3.数组、面向对象和异常（狂神说）

Java数组

数组的定义

数组是相同类型数据的有序集合
数组描述的是相同类型的若干数据，按照一定先后次序排序组合而成
其中，每一个数据称作一个数组元素，每个数组元素可以通过下标访问它们

数组的声明创建

首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。

dataType[] arrayRefVar; //首选
dataType arrayRefVar[]; //效果相同,但不是首选

Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize]; //int[] nums=new int[10]

数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始
获取数组长度：arrays.length

int[] nums; //1.声明一个数组
nums = new int[3]; //2.创建一个数组
//3.给数组元素赋值
nums[0]=1;
nums[1]=2;
nums[2]=3;
for (int num : nums) { //打印数组所有元素
    System.out.println(num);
}

内存分析

数组的三种初始化

静态初始化

//静态初始化：创建+赋值
int[] a={1,2,3};
Man[] mans={new Man(1,1),new Man(2,2)}

动态初始化

//包含默认初始化
int[] a=new int[2]; //默认值为0
a[0]=1;
a[1]=2;

默认初始化

数组是引用类型，它的元素相当于类的实例变量，因此数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化。

数组的基本特点

其长度是确定的，数组一旦被创建，它的大小就是不可改变的。
其元素必须是相同类型，不允许出现混合类型。
数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本类型和引用类型。
数组变量属于引用类型，数组也可以看作对象，其中每个元素相当于该对象的成员变量。

数组本身就是对象，Java中对象是在堆中的，因此数组无论保存原始类型还是其他对象类型，

数组本身是在堆中的。

数组的使用

For-Each循环

int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//打印全部的数组元素 JDK1.5 没有下标
for (int array : arrays) {
    System.out.println(array);
}

数组作方法入参

//打印数组元素
public static void printArray(int[] a){
    for (int i = 0; i < a.length; i++) {
        System.out.print(a[i]+" ");
    }
}

数组作返回值

//反转数组
public static int[] reverse(int[] arrays){
    int[] result = new int[arrays.length];
    //反转的操作
    for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
        result[i] = arrays[arrays.length-i-1];
    }
    return result;
}

多维数组

多维数组可以看成数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的数组，其每一个元素都是一个一维数组。

int arr[][] = new int[3][2]; //二维数组,三行两列

Arrays类

数组的工具类java.util.Arrays
由于数组对象本身并没有什么方法可以供我们使用，但API提供了一个工具类Arrays供我们使用。
Array类中的方法都是static修饰的静态方法，使用时直接使用类名进行调用，可以不用对象调用。

常用功能

给数组赋值：fill方法。
排序：sort方法，升序。
比较数组：equals方法比较数组中元素值是否相等。
查找数组元素：binarySearch对排序好的数组进行二分查找法操作。

int[] a = {1,2,3,4,9000,32145,451,21};
System.out.println(a); // [I@28d93b30 (hashcode)

//Arrays.toString 打印数组元素
System.out.println(Arrays.toString(a)); //[1, 2, 3, 4, 9000, 32145, 451, 21]

//二分法查找某值 返回下标
System.out.println(Arrays.binarySearch(a, 9000)); // 4

//填充
Arrays.fill(a,2,4,0); //数组[a[2]~a[4])之间填充0
System.out.println(Arrays.toString(a)); //[1, 2, 0, 0, 9000, 32145, 451, 21]

//升序排序
Arrays.sort(a);

稀疏数组

//创建一个二维数组 11*11  0：没有棋子，1：黑棋  2：白棋
int[][] array1 = new int[11][11];
array1[1][2] = 1;
array1[2][3] = 2;
//输出原始的数组
System.out.println("原始的数组：");
for (int[] array : array1) {
    for (int i : array) {
        System.out.print(i+"\t");
    }
    System.out.println();
}

//转换为稀疏数组保存
//1.有效值的个数
int sum = 0; //有效值总数
for (int i = 0; i < 11; i++) {
    for (int j = 0; j < 11; j++) {
        if(array1[i][j]!=0){
            sum++;
        }
    }
}
//2.创建一个稀疏数组
int[][] array2 = new int[sum+1][3];
array2[0][0] = 11;
array2[0][1] = 11;
array2[0][2] = sum;

//3.遍历二维数组，将有效值存放到稀疏数组
int count = 0;
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
    for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) {
        if(array1[i][j]!=0){
            count++;
            array2[count][0] = i;
            array2[count][1] = j;
            array2[count][2] = array1[i][j];
        }
    }
}

//4.输出稀疏数组
System.out.println("稀疏数组：");
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
    for (int j = 0; j < array2[i].length; j++) {
        System.out.print(array2[i][j]+"\t");
    }
    System.out.println();
}
/* 结果：
输出原始的数组
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	2	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
稀疏数组
11	11	2	
1	2	1	
2	3	2	
*/

