day13-接口和内部类

1.接口

1.1信息管理系统集合改进 (应用)

使用数组容器的弊端
1. 容器长度是固定的，不能根据添加功能自动增长
2. 没有提供用于赠删改查的方法
优化步骤
1. 创建新的StudentDao类，OtherStudentDao
2. 创建ArrayList集合容器对象
3. OtherStudentDao中的方法声明，需要跟StudentDao保持一致
  
  注意：如果不一致，StudentService中的代码就需要进行修改
4. 完善方法（添加、删除、修改、查看）
5. 替换StudentService中的Dao对象

代码实现

OtherStudentDao类

public class OtherStudentDao {// 集合容器private static ArrayList<Student> stus = new ArrayList<>();static {Student stu1 = new Student("heima001","张三","23","1999-11-11");Student stu2 = new Student("heima002","李四","24","2000-11-11");stus.add(stu1);stus.add(stu2);}// 添加学生方法public boolean addStudent(Student stu) {stus.add(stu);return true;}// 查看学生方法public Student[] findAllStudent() {Student[] students = new Student[stus.size()];for (int i = 0; i < students.length; i++) {students[i] = stus.get(i);}return students;}public void deleteStudentById(String delId) {// 1. 查找id在容器中所在的索引位置int index = getIndex(delId);stus.remove(index);}public int getIndex(String id){int index = -1;for (int i = 0; i < stus.size(); i++) {Student stu = stus.get(i);if(stu != null && stu.getId().equals(id)){index = i;break;}}return index;}public void updateStudent(String updateId, Student newStu) {// 1. 查找updateId, 在容器中的索引位置int index = getIndex(updateId);stus.set(index, newStu);}
}

StudentService类

public class StudentService {// 创建StudentDao (库管)private OtherStudentDao studentDao = new OtherStudentDao();// 其他方法没有变化,此处省略...
}

1.2信息管理系统抽取Dao (应用)

优化步骤
1. 将方法向上抽取，抽取出一个父类（ BaseStudentDao ）
2. 方法的功能实现在父类中无法给出具体明确，定义为抽象方法
3. 让两个类分别继承 BaseStudentDao ，重写内部抽象方法

代码实现

BaseStudentDao类

public abstract class BaseStudentDao {// 添加学生方法public abstract boolean addStudent(Student stu);// 查看学生方法public abstract Student[] findAllStudent();// 删除学生方法public abstract void deleteStudentById(String delId);// 根据id找索引方法public abstract int getIndex(String id);// 修改学生方法public abstract void updateStudent(String updateId, Student newStu);
}

StudentDao类

public class StudentDao extends BaseStudentDao {// 其他内容不变,此处省略
}

OtherStudentDao类

public class OtherStudentDao extends BaseStudentDao {// 其他内容不变,此处省略
}

1.3接口的概述（理解）

接口就是一种公共的规范标准，只要符合规范标准，大家都可以通用。
Java中接口存在的两个意义
1. 用来定义规范
2. 用来做功能的拓展

1.4接口的特点（记忆）

接口用关键字interface修饰
```
public interface 接口名 {}
```

类实现接口用implements表示

public class 类名 implements 接口名 {}

接口不能实例化

我们可以创建接口的实现类对象使用
接口的子类

要么重写接口中的所有抽象方法

要么子类也是抽象类

1.5接口的成员特点（记忆）

成员特点
- 成员变量
  
  只能是常量
  默认修饰符：public static final
- 构造方法
  
  没有，因为接口主要是扩展功能的，而没有具体存在
- 成员方法
  
  只能是抽象方法
  
  默认修饰符：public abstract
  
  关于接口中的方法，JDK8和JDK9中有一些新特性，后面再讲解

代码演示

接口

public interface Inter {public static final int NUM = 10;public abstract void show();
}

实现类

class InterImpl implements Inter{public void method(){// NUM = 20;System.out.println(NUM);}public void show(){}
}

测试类

public class TestInterface {/*成员变量: 只能是常量 系统会默认加入三个关键字public static final构造方法: 没有成员方法: 只能是抽象方法, 系统会默认加入两个关键字public abstract*/public static void main(String[] args) {System.out.println(Inter.NUM);}}

1.6类和接口的关系（记忆）

类与类的关系

继承关系，只能单继承，但是可以多层继承
类与接口的关系

实现关系，可以单实现，也可以多实现，还可以在继承一个类的同时实现多个接口
接口与接口的关系

继承关系，可以单继承，也可以多继承

1.7信息管理系统使用接口改进 (应用)

