能存在非抽象方法，即有方法体的方法。接口是百分之百的抽象类）
一个JAVA库中接口的例子是：Comparator 接口，这个接口代表了“能够进行比较”这种能力，任何类只要实现了这个Comparator接口的话，这个类也具备了“比较”这种能力，那么就可以用来进行排序操作了。
为什么要用接口
接口被用来描述一种抽象。
因为Java不像C++一样支持多继承，所以Java可以通过实现接口来弥补这个局限。
接口也被用来实现解耦。
接口被用来实现抽象，而抽象类也被用来实现抽象，为什么一定要用接口呢？接口和抽象类之间又有什么区别呢？原因是抽象类内部可能包含非final的变量，但是在接口中存在的变量一定是final，public,static的。
接口的语法实现
为了声明一个接口，我们使用interface这个关键字，在接口中的所有方法都必须只声明方法标识，而不要去声明具体的方法体，因为具体的方法体的实现是由继承该接口的类来去实现的，因此，接口并不用管具体的实现。接口中的属性默认为Public Static Final.一个类实现这个接口必须实现这个接口中定义的所有的抽象方法。

一个简单的接口就像这样：拥有全局变量和抽象方法。

 为了实现这个接口，我们使用implements关键词去实现接口：

 

其中testClass类实现了我们上面刚才定义的 in1 这个接口，既然你要实现接口，也就是实现接口代表的一种能力，那么你就必须去实现接口给你规定的方法，只有把接口给你规定的抽象方法都给实现了，才承认你这个类实现了这个接口，实现了这个接口代表的某种功能。上图实现了接口中规定的display（）方法。

     写一个测试类，用来测试一下我们刚才实现的这个接口，因为testclass类的对象t实现了接口规定的display方法，那么自然而然就可以调用display（）方法咯。

 

接口的进一步理解
我们知道，如果某个设备需要向电脑中读取或者写入某些东西，这些设备一般都是采用USB方式与电脑连接的，我们发现，只要带有USB功能的设备就可以插入电脑中使用了，那么我们可以认为USB就是一种功能，这种功能能够做出很多的事情（实现很多的方法），其实USB就可以看做是一种标准，一种接口，只要实现了USB标准的设备我就认为你已经拥有了USB这种功能。（因为你实现了我USB标准中规定的方法），下面是具体的例子：

先声明USB接口：其中规定了要实现USB接口就必须实现接口规定实现的read( )和write( )这两个方法。

 然后在写一个U盘类和一个键盘类，这两个类都去实现USB接口。（实现其中的方法）

 

关于接口的几个重点
我们不能直接去实例化一个接口，因为接口中的方法都是抽象的，是没有方法体的，这样怎么可能产生具体的实例呢？但是，我们可以使用接口类型的引用指向一个实现了该接口的对象，并且可以调用这个接口中的方法。因此，上图中最后的方法调用我们还可以这样写：（实际上就是使用了Java中多态的特性）

 

 

2.一个类可以实现不止一个接口。

3.一个接口可以继承于另一个接口，或者另一些接口，接口也可以继承，并且可以多继承。

4.一个类如果要实现某个接口的话，那么它必须要实现这个接口中的所有方法。

5.接口中所有的方法都是抽象的和public的，所有的属性都是public,static,final的。

6.接口用来弥补类无法实现多继承的局限。

7.接口也可以用来实现解耦。

 

一、抽象类的基本概念

普通类是一个完善的功能类，可以直接产生实例化对象，并且在普通类中可以包含有构造方法、普通方法、static方法、常量和变量等内容。而抽象类是指在普通类的结构里面增加抽象方法的组成部分。

那么什么叫抽象方法呢？在所有的普通方法上面都会有一个“{}”，这个表示方法体，有方法体的方法一定可以被对象直接使用。而抽象方法，是指没有方法体的方法，同时抽象方法还必须使用关键字abstract做修饰。

而拥有抽象方法的类就是抽象类，抽象类要使用abstract关键字声明。

 

二、抽象类的使用

我们先看范例。
范例：直接实例化抽象类的对象

 运行：

 