面向对象

面向对象编程（Object-Oriented Programming, OOP）
本质：以类的方式组织代码，以对象的组织(封装)数据。
抽象
三大特性
- 封装
- 继承
- 多态
从认识论的角度考虑是先有对象后有类。对象是具体的事物，类是对象的抽象。
从代码运行角度考虑是先有类后有对象。类是对象的模板。

创建与初始化对象

使用new来创建对象。
使用new关键字创建的时候，除了分配内存之外，还会给创建好的对象进行默认的初始化，以及对类中构造器的调用。
类中的构造器也被称为构造方法，创建对象时必须要调用。有以下特点：
- 必须和类的名字相同
- 没有返回类型，也不能写void
一个类即使什么都不写，也会存在一个默认的构造方法

构造器

public class Person {
    //一个类即使什么都不写，也会存在一个默认的无参构造方法
    //显示地定义构造器
    String name;
    
    //作用：1. 使用new关键字，本质是在调用构造器
    //2. 用来初始化对象的值
    public Person(){} //无参构造
    
    //有参构造 3.一旦定义了有参构造，无参就必须显示定义
    public Person(String name){
        this.name=name;
    }
	//Alt+insert 快捷键插入构造方法
}

内存分析

//定义一个宠物类
public class Pet {
    public String name; //默认 null
    public int age; 	//默认 0
    //无参构造

    public void shout(){
        System.out.println("叫了一声");
    }
}

//应用类，创建调用对象
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        
        Pet dog = new Pet();

        dog.name = "旺财";
        dog.age = 3;
        dog.shout();
    }
}

对象通过引用类型来操作：栈 - - ->堆

封装

该露的露，该藏的藏
- 我们程序设计要追求“高内聚，低耦合”。高内聚就是类的内部数据细节由自己完成，不允许外部干涉；低耦合：仅暴露少量的方法给外部使用
封装（数据的隐藏）
- 通常，应禁止直接访问一个对象中数据的实际表示，而应通过操作接口来访问，称为信息隐藏。
作用

提高程序的安全性，保护数据
隐藏代码的实现细节
统一接口
系统可维护性增加了

继承

继承的本质是对某一批类的抽象，从而实现对世界更好地建模。
extends的意思是”扩展“。子类是父类的扩展，使用关键字extends来表示。
Java中类只有单继承，没有多继承！一个类只能继承一个父类。
继承是类与类之间的一种关系，此外还有依赖、组合、聚合等。
继承关系的两个类，一个为子类（派生类），一个为父类（基类）子类继承父类。
子类和父类之间，从意义上讲应该具有”is a“的关系。

//学生类(子类)继承 人类(父类)
public class Student extends Person{ /*Person extends Object*/
    ...
}

子类继承了父类，就会拥有父类的全部方法，而private私有属性及方法无法继承。
在Java中，所有类，都默认直接或间接继承Object类 (Ctrl+H 可以查看类关系)
被final修饰的类，无法被继承（断子绝孙）。

super & this

super()调用父类的构造方法，必须在构造方法的第一个
super必须只能出现在子类的方法或构造方法中
super()和this()不能同时调用构造方法，因为this也必须写在第一行

super与this的区别：super代表父类对象的引用，只能在继承条件下使用；this调用自身对象，没有继承也可以使用。

super(); //隐藏代码，默认调用了父类的无参构造，要写只能写第一行

方法的重写

重写：子类的方法必须与父类方法必须一致，方法体不同。
重写是方法的重写，与属性无关
重写方法只与非静态方法有关，与静态方法无关（静态方法不能被重写）
静态方法属于类，非静态方法属于对象
注意点：

方法名、参数列表必须相同
修饰符范围可以扩大，不能缩小（public>protect>private）
抛出的异常范围可以被缩小，不能扩大
被static(属于类，不属于实例)，final(常量方法)，private(私有)修饰的方法不能重写

多态

动态编译：类型
即同一方法可以根据发送对象的不同而采用不同的行为方式
一个对象的实际类型是确定的，但可以指向对象的引用可以有很多
多态存在条件
- 有继承关系
- 子类重写父类方法
- 父类引用指向子类对象

注意点：

多态是方法的多态，没有属性的多态
父类和子类，有联系类型转换异常: ClassCastException
存在条件：继承关系，方法需要重写，父类引用指向子类对象！

instanceof和类型转换

instanceof 引用类型比较，判断一个对象是什么类型

public static void main(String[] args) {

    // Object > String
    // Objest > Person > Student
    // Objest > Person > Teacher
    Object object = new Student();
	// X instanceof Y，X引用指向的对象是不是Y的子类
    System.out.println(object instanceof Student); //true
    System.out.println(object instanceof Person); //true
    System.out.println(object instanceof Teacher); //false
    System.out.println(object instanceof Object); //true
    System.out.println(object instanceof String); //false
	
    //类型之间的转化：父-子（高-低）,低可以转换为高
    Person obj = new Syudent(); //只能用Person方法（重写了用子类重写过的方法）
    (Student)obj.go(); //强转之后可以用Student方法(Student->go())
}