实现步骤
1. 将 BaseStudentDao 改进为一个接口
2. 让 StudentDao 和 OtherStudentDao 去实现这个接口

代码实现

BaseStudentDao接口

public interface BaseStudentDao {// 添加学生方法public abstract boolean addStudent(Student stu);// 查看学生方法public abstract Student[] findAllStudent();// 删除学生方法public abstract void deleteStudentById(String delId);// 根据id找索引方法public abstract int getIndex(String id);// 修改学生方法public abstract void updateStudent(String updateId, Student newStu);
}

StudentDao类

public class StudentDao implements BaseStudentDao {// 其他内容不变,此处省略
}

OtherStudentDao类

public class OtherStudentDao implements BaseStudentDao {// 其他内容不变,此处省略
}

1.8信息管理系统解耦合改进 (应用)

实现步骤
1. 创建factory包，创建 StudentDaoFactory（工厂类）
2. 提供 static 修改的 getStudentDao 方法，该方法用于创建StudentDao对象并返回

代码实现

StudentDaoFactory类

public class StudentDaoFactory {public static OtherStudentDao getStudentDao(){return new OtherStudentDao();}
}

StudentService类

public class StudentService {// 创建StudentDao (库管)// private OtherStudentDao studentDao = new OtherStudentDao();// 通过学生库管工厂类, 获取库管对象private OtherStudentDao studentDao = StudentDaoFactory.getStudentDao();
}

2.接口组成更新

2.1接口组成更新概述【理解】

常量

public static final
抽象方法

public abstract
默认方法(Java 8)
静态方法(Java 8)
私有方法(Java 9)

2.2接口中默认方法【应用】

格式

public default 返回值类型方法名(参数列表) { }
作用

解决接口升级的问题
范例
```
public default void show3() {
}
```
注意事项
- 默认方法不是抽象方法，所以不强制被重写。但是可以被重写，重写的时候去掉default关键字
- public可以省略，default不能省略
- 如果实现了多个接口，多个接口中存在相同的方法声明，子类就必须对该方法进行重写

2.3接口中静态方法【应用】

格式

public static 返回值类型方法名(参数列表) { }
范例
```
public static void show() {}
```
注意事项
- 静态方法只能通过接口名调用，不能通过实现类名或者对象名调用
- public可以省略，static不能省略

2.4接口中私有方法【应用】

私有方法产生原因

Java 9中新增了带方法体的私有方法，这其实在Java 8中就埋下了伏笔：Java 8允许在接口中定义带方法体的默认方法和静态方法。这样可能就会引发一个问题：当两个默认方法或者静态方法中包含一段相同的代码实现时，程序必然考虑将这段实现代码抽取成一个共性方法，而这个共性方法是不需要让别人使用的，因此用私有给隐藏起来，这就是Java 9增加私有方法的必然性
定义格式
- 格式1
  
  private 返回值类型方法名(参数列表) { }
- 范例1
```
private void show() {
}
```
- 格式2
  
  private static 返回值类型方法名(参数列表) { }
- 范例2
```
private static void method() {
}
```
注意事项
- 默认方法可以调用私有的静态方法和非静态方法
- 静态方法只能调用私有的静态方法

3.多态

3.1多态的概述（记忆）

什么是多态

同一个对象，在不同时刻表现出来的不同形态
多态的前提
- 要有继承或实现关系
- 要有方法的重写
- 要有父类引用指向子类对象

代码演示

class Animal {public void eat(){System.out.println("动物吃饭");}
}class Cat extends Animal {@Overridepublic void eat() {System.out.println("猫吃鱼");}
}public class Test1Polymorphic {/*多态的前提:1. 要有(继承 \ 实现)关系2. 要有方法重写3. 要有父类引用, 指向子类对象*/public static void main(String[] args) {// 当前事物, 是一只猫Cat c = new Cat();// 当前事物, 是一只动物Animal a = new Cat();a.eat();}
}

3.2多态中的成员访问特点（记忆）

成员访问特点
- 成员变量
  
  编译看父类，运行看父类
- 成员方法
  
  编译看父类，运行看子类

代码演示

class Fu {int num = 10;public void method(){System.out.println("Fu.. method");}
}class Zi extends Fu {int num = 20;public void method(){System.out.println("Zi.. method");}
}public class Test2Polymorpic {/*多态的成员访问特点:成员变量: 编译看左边 (父类), 运行看左边 (父类)成员方法: 编译看左边 (父类), 运行看右边 (子类)*/public static void main(String[] args) {Fu f = new Zi();System.out.println(f.num);f.method();}
}