从上可知，A是抽象的，无法直接进行实例化操作。为什么不能直接实例化呢？当一个类实例化之后，就意味着这个对象可以调用类中的属性或者放过了，但在抽象类里存在抽象方法，而抽象方法没有方法体，没有方法体就无法进行调用。既然无法进行方法调用的话，又怎么去产生实例化对象呢。

抽象类的使用原则如下：
（1）抽象方法必须为public或者protected（因为如果为private，则不能被子类继承，子类便无法实现该方法），缺省情况下默认为public；
（2）抽象类不能直接实例化，需要依靠子类采用向上转型的方式处理；
（3）抽象类必须有子类，使用extends继承，一个子类只能继承一个抽象类；
（4）子类（如果不是抽象类）则必须覆写抽象类之中的全部抽象方法（如果子类没有实现父类的抽象方法，则必须将子类也定义为为abstract类。）；

 运行结果：

 

现在就可以清楚的发现：
（1）抽象类继承子类里面有明确的方法覆写要求，而普通类可以有选择性的来决定是否需要覆写；
（2）抽象类实际上就比普通类多了一些抽象方法而已，其他组成部分和普通类完全一样；
（3）普通类对象可以直接实例化，但抽象类的对象必须经过向上转型之后才可以得到。

虽然一个类的子类可以去继承任意的一个普通类，可是从开发的实际要求来讲，普通类尽量不要去继承另外一个普通类，而是去继承抽象类。

三、抽象类的使用限制

（1）抽象类中有构造方法么？
由于抽象类里会存在一些属性，那么抽象类中一定存在构造方法，其存在目的是为了属性的初始化。
并且子类对象实例化的时候，依然满足先执行父类构造，再执行子类构造的顺序。

（2）抽象类可以用final声明么？
不能，因为抽象类必须有子类，而final定义的类不能有子类；

（3）抽象类能否使用static声明？
先看一个关于外部抽象类的范例：

 执行结果

 

由此可见，外部抽象类不允许使用static声明，而内部的抽象类运行使用static声明。使用static声明的内部抽象类相当于一个外部抽象类，继承的时候使用“外部类.内部类”的形式表示类名称。

（4）可以直接调用抽象类中用static声明的方法么？
任何时候，如果要执行类中的static方法的时候，都可以在没有对象的情况下直接调用，对于抽象类也一样。

 运行结果：

 

1. 多态的概念
1.1 概念
多态的概念：通俗来说，就是多种形态，具体点就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会产生出不同的状态。

2. 多态的定义及实现
2.1多态的构成条件
多态是在不同继承关系的类对象，去调用同一函数，产生了不同的行为。
那么在继承中要构成多态还有两个条件：

必须通过基类的指针或者引用调用虚函数
被调用的函数必须是虚函数，且派生类必须对基类的虚函数进行重写

 

 抽象类
1 概念
在虚函数的后面写上 =0 ，则这个函数为纯虚函数。包含纯虚函数的类叫做抽象类（也叫接口类），抽象类不能实例化出对象。派生类继承后也不能实例化出对象，只有重写纯虚函数，派生类才能实例化出对象。纯虚函数规范了派生类必须重写，另外纯虚函数更体现出了接口继承。

2 接口继承和实现继承
普通函数的继承是一种实现继承，派生类继承了基类函数，可以使用函数，继承的是函数的实现。虚函数的继承是一种接口继承，派生类继承的是基类虚函数的接口，目的是为了重写，达成多

4.多态的原理

1.派生类对象d中也有一个虚表指针，d对象由两部分构成，一部分是父类继承下来的成员，虚表指针也就是存在部分的另一部分是自己的成员。
2.基类b对象和派生类d对象虚表是不一样的，这里我们发现Func1完成了重写，所以d的虚表中存的是重写的Derive::Func1，所以虚函数的重写也叫作覆盖，覆盖就是指虚表中虚函数的覆盖。重写是语法的叫法，覆盖是原理层的叫法。
3.另外Func2继承下来后是虚函数，所以放进了虚表，Func3也继承下来了，但是不是虚函数，所以不会放进虚表。
4.