类型转换

父类引用指向子类的对象
把子类转换为父类，向上转型，会丢失自己原来的一些方法
把父类转换为子类，向下转型，强制转换，才调用子类方法
方便方法的调用(转型)，减少重复的代码，简洁。

Static

静态变量可以直接用类名访问，也称类变量。
静态变量(或方法)对于类，所有对象（实例）所共享。
静态区代码加载类时一起被初始化，最早执行且只执行一次（第一次new）。
Math->随机数:

//静态导入包
import static java.lang.Math.random;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {

        //第一种随机数，不用导包
        System.out.println(Math.random()); //0.7562202902634543

        //第二种随机数，静态导入包
        System.out.println(random()); //0.5391606223844663
    }
}

在创建对象是，执行顺序：静态代码块（最早，但只执行一次）、匿名代码块、构造方法；

抽象类(abstract)

abstract修饰的类就是抽象类，修饰的方法就是抽象方法。
抽象类中可以没有抽象方法，但有抽象方法的类一定要声明为抽象类。
抽象类不能使用new来创建对象，它是用来让子类继承的。
抽象方法只有方法的声明，没有实现，让其子类实现。
子类继承抽象类，必须实现抽象类的所有方法，否则该子类也要声明为抽象类。

//abstract 抽象类 类只能单继承（接口可以多继承）
public abstract class Action {

    //约束~有人帮我们实现~
    //抽象方法只有方法名，没有方法的实现
    public abstract void doSth();

    //1.不能new抽象类，只能靠子类去实现它，仅作为一个约束
    //2.抽象方法只能出现在抽象类中，抽象类可以有普通方法
    //3.抽象类有构造器，可以派生子类
    //4.抽象类的意义：约束，提高开发效率。但是类只能单继承，所以有局限 用的不多
}

接口(interface)

普通类：只有具体实现
抽象类：具体实现和规范(抽象方法)都有
接口：只有规范，没有方法实现，专业的约束！约束与实现分离：面向接口编程~
接口就是规范，定义的是一组规则，"你是什么…必须做什么…"的思想。
接口的本质是约束，就像人间法律一样，制定好大家都遵守。

//interface接口,接口都要有继承类
//实现类（implements 可以继承多个接口）
//多继承，利用接口实现多继承
public interface UserService {
    //定义的属性都是常量,默认修饰 public static final
    public static final int AGE = 99; //一般不用
    //所有的定义的方法都是抽象的 默认public abstract
    public abstract void run();
    void add();
    void query();
    void delete();
}

注意点

接口没有构造方法，不能被实例化
实现类必须要重写接口中的方法
实现类（implements）可以实现多个接口

内部类

内部类就是在一个类的内部再定义一个类，比如A类中定义了一个B类，那么B就是A的内部类，而A相对B来说就是外部类
1. 成员内部类：可以操作外部类的私有属性及方法
2. 静态内部类：static修饰，不能访问外部类私有属性
3. 局部内部类：外部类的方法里定义的类
4. 匿名内部类：没有名字初始化类

异常

软件程序在运行过程中，经常可能遇到异常问题，异常英文(Exception)，意思是例外，这些例外情况需要我们写程序做出合理的处理，而不至于让程序崩溃。
异常指程序运行中出现的不期而至的各种状况：文件找不到，网络连接错误，非法参数等。
异常发生在程序运行期间，它影响了正常的执行流程。

简单分类

检查型异常：最具代表性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如用户要打开一个不存在的文件时引发的异常，这些异常在编译时不能被简单地忽略。
运行时异常：是可能被程序员避免的异常，与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时忽略。
错误Error：错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码经常被忽略。例如当栈溢出，一个异常就发生了，它们在编译也检查不到。

异常处理机制

抛出异常
捕获异常
异常处理关键字：try、catch、finally、throw、throws

public static void main(String[] args) {
    int a = 1;
    int b = 0;

    try { //try监控区域
        System.out.println(a/b);
    }catch (ArithmeticException e){ //catch 捕获异常
        System.out.println("程序出现异常，变量b不能为0");
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }finally { //一定会执行，处理善后工作，如关闭资源
        System.out.println("finally");
    }
    
    if(b==0){ //抛出异常一般在方法中使用
        throw new ArithmeticException(); //主动抛出异常
    }
}
//Ctrl+Alt+T 快捷键插入 try-catch

自定义异常

posted @ 2021-08-03 10:38 木兮君阅读(66) 评论(0) 收藏举报

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木兮君

3.数组、面向对象和异常（狂神说）

Java数组

数组的定义

数组的声明创建

内存分析

数组的三种初始化

数组的基本特点

数组的使用

多维数组

Arrays类

稀疏数组

面向对象

创建与初始化对象

构造器

内存分析

封装

继承

super & this

方法的重写

多态

instanceof和类型转换

Static

抽象类(abstract)

接口(interface)

内部类

异常

简单分类

异常处理机制

自定义异常

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