想要面试大厂Java工程师！Java继承你都搞懂了吗？
继承
反射是指在程序运行期间发现更多的类及其属性的能力。这是一个功能强大的特性，使用起来也比较复杂。
主要是开发软件工具的人员，而不是编写应用程序的人员对反射这项功能感兴趣。
类、超类、子类
定义子类
在Java中，所有的继承都是公有继承，使用关键字extends。
关键字extends表明正在构造的新类派生于一个已存在的类。
前缀“超”和“子”来源于计算机科学和数学理论中的集合语言的术语。
在设计类的时候，应该将通用的方法放在超类中，而将具有特殊用途的方法放在子类中。
覆盖方法
当继承的子类中，想要获取超类的私有域时，需要通过公有的接口，需要使用super关键字，使用超类的访问器和修改器方法，获取或者修改私有域。
注意，与this关键字不同，super不是一个对象的引用，不能将super赋给另一个对象变量，它只是一个指示编译器调用超类方法的特殊关键字。
在子类中可以增加域、增加方法或覆盖超类的方法，然而绝对不能删除继承的任何域和方法。
子类构造器
在子类构造器中，使用super(参数)初始化域，本质上是调用超类中含有特定参数的构造器。
由于子类的构造器不能访问Employee类的私有域，所以必须利用超类类的构造器对这部分私有域进行初始化，我们可以通过super实现对超类构造器的调用。使用super调用构造器的语句必须是子类构造器的第一条语句。
note: 如果子类的构造器没有显式地调用超类的构造器，则将自动地调用超类默认（没有参数）的构造器。
如果超类没有不带参数的构造器，并且在子类的构造器中又没有显式地调用超类的其他构造器，则Java编译器将报告错误。
关键字this有两个用途：一是引用隐式参数，二是调用该类其他的构造器。同样，super关键字也有两个用途：一是调用超类的方法，二是调用超类的构造器。在调用构造器的时候，这两个关键字的使用方式很相似.
调用构造器的语句只能作为另一个构造器的第一条语句出现。
一个对象变量可以指示多种实际类型的现象被称为多态（polymorphism).在运行时能够自动地选择调用哪个方法的现象称为动态绑定（dynamic binding）。
继承层次
由一个公共超类派生出来的所有类的集合被称为继承层次（inheritance hierarchy）。
在继承层次中，从某个特定的类到其祖先的路径被称为该类的继承链（inheritance chain）。
多态
“is-a”规则
- 表明子类的每个对象也是超类的对象。
- 置换法则：程序中出现超类对象的任何地方都可以用子类对象置换。
在Java程序设计语言中，对象变量是多态的。一个父类变量既可以引用一个父类对象，也可以引用一个父类的任何一个子类的对象。
当父类变量引用子类对象，此时的父类变量不能调用子类扩展的方法，因为此时编译器把他当作一个父类来看。
不能将一个超类的引用赋给子类变量。
警告：在Java中，子类数组的引用可以转换成超类数组的引用，而不需要采用强制类型转换。
理解方法调用
对象上应用方法调用过程：
- 编译器查看对象的声明类型和方法名。获得所有可能被调用的候选方法；
- 编译器将查看调用方法时提供的参数类型；“重载解析”，编译器已获得需要调用的方法名字和参数类型。
返回类型不是签名的一部分，因此，在覆盖方法时，一定要保证返回类型的兼容性。允许子类将覆盖方法的返回类型定义为原返回类型的子类型。 - 如果是private方法、static方法、final方法（有关final修饰符的含义将在下一节讲述）或者构造器，那么编译器将可以准确地知道应该调用哪个方法，我们将这种调用方式称为静态绑定（static binding）。与此对应的是，调用的方法依赖于隐式参数的实际类型，并且在运行时实现动态绑定。
- 当程序运行，并且采用动态绑定调用方法时，虚拟机一定调用与所引用对象的实际类型最合适的那个类的方法。
动态绑定有一个非常重要的特性：无需对现存的代码进行修改，就可以对程序进行扩展。
警告：在覆盖一个方法的时候，子类方法不能低于超类方法的可见性。特别是，如果超类方法是public，子类方法一定要声明为public。
阻止继承：final类和方法
不允许扩展的类被称为final类。
类中的特定方法也可以被声明为final。如果这样做，子类就不能覆盖这个方法（final类中的所有方法自动地成为final方法）。
域也可以被声明为final。对于final域来说，构造对象之后就不允许改变它们的值了。不过，如果将一个类声明为final，只有其中的方法自动地成为final，而不包括域。
将方法或类声明为final主要目的是：确保它们不会在子类中改变语义。
除非有足够的理由使用多态性，应该将所有的方法都声明为final。
强制类型转换
将一个类型强制转换成另外一个类型的过程被称为类型转换.
