Java开发之路—面向对象（下）

1、关键字：static

static：静态的（随着类的加载而加载）

1、 可以用来修饰的结构**：属性、方法、代码块、内部类**
（主要用来修饰类的内部结构）
2、static修饰属性：静态变量（或类变量）

2.1、属性，根据是否使用static修饰，可以分为：静态属性 vs 非静态属性（实例变量）

- 静态变量：我们创建了类的多个对象，多个对象共享同一个静态变量。当通过某一个对象修改静态变量时，会导致其他对象调用此静态变量时，是被修改过的。
- 实例变量：我们创建了类的多个对象，每个对象都独立的拥有一套类中的非静态属性。当修改其中一个对象中的非静态属性时，不会导致其他对象中同样的属性值的修改。

2.2、static修饰属性的其他方法

- 静态变量随着类的加载而加载。可以通过“类.静态变量”的方式进行调用；
- 静态变量的加载要早于对象的创建；
- 由于类只会加载一次，则静态变量在内存中也只会存在一份：存在方法区的静态域中；

2.3、静态属性举例：System.out、Math.PI

3、静态变量内存解析

4、static修饰方法：静态方法（类方法）
4.1、随着类的加载而加载，可以通过“类.静态方法”的方式进行调用；
4.2、

• 静态方法中，只能调用静态的方法或属性；
• 非静态方法中，既可以调用非静态的方法或属性，也可以调用静态的方法或属性。

5、static的注意点

• 在静态的方法内，不能使用this关键字、super关键字（这两个关键字都是关于对象的，静态方法中还没有对象）；
• 关于静态属性和静态方法的使用，都可以从生命周期的角度去理解。

6、如何判定属性和方法应该使用static关键字
6.1、关于属性

• 属性是可以被多个对象所共享的，不会随着对象的不同而不同的；
• 类中的常量也常常声明为static

6.2、关于方法

• 操作静态属性的方法，通常设置为static的；
• 工具类中的方法，习惯上声明为static的。eg:Math、Arrays、Collections

7、使用举例
举例一：Math、Arrays、Collections等工具类；
举例二：单例模式；
举例三：

class Circle{
	
	private double radius;
	private int id;//自动赋值
	
	public Circle(){
		id = init++;
		total++;
	}
	
	public Circle(double radius){
		this();
//		id = init++;
//		total++;
		this.radius = radius;
		
	}
	
	private static int total;//记录创建的圆的个数
	private static int init = 1001;//static声明的属性被所对象所共享
	
	public double findArea(){
		return 3.14 * radius * radius;
	}

	public double getRadius() {
		return radius;
	}

	public void setRadius(double radius) {
		this.radius = radius;
	}

	public int getId() {
		return id;
	}

	public static int getTotal() {
		return total;
	}

}

1.1、单例模式

1、设计模式的说明
1.1、理解
设计模式：是在大量的实践中总结和理论化之后优选的代码结构、编程风格、以及解决问题的思考方式。
1.2、常用设计模式 —— 23种经典的设计模式 GOF

• 创建型模式，共5种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式；
• 结构型模式，共7种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式；
• 行为型模式，共11种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代器模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

2、单例模式
2.1、要解决的问题

• 所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个软件系统中，对某个类只能存在一个人对象实例。

2.2、具体代码的实现：
饿汉式1：

// 饿汉式1：
class Bank{
	
	//1.私化类的构造器
	private Bank(){
		
	}
	
	//2.内部创建类的对象
	//4.要求此对象也必须声明为静态的
	private static Bank instance = new Bank();
	
	//3.提供公共的静态的方法，返回类的对象
	public static Bank getInstance(){
		return instance;
	}
}

饿汉式2：使用了静态代码块

// 饿汉式2：使用了静态代码块
class Order{
	
	//1.私化类的构造器
	private Order(){
		
	}
	
	//2.声明当前类对象，没初始化
	//4.此对象也必须声明为static的
	private static Order instance = null;

	static{
		instance = new Order();
 }
	
	//3.声明public、static的返回当前类对象的方法
	public static Order getInstance(){
		return instance;
	}
}

懒汉式：

// 懒汉式：
class Order{
	
	//1.私化类的构造器
	private Order(){
		
	}
	
	//2.声明当前类对象，没初始化
	//4.此对象也必须声明为static的
	private static Order instance = null;
	
	//3.声明public、static的返回当前类对象的方法
	public static Order getInstance(){
		
		if(instance == null){
			
			instance = new Order();
			