虚函数表本质是一个存虚函数指针的指针数组，这个数组最后面放了一个nullptr。
总结一下派生类的虚表生成：
a.先将基类中的虚表内容拷贝一份到派生类虚表中
b.如果派生类重写了基类中某个虚函数，用派生类自己的虚函数覆盖虚表中基类的虚函数
c.派生类自己新增加的虚函数按其在派生类中的声明次序增加到派生类虚表的最后。

Java中常见常用的类

1、Object

Object类是所有类的父类，也就是说任何一个类在定义时如果没有明确地继承一个父类，那它就是Object类的子类，也就是说以下两种类定义的最终效果是完全相同的。

Object类提供无参构造方法 ，之所以提供这样的无参构造，是因为在子类对象实例化时都会默认调用父类中的无参构造方法，这样在定义类时即使没有明确定义父类为Object，读者也不会感觉代码的强制性要求。

 

注意：

如果两个对象的哈希码值不同，那这两个对象一定不等；
如果两个对象的哈希码值相同，不能确保这两个对象一定相等。
克隆对象对应的类需要实现Cloneable接口，否则会报错：java.lang.CloneNotSupportedException
如何获取类的字节码文件对象？

类名.class 说明： JVM将使用类装载器, 将类装入内存(前提是:类还没有装入内存),不做类的初始化工作.返回Class的对象
Class.forName("类名字符串") （注：类名字符串是包名+类名） 说明：装入类,并做类的静态初始化，返回Class的对象
实例对象.getClass() 说明：对类进行静态初始化、非静态初始化； 返回引用o运行时真正所指的对象(因为:子对象的引用可能会赋给父对象的引用变量中) 所属的类的Class的对象
常覆写Object类的3个方法：toString(),equals(Object obj),hashCode()

为什么notify(), wait()等函数定义在Object中，而不是Thread中?

Object中的wait(), notify()等函数，和synchronized一样，会对“对象的同步锁”进行操作。

wait()会使“当前线程”等待，因为线程进入等待状态，所以线程应该释放它锁持有的“同步锁”，否则其它线程获取不到该“同步锁”而无法运行！
OK，线程调用wait()之后，会释放它锁持有的“同步锁”；而且，根据前面的介绍，我们知道：等待线程可以被notify()或notifyAll()唤醒。现在，请思考一个问题：notify()是依据什么唤醒等待线程的？或者说，wait()等待线程和notify()之间是通过什么关联起来的？答案是：依据“对象的同步锁”。

负责唤醒等待线程的那个线程(我们称为“唤醒线程”)，它只有在获取“该对象的同步锁”(这里的同步锁必须和等待线程的同步锁是同一个)，并且调用notify()或notifyAll()方法之后，才能唤醒等待线程。虽然，等待线程被唤醒；但是，它不能立刻执行，因为唤醒线程还持有“该对象的同步锁”。必须等到唤醒线程释放了“对象的同步锁”之后，等待线程才能获取到“对象的同步锁”进而继续运行。

总之，notify(), wait()依赖于“同步锁”，而“同步锁”是对象锁持有，并且每个对象有且仅有一个！这就是为什么notify(), wait()等函数定义在Object类，而不是Thread类中的原因。

2、String
表示的是字符串，字符串是常量（值定义了之后，不可修改）
字符串可以看出是多个字符的连接
1)构造方法
String():创建一个空的字符串
String(byte[] bys):通过字节数组创建字符串
String(char[] chs):通过字符数组创建字符串
String(byte[] bys,int offset,int length):通过字节数组一部分创建字符串
String(char[] chs,int offset,int length):通过字符数组一部分创建字符串
String(String original):通过字符串常量值创建字符串

2)成员方法
1》判断功能
equals(Object obj):比较两个字符串是否相等
equalsIngnoreCase(Object obj):忽略大小写比较两个字符串是否相等
contains(String str):是否包含指定字符串
startsWith(String str):是否以指定的字符串开头
endWith(String str):是否以指定的字符串结尾
isEmpty():是否为空
matches(String regex):判断字符串是否匹配给定的正则表达式。