进行类型转换的唯一原因是：在暂时忽视对象的实际类型之后，使用对象的全部功能。
如果试图在继承链上进行向下的类型转换,Java运行时系统将报告这个错误，并产生一个ClassCastException异常。
在进行类型转换之前，先查看一下是否能够成功地转换。这个过程简单地使用instanceof操作符就可以实现。
null 不是某个类型的对象，对null 使用 instanceof操作符 会返回false.
只有在使用子类中特有的方法时才需要进行类型转换。
在Java中，需要将instanceof运算符和类型转换组合起来使用。
抽象类
对于在父类中实现没有意义的方法，使用abstract关键字将方法进行抽象。
为了提高程序的清晰度，包含一个或多个抽象方法的类本身必须被声明为抽象的。
除了抽象方法之外，抽象类还可以包含具体数据和具体方法。
扩展抽象类可以有两种选择。一种是在抽象类中定义部分抽象类方法或不定义抽象类方法，这样就必须将子
类也标记为抽象类；另一种是定义全部的抽象方法，这样一来，子类就不是抽象的了。
类即使不含抽象方法，也可以将类声明为抽象类。。。
抽象类不能被实例化。也就是说，如果将一个类声明为abstract，就不能创建这个类的对象。
注意：定义一个抽象类的对象变量，但是它只能引用非抽象子类的对象。
编译器只允许调用在类中声明的方法。需要体会一下。
受保护访问
protected关键字使得超类的子类可以访问超类的某个域或者某些方法。
受保护的方法更具有实际意义。如果需要限制某个方法的使用，就可以将它声明为protected。这表明子类（可能很熟悉祖先类）得到信任，可以正确地使用这个方法，而其他类则不行。
Java中的受保护部分对所有子类及同一个包中的所有其他类都可见。
Java中的访问修饰符总结：
| 类内 | 包内 | 子类 | 其他类 | |
|---|---|---|---|---|
| private | ✔ | |||
| default | ✔ | ✔ | ||
| protected | ✔ | ✔ | ✔ | |
| public | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
Object: 所有类的超类
Object类是Java中所有类的始祖，在Java中每个类都是由它扩展而来的。
使用Object类型的变量引用任何类型的对象.Object类型的变量只能用于作为各种值的通用持有者。要想对其中的内容进行具体的操作，还需要清楚对象的原始类型，并进行相应的类型转换.
在Java中，只有**基本类型（primitive types）**不是对象.
所有的数组类型，不管是对象数组还是基本类型的数组都扩展了Object类。
Object类的基本方法
1、equals 方法
Object类中的equals方法用于检测一个对象是否等于另外一个对象。在Object类中用来判断两个对象是否具有相同的引用。
经常需要检测两个对象状态的相等性，如果两个对象的状态相等，就认为这两个对象是相等的。
为了防备name或hireDay可能为null的情况，需要使用Objects.equals方法。
在子类中定义equals方法时，首先调用超类的equals。如果检测失败，对象就不可能相等。如果超类中的域都相等，就需要比较子类中的实例域。
Java语言规范要求equals方法具有：
1）自反性：对于任何非空引用x，x.equals（x）应该返回true。
2）对称性：对于任何引用x和y，当且仅当y.equals（x）返回true，
x.equals（y）也应该返回true。
3）传递性：对于任何引用x、y和z，如果x.equals（y）返回true，
y.equals（z）返回true，x.equals（z）也应该返回true。
4）一致性：如果x和y引用的对象没有发生变化，反复调用x.equals（y）应该返回
同样的结果。
5）对于任意非空引用x，x.equals（null）应该返回false。
完美编写equals方法的建议：
- 显式参数命名为otherObject，稍后需要将它转换成另一个叫做other的变量。
- 检测this与otherObject是否引用同一个对象
- 检测otherObject是否为null，如果为null，返回false。这项检测是很必要的。
