Java学习之面向对象

记录时间：2020年7月30日

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配套视频：《Java课程300集》

一、面向对象

普通类、抽象类和接口的区别如下：

■ 普通类：具体实现。

■ 抽象类：具体实现，规范（抽象方法）。

■ 接口：规范。

1.抽象方法和抽象类

抽象方法使用abstract修饰的方法，没有方法体，只有声明。它定义的是一种“规范”，就是告诉子类必须要给抽象方法提供具体的实现。

包含抽象方法的类就是抽象类。抽象类通过abstract方法定义规范，要求子类必须定义具体实现。通过抽象类可以严格限制子类的设计，使子类之间更加通用。

抽象类的使用要点如下：（1）有抽象方法的类只能定义成抽象类。（2）抽象类不能实例化，即不能用new来实例化抽象类。（3）抽象类可以包含属性、方法和构造器，但是构造器不能用new来实例化，只能用来被子类调用。（4）抽象类只能用来被继承。（5）抽象方法必须被子类实现。

package com.abs
abstract class Animal1 {abstract public void shout();//抽象方法
}
//抽象类class Dog extends Animal1{//子类必须实现父类的抽象方法public void shout(){System.out.println("wang wang");}public void seeDoor(){System.out.println("看门中");}}
//测试抽象类
public class Animal{public static void main(String[] args){Dog a=new Dog();a.shout();a.seeDoor();}
}

2.定义和使用接口

比抽象类还抽象的“抽象类”，实现规范和具体实现的分离。

接口的声明格式：[访问修饰符] interface 接口名 [extedns父接口…]{}

定义接口的详细说明如下：

■ 访问修饰符：只能是public或默认设置。

■ 接口名：和类名采用相同的命名机制。

■ extends：接口可以多继承。

■ 常量：接口中的属性只能是常量，总是以public static final修饰，不写也是。

■ 方法：接口中的方法只能是public abstract，即使省略，也还是public abstract

要点:

■ 子类通过implements来实现接口中的规范。■ 接口不能创建实例，但是可用于声明引用变量类型。■ 一个类实现了接口，必须实现接口中所有的方法，并且这些方法只能是public的。■ 在JDK1.7之前的版本中，接口中只能包含静态常量和抽象方法，不能有普通属性、构造器和普通方法。■ 在JDK1.8之后的版本中，接口中包含普通的静态方法。

package com.abs;public class TestInterface {public static void main(String[] args){Angel a=new Angel();a.fly();Volant v=new BirdMan();v.fly();}
}
interface Volant{/**总是public static final类型的*/int FLY_HIGHT=100;void fly();//总是:public abstract void fly()的}/**善良接口*/
interface Honest{void helpOther();}/**Angel类实现飞行接口和善良接口*/
class Angel implements Volant,Honest{public void fly(){System.out.println("我正在飞");}public void helpOther(){System.out.println("帮助人");}}class BirdMan implements Volant{public void fly(){System.out.println("鸟人也会飞");}}

3. 内部类

内部类是一种特殊的类，它指的是定义在一个类的内部的类。为了方便使用外部类的相关属性和方法，通常需要定义一个内部类。

内部类可以使用public、default、protected 、private以及static来修饰，而外部顶级类（前面接触的类）则只能使用public和default来修饰。

package com.abs;class Outer{private int age=10;public void show(){System.out.println(age);}public class InnerClass {private int age=20;public void show(){System.out.println(age);}}
}

四. static关键字

在实际开发时，开发人员有时会希望在不创建对象的情况下就可以调用某个方法，换句话说也就是使该方法不必和对象绑在一起。要实现这样的效果，只需要在类中定义的方法前加上static关键字即可，通常称这种方法为静态方法。同静态变量一样，静态方法可以使用“类名.方法名”的方式来访问，也可以通过类的实例对象来访问。