2》获取功能
length():获取长度
charAt(int index): 获取指定索引位置处的字符
indexOf(int ch):获取指定字符第一次出现的索引值(从0开始)
indexOf(int ch,int fromIndex):获取从指定索引位置开始，获取指定字符第一次出现的索引值
indexOf(String s):获取指定字符串第一次出现的索引值
indexOf(String s,int fromIndex):获取从指定索引位置开始，获取指定字符串第一次出现的索引值
lastIndexOf(int ch):获取指定字符最后一次出现的索引值
substring(int start):从指定位置开始一直截取到末尾
substring(int start,int end):截取[start,end-1]范围

3》转换功能
byte[] getBytes():将字符串转成字节数组
char[] toCharArray():将字符串转成字符数组
static valueOf(char[] chs):将char[]转成字符串
static valueOf(int num):将int类型转成字符串
static valueOf(Object obj):将任意类型转成字符串
toLowerCase():转成小写
toUpcase():转成大写
concat(String str):字符连接

4》其他功能
replace(char old,char new):将old字符替换成new字符
replace(String old,String new):将old字符串替换成new字符串
trim():去除两边空格
int compareTo(String s):字典比较，如果前面值小于后面值返回负数，否则返回正数，先比较第一个元素，如果相等再比较第二个元素...返回元素之间的差值；如果比较字符串有包含关系，返回的值是它们长度的差值
int compareToIgnoreCase(String s):忽略大小写字典比较

String replaceAll(String regex, String replacement):使用给定的 replacement 替换此字符串所有匹配给定的正则表达式的子字符串。
String replaceFirst(String regex, String replacement):使用给定的 replacement 替换此字符串匹配给定的正则表达式的第一个子字符串。
String[] split(String regex): 根据给定正则表达式的匹配拆分此字符串。
String[] split(String regex, int limit): 根据匹配给定的正则表达式来拆分此字符串。

 

编码表
编码表：由现实世界的字符和对应的数值组成的一张表
常见的有：
1）ASCII码：最高为是符号为，其他是数值位
2）ISO-8859-1：拉丁码表
3）BG2312：中文编码表
4）GBK：GB2312的升级版，1个汉字对应2个字节
5）GB18030：GBK的升级版
6）BIG-5：中文繁体编码表，俗称"大5码"
7）Unicode：国际标注码。所有字符都有两个字节表示
Java默认使用该编码表
8）UTF-8：万国码，一个汉字对应3个字节
tips：所有编码表都兼容ASCII码表

String中与字符集相关的方法
String(byte[] by,String charset):通过指定的字符集，将指定的字节数组转成字符串(解码)
byte[] getBytes(String charset):通过指定的字符集，将字符串转成字节数组（编码）

正则表达式
负责字符串的匹配处理（一般用于校验字符串格式）
规则
1）字符
x:x字符，a表a字符
\\:反斜线字符
\n:换行符
\r:回车符
2）字符类
[abc]:表示a、b、c中的一个字符
[^abc]:表示除了a、b、c之外的任意一个字符
[a-zA-Z]:表示a~z或A~Z中的一个字符
[0-9]:表示数字
3）预定义字符类
.:表示任意字符
\.:表示'.'字符
\d:表示数字字符，[0-9]
\w:表示单词字符，[a-zA-Z_0-9]
4）边界匹配器
^:表示行的开头
$:表示行的结尾
\b:表示单词的边界
5）数量词
?:表示0次或者1次
*:表示0次或者多次
+:表示1次或者多次
{n}:表示n次
{n,}：表示至少n次
{n,m}:n~m次

3、StringBuilder类
线程不安全的可变字符序列
1)构造方法
StringBuilder():以默认容量创建空的StringBuilder对象
StringBuilder(int capacity):以指定容量创建空的StringBuilder对象
StringBuilder(String str):以指定的字符串创建StringBuilder对象
2)成员方法
获取功能
int capacity():获取容量
int length():获取长度
添加功能
append(int value):追加。可以追加多种类型
insert(int offset,String s):在指定的位置插入指定数据
删除功能
deleteCharAt(int index):删除指定索引处的元素
delete(int start,int end):删除[start,start-1]范围内的元素
替换功能
replace(int start,int end,String s):将[start,end-1]范围内的元素替换成指定字符串
反转功能
reverse():元素反转
截取功能
String subString(int start):截取指定位置一直到末尾
String subString(int start,int end):截取[start,end-1]范围