- 比较this与otherObject是否属于同一个类。如果equals的语义在每个子类中有所改变，就使用getClass检测；如果所有的子类都拥有统一的语义，就使用instanceof检测。
- 将otherObject转换为相应的类类型变量。
- 现在开始对所有需要比较的域进行比较了。使用==比较基本类型域，使用equals比较对象域。如果所有的域都匹配，就返回true；否则返回false。
- 如果在子类中重新定义equals，就要在其中包含调用super.equals（other）
提示：对于数组类型的域，可以使用静态的Arrays.equals方法检测相应的数组元素是否相等。
使用equals需要重写超类的方法，因此重写方法的参数类需要为Object类。
相关API：java.util.Arrays、java.util.Objects。
2、hasCode方法
散列码（hash code）是由对象导出的一个整型值。
3、toString方法
用于返回表示对象值的字符串。
泛型数组列表
在Java中，情况就好多了。它允许在运行时确定数组的大小。
在Java中，解决运行时动态更改数组问题最简单的方法是使用Java中另外一个被称为ArrayList的类。它使用起来有点像数组，但在添加或删除元素时，具有自动调节数组容量的功能，而不需要为此编写任何代码。
ArrayList是一个采用类型参数（type parameter）的泛型类（genericclass）。
注释：在Java的老版本中，程序员使用Vector类实现动态数组。不过，ArrayList类更加有效，没有任何理由一定要使用Vector类。
ArrayList类方法
| 方法 | 作用 |
|---|---|
| add | 添加元素 |
| ensureCapacity | 调用将分配一个包含固定个数对象的内部数组 |
| size() | 返回数组列表中是将元素的数目 |
| trimToSize | 将存储区域的大小调整为当前元素数量所需要的存储空间数目 |
| get() | 获取元素 |
| set() | 设置元素，设置的索引大小必须小于或等于数组列表的大小。 |
由于Java没有运算符重载，所以必须调用显式的方法访问元素。
如果a和b是两个向量，赋值操作在Java中会使得a和b引用同一个数组。
访问数组列表元素
数组列表自动扩展容量的便利增加了访问元素语法的复杂程度。
使用get和set方法实现访问或改变数组元素的操作，而不使用人们喜爱的[]语法格式。
警告：只有i小于或等于数组列表的大小（size）时，才能够调用list.set（i，x）。
使用add方法为数组添加新元素。
技巧：先创建一个数组列表，并添加所有的元素；然后创建与数组列表大小相当的数组，使用toArray方法将数组元素拷贝到这个数组中。既可以灵活地扩展数组，又可以方便地访问数组元素。
对象包装器和自动装箱
所有的基本类型都有一个与之对应的类。通常，这些类称为包装器（wrapper）。
对象包装器类是不可变的，即一旦构造了包装器，就不允许更改包装在其中的值。同时，对象包装器类还是final，因此不能定义它们的子类。
自动装箱和自动拆箱；
基本类型跟对象包装器是一样的（假象）。==运算符也可以应用于对象包装器对象，只不过检测的是对象是否指向同一个存储区域。Java实现却有可能（may）让它成立=>如果将经常出现的值包装到同一个对象中，这种比较就有可能成立。
但上述的方法具有不确定性，两个包装其对象比较时调用equals方法。
注释：自动装箱规范要求boolean、byte、char≤127，介于-128～127之间的short和int被包装到固定的对象中。例如，如果在前面的例子中将a和b初始化为100，对它们进行比较的结果一定成立。
装箱和拆箱是编译器认可的，而不是虚拟机。编译器在生成类的字节码时，插入必要的方法调用。虚拟机只是执行这些字节码。
使用数值对象包装器：某些基本方法放置在包装器中，例如将一个数字字符串转换为数值。
参数数量可变的方法
printf方法就是一个例子：
public PrintStream printf(String fmt, object... args) { ...}
这里的省略号…是Java代码的一部分，它表明这个方法可以接收任意数量的对象（除fmt参数之外）.实际上，printf方法接收两个参数，一个是格式字符串，另一个是Object[]数组.