3.3多态的好处和弊端（记忆）

好处

提高程序的扩展性。定义方法时候，使用父类型作为参数，在使用的时候，使用具体的子类型参与操作
弊端

不能使用子类的特有成员

3.4多态中的转型（应用）

向上转型

父类引用指向子类对象就是向上转型
向下转型

格式：子类型对象名 = (子类型)父类引用;

代码演示

class Fu {public void show(){System.out.println("Fu..show...");}
}class Zi extends Fu {@Overridepublic void show() {System.out.println("Zi..show...");}public void method(){System.out.println("我是子类特有的方法, method");}
}public class Test3Polymorpic {public static void main(String[] args) {// 1. 向上转型 : 父类引用指向子类对象Fu f = new Zi();f.show();// 多态的弊端: 不能调用子类特有的成员// f.method();// A: 直接创建子类对象// B: 向下转型// 2. 向下转型 : 从父类类型, 转换回子类类型Zi z = (Zi) f;z.method();}
}

3.5多态中转型存在的风险和解决方案 (应用)

风险

如果被转的引用类型变量,对应的实际类型和目标类型不是同一种类型,那么在转换的时候就会出现ClassCastException
解决方案
- 关键字
  
  instanceof
- 使用格式
  
  变量名 instanceof 类型
  
  通俗的理解：判断关键字左边的变量，是否是右边的类型，返回boolean类型结果

代码演示

abstract class Animal {public abstract void eat();
}class Dog extends Animal {public void eat() {System.out.println("狗吃肉");}public void watchHome(){System.out.println("看家");}
}class Cat extends Animal {public void eat() {System.out.println("猫吃鱼");}
}public class Test4Polymorpic {public static void main(String[] args) {useAnimal(new Dog());useAnimal(new Cat());}public static void useAnimal(Animal a){  // Animal a = new Dog();// Animal a = new Cat();a.eat();//a.watchHome();//        Dog dog = (Dog) a;
//        dog.watchHome();  // ClassCastException  类型转换异常// 判断a变量记录的类型, 是否是Dogif(a instanceof Dog){Dog dog = (Dog) a;dog.watchHome();}}}

3.6信息管理系统多态改进 (应用)

实现步骤
1. StudentDaoFactory类中方法的返回值定义成父类类型BaseStudentDao
2. StudentService中接收方法返回值的类型定义成父类类型BaseStudentDao

代码实现

StudentDaoFactory类

public class StudentDaoFactory {public static BaseStudentDao getStudentDao(){return new OtherStudentDao();}
}

StudentService类

public class StudentService {// 创建StudentDao (库管)// private OtherStudentDao studentDao = new OtherStudentDao();// 通过学生库管工厂类, 获取库管对象private BaseStudentDao studentDao = StudentDaoFactory.getStudentDao();
}

4.内部类

4.1 内部类的基本使用（理解）

内部类概念
- 在一个类中定义一个类。举例：在一个类A的内部定义一个类B，类B就被称为内部类

内部类定义格式

格式&举例：

/*格式：class 外部类名{修饰符 class 内部类名{}}
*/class Outer {public class Inner {}
}

内部类的访问特点
- 内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有
- 外部类要访问内部类的成员，必须创建对象

示例代码：

/*内部类访问特点：内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有外部类要访问内部类的成员，必须创建对象*/
public class Outer {private int num = 10;public class Inner {public void show() {System.out.println(num);}}public void method() {Inner i = new Inner();i.show();}
}

2.2 成员内部类（理解）

成员内部类的定义位置
- 在类中方法，跟成员变量是一个位置
外界创建成员内部类格式
- 格式：外部类名.内部类名对象名 = 外部类对象.内部类对象;
- 举例：Outer.Inner oi = new Outer().new Inner();

私有成员内部类

将一个类，设计为内部类的目的，大多数都是不想让外界去访问，所以内部类的定义应该私有化，私有化之后，再提供一个可以让外界调用的方法，方法内部创建内部类对象并调用。

示例代码：

class Outer {private int num = 10;private class Inner {public void show() {System.out.println(num);}}public void method() {Inner i = new Inner();i.show();}
}
public class InnerDemo {public static void main(String[] args) {//Outer.Inner oi = new Outer().new Inner();//oi.show();Outer o = new Outer();o.method();}
}

静态成员内部类

静态成员内部类访问格式：外部类名.内部类名对象名 = new 外部类名.内部类名();
静态成员内部类中的静态方法：外部类名.内部类名.方法名();

示例代码

class Outer {static class Inner {public void show(){System.out.println("inner..show");}public static void method(){System.out.println("inner..method");}}
}public class Test3Innerclass {/*静态成员内部类演示*/public static void main(String[] args) {// 外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类名.内部类名();Outer.Inner oi = new Outer.Inner();oi.show();Outer.Inner.method();}
}