注意：在一个静态方法中只能访问用static修饰的成员，原因在于没有被static修饰的成员需要先创建对象才能访问，而静态方法在被调用时可以不创建任何对象。

五.容器

由于数组并不能满足人们对于“管理和组织数据的需求”，所以需要一种更强大、更灵活、可随时扩容的容器来装载对象，这就是本章要介绍的容器，也称作集合（Collection）。

image.png

在类的声明处可以增加泛型列表，如<T, E, V>。

Collection表示一组对象，它是集中或收集的意思。Collection接口的两个子接口是List与Set接口。

List是指有顺序、可重复的容器。

List接口常用的实现类有3个：ArrayList、LinkedList和Vector。

ArrayList的底层是用数组实现存储的，其特点是查询效率高，增删效率低，线程不安全。

LinkedList底层用双向链表来实现存储，其特点是查询效率低，增删效率高，但线程不安全。

Vector底层是一个长度可以动态增长的对象数组，它的相关方法都进行了线程同步，因此“线程安全，效率低”

如何选用ArrayList、LinkedList和Vector？■ 需要线程安全时，用Vector。■ 不存在线程安全问题并且查找较多时，用ArrayList（一般使用它）。■ 不存在线程安全问题，但增加或删除元素较多时，用LinkedList。

Map就是用来存储“键（key）—值（value）”对的

image.png

HashMap采用散列算法来实现，它是Map接口最常用的实现类。由于底层采用哈希表来存储数据，因此要求键不能重复，如果发生重复，新的键值对会替换旧的键值对。HashMap在查找、删除、修改方面的效率都非常高。

HashTable类和HashMap用法几乎一样，底层实现也几乎一样，只是HashTable的方法添加了synchronized关键字以确保线程同步检查，效率较低。

HashMap与HashTable的区别■：

HashMap：线程不安全，效率高。允许key或value为null。■ HashTable：线程安全，效率低。不允许key或value为null。

TreeMap是红黑二叉树的典型实现。

SET
Set接口继承自Collection, Set接口中没有新增方法，方法和Collection保持完全一致，前面通过List学习到的方法，在Set中仍然适用

Set容器的特点是无序、不可重复。无序指Set中的元素没有索引，只能通过遍历方式查找；不可重复指不允许加入重复的元素。

Set常用的实现类有HashSet和TreeSet等，一般使用HashSet。

TreeSet的底层用TreeMap实现，其内部维持了一个简化版的TreeMap，并通过key来存储Set的元素。TreeSet内部需要对存储的元素进行排序，因此，对应的类需要实现Comparable接口

使用TreeSet应注意以下两点：

（1）由于TreeSet底层是一种二叉查找树（红黑树），需要对元素做内部排序。如果要放入TreeSet中的类没有实现Comparable接口，则会抛出异常java.lang.ClassCastException。（2）TreeSet中不能放入null元素。

Iterator接口
Iterator接口可以让开发者实现对容器中对象的遍历。

Collections工具类
java.util.Collections类提供了对Set、List、Map进行排序、填充、查找元素的辅助方法：

■ void sort（List）：对List容器内的元素排序，排序的规则是按照升序排序。

■ void shuffle（List）：对List容器内的元素进行随机排列。

■ void reverse（List）：对List容器内的元素进行逆序排列。

■ void fill（List, Object）：用一个特定的对象重写整个List容器

。■ int binarySearch（List, Object）：对于顺序的List容器，采用折半查找方法来查找特定对象。

Class类：

Class类封装一个对象和接口运行时的状态，当装载类时，Class类型的对象自动创建。

  Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的 defineClass 方法自动构造的，因此不能显式地声明一个Class对象。虚拟机为每种类型管理一个独一无二的Class对象。也就是说，每个类（型）都有一个Class对象。运行程序时，Java虚拟机(JVM)首先检查是否所要加载的类对应的Class对象是否已经加载。如果没有加载，JVM就会根据类名查找.class文件，并将其Class对象载入。基本的 Java 类型（boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double）和关键字 void 也都对应一个 Class 对象。每个数组属于被映射为 Class 对象的一个类，所有具有相同元素类型和维数的数组都共享该 Class 对象。一般某个类的Class对象被载入内存，它就用来创建这个类的所有对象。