用户自己也可以定义可变参数的方法，并将参数指定为任意类型，甚至是基本类型。
注释：允许将一个数组传递给可变参数方法的最后一个参数。
枚举类
在比较两个枚举类型的值时，永远不需要调用equals，而直接使用“==”就可以了。
如果需要的话，可以在枚举类型中添加一些构造器、方法和域。当然，构造器只是在构造枚举常量的时候被调用。
所有的枚举类型都是Enum类的子类。它们继承了这个类的许多方法。例如，toString方法将返回枚举常量名；valueOf将一个字符串转为对应值的枚举类型；每个枚举类型都有一个静态的values方法，它将返回一个包含全部枚举值的数组；ordinal方法返回enum声明中枚举常量的位置，位置从0开始计数。
注释：如同Class类一样，鉴于简化的考虑，Enum类省略了一个类型参数。
反射
反射库（reflection library）提供了一个非常丰富且精心设计的工具集，以便编写能够动态操纵Java代码的程序。这项功能被大量地应用于JavaBeans中，它是Java组件的体系结构。
在设计或运行中添加新类时，能够快速地应用开发工具动态地查询新添加类的能力。
能够分析类能力的程序称为反射（reflective）。反射是一种功能强大且复杂的机制。使用它的主要人员是工具构造者，而不是应用程序员。
Class类
在程序运行期间，Java运行时系统始终为所有的对象维护一个被称为运行时的类型标识。这个信息跟踪着每个对象所属的类。虚拟机利用运行时类型选择相应的方法执行。
通过专门的Java类访问这些信息。保存这些信息的类被称为Class。
一个Class对象将表示一个特定类的属性。
Class调用静态方法forName获得类名对应的Class对象。如果类名保存在字符串中，并可在运行中改变，就可以使用这个方法。当然，这个方法只有在className是类名或接口名时才能够执行。
获得Class类对象的第三种方法非常简单。如果T是任意的Java类型（或void关键字），T.class将代表匹配的类对象。
注意，一个Class对象实际上表示的是一个类型，而这个类型未必一定是一种类。例如，int不是类，但int.class是一个Class类型的对象。
注释：Class类实际上是一个泛型类。
虚拟机为每个类型管理一个Class对象。因此，可以利用==运算符实现两个类对象比较的操作。
方法newInstance（），可以用来动态地创建一个类的实例。使用的是默认的构造器初始化对象。
将forName与newInstance配合起来使用，可以根据存储在字符串中的类名创建一个对象。
捕获异常
异常有两种类型：未检查异常和已检查异常。对于已检查异常，编译器将会检查是否提供了处理器。然而，有很多常见的异常，例如，访问null引用，都属于未检查异常。编译器不会查看是否为这些错误提供了处理器。
将可能抛出已检查异常的一个或多个方法调用代码放在try块中，然后在catch子句中提供处理器代码。
利用反射分析类的能力
反射机制最重要的内容——检查类的结构。
在java.lang.reflect包中有三个类Field、Method和Constructor分别用于描述类的域、方法和构造器。
Class类中的getFields、getMethods和getConstructors方法将分别返回类提供的public域、方法和构造器数组，其中包括超类的公有成员。
在运行时使用反射分析对象
将进一步查看数据域的实际内容。
查看对象域的关键方法是Field类中的get方法。如果f是一个Field类型的对象（例如，通过getDeclaredFields得到的对象），obj是某个包含f域的类的对象，f.get（obj）将返回一个对象，其值为obj域的当前值。
反射机制的默认行为受限于Java的访问控制，使用Field、Method或Constructor对象的setAccessible方法可以覆盖访问控制。
setAccessible方法是AccessibleObject类中的一个方法，它是Field、Method和Constructor类的公共超类。这个特性是为调试、持久存储和相似机制提供的。
使用反射编写泛型数组代码
最关键的是Array类中的静态方法newInstance，它能够构造新数组。在调用它时必须提供两个参数，一个是数组的元素类型，一个是数组的长度。
操作流程：
- 首先获得a数组的类对象。
- 确认它是一个数组。
- 使用Class类（只能定义表示数组的类对象）的getComponentType方法确定数组对应的类型。
这样编写的copeOf数组方法可以扩展任何类型的数组。
调用任意方法
与Field类的get方法查看对象域的过程相似，Method类中有一个invoke方法，允许调用包装在当前Method对象的方法。下面是invoke方法的签名：
Object invoke(Object obj, Object... args)
对于静态方法，第一个参数可以被忽略，即可以将它设置为null。
invoke的参数和返回值必须是Object类型的。这就意味着必须进行多次的类型转换。
继承的设计技巧
1.将公共操作和域放在超类
2.不要使用受保护的域；protected方法对于指示那些不提供一般用途而应在子类中重新定义的方法
很有用。
3.使用继承实现“is-a”关系
4.除非所有继承的方法都有意义，否则不要使用继承
5.在覆盖方法时，不要改变预期的行为
6.使用多态，而非类型信息
使用多态方法或接口编写的代码比使用对多种类型进行检测的代码更加易于维护和扩展。
7.不要过多地使用反射
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