2.3 局部内部类（理解）

局部内部类定义位置
- 局部内部类是在方法中定义的类
局部内部类方式方式
- 局部内部类，外界是无法直接使用，需要在方法内部创建对象并使用
- 该类可以直接访问外部类的成员，也可以访问方法内的局部变量

示例代码

class Outer {private int num = 10;public void method() {int num2 = 20;class Inner {public void show() {System.out.println(num);System.out.println(num2);}}Inner i = new Inner();i.show();}
}
public class OuterDemo {public static void main(String[] args) {Outer o = new Outer();o.method();}
}

2.4 匿名内部类（应用）

匿名内部类的前提
- 存在一个类或者接口，这里的类可以是具体类也可以是抽象类
匿名内部类的格式
- 格式：new 类名 ( ) { 重写方法 } new 接口名 ( ) { 重写方法 }
- 举例：
```
new Inter(){@Overridepublic void method(){}
}
```
匿名内部类的本质
- 本质：是一个继承了该类或者实现了该接口的子类匿名对象
匿名内部类的细节
- 匿名内部类可以通过多态的形式接受
```
Inter i = new Inter(){@Overridepublic void method(){}
}
```

匿名内部类直接调用方法

interface Inter{void method();
}class Test{public static void main(String[] args){new Inter(){@Overridepublic void method(){System.out.println("我是匿名内部类");}}.method();  // 直接调用方法}
}

2.4 匿名内部类在开发中的使用（应用）

匿名内部类在开发中的使用
- 当发现某个方法需要，接口或抽象类的子类对象，我们就可以传递一个匿名内部类过去，来简化传统的代码

示例代码：

/*游泳接口*/
interface Swimming {void swim();
}public class TestSwimming {public static void main(String[] args) {goSwimming(new Swimming() {@Overridepublic void swim() {System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧");}});}/*** 使用接口的方法*/public static void goSwimming(Swimming swimming){/*Swimming swim = new Swimming() {@Overridepublic void swim() {System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧");}}*/swimming.swim();}
}

5.Lambda表达式

5.1体验Lambda表达式【理解】

代码演示

/*游泳接口*/
interface Swimming {void swim();
}public class TestSwimming {public static void main(String[] args) {// 通过匿名内部类实现goSwimming(new Swimming() {@Overridepublic void swim() {System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧");}});/*  通过Lambda表达式实现理解: 对于Lambda表达式, 对匿名内部类进行了优化*/goSwimming(() -> System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧"));}/*** 使用接口的方法*/public static void goSwimming(Swimming swimming) {swimming.swim();}
}

函数式编程思想概述

在数学中，函数就是有输入量、输出量的一套计算方案，也就是“拿数据做操作”

面向对象思想强调“必须通过对象的形式来做事情”

函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法：“强调做什么，而不是以什么形式去做”

而我们要学习的Lambda表达式就是函数式思想的体现

5.2Lambda表达式的标准格式【理解】

格式：

(形式参数) -> {代码块}
- 形式参数：如果有多个参数，参数之间用逗号隔开；如果没有参数，留空即可
- ->：由英文中画线和大于符号组成，固定写法。代表指向动作
- 代码块：是我们具体要做的事情，也就是以前我们写的方法体内容
组成Lambda表达式的三要素：
- 形式参数，箭头，代码块

5.3Lambda表达式练习1【应用】

Lambda表达式的使用前提
- 有一个接口
- 接口中有且仅有一个抽象方法
练习描述

无参无返回值抽象方法的练习
操作步骤
- 定义一个接口(Eatable)，里面定义一个抽象方法：void eat();
- 定义一个测试类(EatableDemo)，在测试类中提供两个方法
  - 一个方法是：useEatable(Eatable e)
  - 一个方法是主方法，在主方法中调用useEatable方法

示例代码

//接口
public interface Eatable {void eat();
}
//实现类
public class EatableImpl implements Eatable {@Overridepublic void eat() {System.out.println("一天一苹果，医生远离我");}
}
//测试类
public class EatableDemo {public static void main(String[] args) {//在主方法中调用useEatable方法Eatable e = new EatableImpl();useEatable(e);//匿名内部类useEatable(new Eatable() {@Overridepublic void eat() {System.out.println("一天一苹果，医生远离我");}});//Lambda表达式useEatable(() -> {System.out.println("一天一苹果，医生远离我");});}private static void useEatable(Eatable e) {e.eat();}
}