		}
		return instance;
	}
	
}

2.3、两种方式的对比：
饿汉式：

• 好处：饿汉式是线程安全的；
• 坏处：对象加载时间过长。

懒汉式：

• 好处：延迟对象的创建；
• 目前这种写法的坏处：存在线程不安全问题。 ——>到多线程内容时，再改成安全的。

2、main()的使用说明

1、main()方法作为程序的入口
2、main()方法也是一个普通的静态方法
3、main()方法可以作为我们与控制台交互的方法。（之前使用Scanner）

如何将控制台获取的数据传给形参：String[] args?
  运行时：java 类名 "Tom" "Jerry" "123" "true"

sysout(args[0]);//"Tom"
sysout(args[3]);//"true"  -->Boolean.parseBoolean(args[3]);
sysout(args[4]);//报异常

main(){
	Person p = new Man();
	p.eat();
	//p.earnMoney();
	
	Man man = new Man();
	man.eat();
	man.earnMoney();
}

3、类的结构：代码块

类的成员之四：代码块（初始化块）（重要性较属性、方法、构造器差一些）
1、代码块的作用：用来初始化类、对象的信息
2、分类：代码块要是使用修饰符，只能使用static

• 静态代码块 vs 非静态代码块

3、
3.1、静态代码块：

• 内部可以输出语句；
• 随着类的加载而执行，而且只执行一次；
• 作用：初始化类的信息；
• 如果一个类中定义了多个静态代码块，则按照声明的先后顺序执行；
• 静态代码块的执行要优先于非静态代码块的执行；
• 静态代码块内只能调用静态的属性、静态的方法，不能调用非静态的结构

3.2、非静态代码块：

• 内部可以输出语句；
• 随着对象的创建而执行；
• 每创建一个对象，就执行一次非静态代码块；
• 作用：可以在创建对象时，对对象的属性等进行初始化；
• 如果一个类中定义了多个非静态代码块，则按照声明的先后顺序执行；
• 非静态代码块内可以调用静态的属性、静态的方法，或非静态的属性、非静态的方法。

4、实例化子类对象时，涉及到父类、子类中静态代码块、非静态代码块、构造器的加载顺序：

• 由父及子，静态先行。

3.1、属性的赋值顺序

 * ①默认初始化
 * ②显式初始化 / ⑤在代码块中赋值
 * ③构造器中初始化
 * ④有了对象以后，可以通过"对象.属性"或"对象.方法"的方式，进行赋值

执行的先后顺序：① - ② / ⑤ - ③ - ④

4、关键字：final

final：最终的
1、可以用来修饰：类、方法、变量

2、具体的：
2.1、final用来修饰一个类：此类不能被其他类所继承

• eg：String类、System类、StringBuffer类

2.2、final 用来修饰方法：表明此方法不可以被重写

• eg：Object类中getClass()

2.3、final 用来修饰变量：此时的"变量"就称为是一个常量

• final修饰属性：可以考虑赋值的位置：显式初始化、代码块中初始化、构造器中初始化；
• final修饰局部变量：尤其是使用final修饰形参时，表明此形参是一个常量。当我们调用此方法时，给常量形参赋一个实参。一旦赋值以后，就只能在方法体内使用此形参，但不能进行重新赋值。

static final 用来修饰属性：全局常量

5、关键字：abstract

abstract：抽象的
1、可以用来修饰：类、方法
2、具体的：
2.1、abstract修饰类：抽象类

• 此类不能实例化；
• 抽象类中一定有构造器，便于子类实例化时调用（涉及：子类对象实例化的全过程）；
• 开发中，都会提供抽象类的子类，让子类对象实例化，完成相关操作 ——> 抽象的使用前提：继承性。

2.2、abstract修饰方法：抽象方法

• 抽象方法只有方法的声明，没有方法体；
• 包含抽象方法的类，一定是一个抽象类。反之，抽象类中可以没有抽象方法；
• 若子类重写了父类中的所有的抽象方法后，此子类方可实例化；
• 若子类没重写父类中的所有的抽象方法，则此子类也是一个抽象类，需要使用abstract修饰。

3、注意点

• abstract不能用来修饰：属性、构造器等结构；
• abstract不能用来修饰：私方法、静态方法(静态方法不能被重写)、final的方法、final的类。

4、abstract的应用举例：
举例一：

举例二：

举例三：IO流中涉及到的抽象类：InputStream/OutputStream / Reader /Writer。在其内部定义了抽象的read()、write()方法。