String、StringBuilder和StringBuffer的区别？
String内容不可改变
StringBuilder和StringBuffer内容可变
StringBuilder是线程不安全的，不同步，效率高
StringBuffer是线程安全的，同步，效率低

4、Scanner
1)构造方法
Scanner(InputStream is)
构造一个文本扫描器，它生成的值是从指定的值输入流扫描的
System.in 是一个标准的输入流，属于InputStream
2)成员方法
boolean hasNext():是否有下一个数,有true，没有false
String next():获取下个数
int nextInt():获取下个int数据
String nextLine():获取一行数据

5、Math类
成员方法
abs(int a):绝对值
ceil(double d):向上取整
floor(double d):向下取整
max(int a,int b):最大值
pow(double a,double b):a的b次幂
random():随机数[0.0,1.0]
round(float f):四舍五入
sqrt(double d):算术平方根

6、Random类
1）构造方法
Random():以当前时间毫秒值作为种子，创建Random对象
Random(long seed):以指定种子创建Random对象
2）成员方法
nextInt():生成1个int类型范围的随机数
nextInt(int n):产生1个[0,n-1]范围内的随机数

生成0~n之间的数
①(int)Math.random()*(n+1)
②Random r = new Random();
r.nextInt(m)表示生成[0,m-1]之间的随机数，也就是说random.nextInt(m+1)，将生成[0,m]之间的随机整数。
r.nextInt(n+1)
生成n~m之间的随机数
①n+(int)(Math.random()*(m+1-n));
②Random r = new Random();
r.nextInt(m+1-n)+n;

7、Date类
表示特定的瞬间，精确到毫秒值
1）构造方法
Date():以当前时间毫秒值创建Date对象
Date(long time):以指定的毫秒值创建Date对象
2）成员方法
long getTime():获取Date对象的毫秒值
setTime(long time):设置Data对象的毫秒值

8、DateFormat
它是一个抽象类，用来格式化或者解析日期
格式化：Date————》String
解析：String————》Date

getDateInstance(int style,Locale loc):获取日期格式器，该格式器具有给定的语言环境和给定的格式化风格
String format(Date date):格式化
Date parse(String time):解析

9、SimpleDateFormat
它是DateFormat的子类
1）构造方法
SimpleDateFormat():以默认模式创建对象
SimpleDateFormat(String pattern):以指定模式创建对象

常用模式
yyyy:年 MM:月 dd:日
HH:时 mm:分 ss:秒

2）常成员方法
String format(Date date):格式化
Date parse(String time):解析

10、Calendar类
日历类，用于获取或者操作日历字段（年月日）
该类是一个抽象类，不可以实例化
成员方法
static Calender getInstance():以默认时区和语言创建日历
int get(int field):获取指定字段的日历值
set(int field,int value):给指定的日历字段设置指定的值
set(int year,int month,int date):设置年月日
Date getTime():获取日历对象的日期
setTime(Date d):设置日历对象的日期
add(int field,int amount):对指定的日历字段添加指定的值

11、System类
没有构造方法
成员方法
gc():运行垃圾回收处理机制（系统会在某个不确定的时间调用该方法）
会调用finalize()，进行垃圾回收

exit(int status):退出JVM，0表示非异常退出
currentTimeMills():获取当前时间毫秒值
arrayCopy(Object[] srcArr,int srcPos,Object[] desArr,int destPos,int len):数组复制

12、BigInteger类
1）构造方法
BigInteger(String s):通过字符串创建BigInteger对象
2）成员方法
add(BigInteger bi):+
subtract(BigInteger bi):-
multiply(BigInteger bi):*
divide(BigInteger bi):/

13、BigDecimal类
用于解决浮点型运算精度损失的问题
1）构造方法
BigDecimal(String s):通过字符创建BigDecimal对象
2）成员方法
add(BigDecimal bi):+
subtract(BigDecimal bi):-
multiply(BigDecimal bi):*
divide(BigDecimal bi):/