5.4Lambda表达式练习2【应用】

练习描述

有参无返回值抽象方法的练习
操作步骤
- 定义一个接口(Flyable)，里面定义一个抽象方法：void fly(String s);
- 定义一个测试类(FlyableDemo)，在测试类中提供两个方法
  - 一个方法是：useFlyable(Flyable f)
  - 一个方法是主方法，在主方法中调用useFlyable方法

示例代码

public interface Flyable {void fly(String s);
}public class FlyableDemo {public static void main(String[] args) {//在主方法中调用useFlyable方法//匿名内部类useFlyable(new Flyable() {@Overridepublic void fly(String s) {System.out.println(s);System.out.println("飞机自驾游");}});System.out.println("--------");//LambdauseFlyable((String s) -> {System.out.println(s);System.out.println("飞机自驾游");});}private static void useFlyable(Flyable f) {f.fly("风和日丽，晴空万里");}
}

5.5Lambda表达式练习3【应用】

练习描述

有参有返回值抽象方法的练习
操作步骤
- 定义一个接口(Addable)，里面定义一个抽象方法：int add(int x,int y);
- 定义一个测试类(AddableDemo)，在测试类中提供两个方法
  - 一个方法是：useAddable(Addable a)
  - 一个方法是主方法，在主方法中调用useAddable方法

示例代码

public interface Addable {int add(int x,int y);
}public class AddableDemo {public static void main(String[] args) {//在主方法中调用useAddable方法useAddable((int x,int y) -> {return x + y;});}private static void useAddable(Addable a) {int sum = a.add(10, 20);System.out.println(sum);}
}

5.6Lambda表达式的省略模式【应用】

省略的规则
- 参数类型可以省略。但是有多个参数的情况下，不能只省略一个
- 如果参数有且仅有一个，那么小括号可以省略
- 如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号，和return关键字

代码演示

public interface Addable {int add(int x, int y);
}public interface Flyable {void fly(String s);
}public class LambdaDemo {public static void main(String[] args) {//        useAddable((int x,int y) -> {//            return x + y;
//        });//参数的类型可以省略useAddable((x, y) -> {return x + y;});//        useFlyable((String s) -> {//            System.out.println(s);
//        });//如果参数有且仅有一个，那么小括号可以省略
//        useFlyable(s -> {//            System.out.println(s);
//        });//如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号useFlyable(s -> System.out.println(s));//如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号，如果有return，return也要省略掉useAddable((x, y) -> x + y);}private static void useFlyable(Flyable f) {f.fly("风和日丽，晴空万里");}private static void useAddable(Addable a) {int sum = a.add(10, 20);System.out.println(sum);}
}

5.7Lambda表达式的使用前提【理解】

使用Lambda必须要有接口
并且要求接口中有且仅有一个抽象方法

5.8Lambda表达式和匿名内部类的区别【理解】

所需类型不同
- 匿名内部类：可以是接口，也可以是抽象类，还可以是具体类
- Lambda表达式：只能是接口
使用限制不同
- 如果接口中有且仅有一个抽象方法，可以使用Lambda表达式，也可以使用匿名内部类
- 如果接口中多于一个抽象方法，只能使用匿名内部类，而不能使用Lambda表达式
实现原理不同
- 匿名内部类：编译之后，产生一个单独的.class字节码文件
- Lambda表达式：编译之后，没有一个单独的.class字节码文件。对应的字节码会在运行的时候动态生成

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1.接口

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1.2信息管理系统抽取Dao (应用)

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1.5接口的成员特点（记忆）

1.6类和接口的关系（记忆）

1.7信息管理系统使用接口改进 (应用)

1.8信息管理系统解耦合改进 (应用)

2.接口组成更新

2.1接口组成更新概述【理解】

2.2接口中默认方法【应用】

2.3接口中静态方法【应用】

2.4接口中私有方法【应用】

3.多态

3.1多态的概述（记忆）

3.2多态中的成员访问特点（记忆）

3.3多态的好处和弊端（记忆）

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4.内部类

4.1 内部类的基本使用（理解）

2.2 成员内部类（理解）

2.3 局部内部类（理解）

2.4 匿名内部类（应用）

2.4 匿名内部类在开发中的使用（应用）

5.Lambda表达式

5.1体验Lambda表达式【理解】

5.2Lambda表达式的标准格式【理解】

5.3Lambda表达式练习1【应用】

5.4Lambda表达式练习2【应用】

5.5Lambda表达式练习3【应用】

5.6Lambda表达式的省略模式【应用】

5.7Lambda表达式的使用前提【理解】

5.8Lambda表达式和匿名内部类的区别【理解】

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