5.1、模板方法的设计模式

1. 解决的问题
   在软件开发中实现一个算法时，整体步骤很固定、通用，这些步骤已经在父类中写好了。但是某些部分易变，易变部分可以抽象出来，供不同子类实现。这就是一种模板模式。
2. 举例

abstract class Template{
	
	//计算某段代码执行所需要花费的时间
	public void spendTime(){
		
		long start = System.currentTimeMillis();
		
		this.code();//不确定的部分、易变的部分
		
		long end = System.currentTimeMillis();
		
		System.out.println("花费的时间为：" + (end - start));
		
	}
	
	public abstract void code();
	
}

class SubTemplate extends Template{

	@Override
	public void code() {
		
		for(int i = 2;i <= 1000;i++){
			boolean isFlag = true;
			for(int j = 2;j <= Math.sqrt(i);j++){
				
				if(i % j == 0){
					isFlag = false;
					break;
				}
			}
			if(isFlag){
				System.out.println(i);
			}
		}

	}
	
}

3. 应用场景
   

6、关键字：interface

interface:接口
1、使用说明

   1.接口使用interface来定义
 * 2.Java中，接口和类是并列的两个结构
 * 3.如何定义接口：定义接口中的成员
 * 		
 * 		3.1 JDK7及以前：只能定义全局常量和抽象方法
 * 			>全局常量：public static final的.但是书写时，可以省略不写
 * 			>抽象方法：public abstract的
 * 			
 * 		3.2 JDK8：除了定义全局常量和抽象方法之外，还可以定义静态方法、默认方法（略）
 * 
 * 4. 接口中不能定义构造器的！意味着接口不可以实例化
 * 
 * 5. Java开发中，接口通过让类去实现(implements)的方式来使用.
 *    如果实现类覆盖了接口中的所有抽象方法，则此实现类就可以实例化
 *    如果实现类没覆盖接口中所有的抽象方法，则此实现类仍为一个抽象类
 *    
 * 6. Java类可以实现多个接口   --->弥补了Java单继承性的局限性
 *   格式：class AA extends BB implements CC,DD,EE
 *   
 * 7. 接口与接口之间可以继承，而且可以多继承
 * 
 * *******************************
 * 8. 接口的具体使用，体现多态性
 * 9. 接口，实际上可以看做是一种规范

2、举例

class Computer{
	
	public void transferData(USB usb){//USB usb = new Flash();
		usb.start();
		
		System.out.println("具体传输数据的细节");
		
		usb.stop();
	}
	
	
}

interface USB{
	//常量：定义了长、宽、最大最小的传输速度等
	
	void start();
	
	void stop();
	
}

class Flash implements USB{

	@Override
	public void start() {
		System.out.println("U盘开启工作");
	}

	@Override
	public void stop() {
		System.out.println("U盘结束工作");
	}
	
}

class Printer implements USB{
	@Override
	public void start() {
		System.out.println("打印机开启工作");
	}

	@Override
	public void stop() {
		System.out.println("打印机结束工作");
	}
	
}

3、体会面向接口编程的思想

1. 接口使用上也满足多态性；
2. 接口，实际上就是定义了一种规范；
3. 开发中，体会面向接口编程！
   
   **面向接口编程：**我们在应用程序中，调用的结构都是JDBC中定义的接口，不会出现具体某一个数据库厂商的API。
   4、Java8中关于接口的新规范

• 知识点1：接口中定义的静态方法，只能通过接口来调用;
• 知识点2：通过实现类的对象，可以调用接口中的默认方法（如果实现类重写了接口中的默认方法，调用时，仍然调用的是重写以后的方法）；
• 知识点3：如果子类(或实现类)继承的父类和实现的接口中声明了同名同参数的默认方法，那么子类在没重写此方法的情况下，默认调用的是父类中的同名同参数的方法。–>类优先原则；
• 知识点4：如果实现类实现了多个接口，而这多个接口中定义了同名同参数的默认方法，那么在实现类没重写此方法的情况下，报错。–>接口冲突。（这就需要我们必须在实现类中重写此方法）；
• 知识点5：如何在子类(或实现类)的方法中调用父类、接口中被重写的方法：

     public void myMethod(){
		method3();//调用自己定义的重写的方法
		super.method3();//调用的是父类中声明的
		//调用接口中的默认方法
		CompareA.super.method3();
		CompareB.super.method3();
	}

5、面试题：抽象类和接口的异同？

相同点：不能实例化；都可以包含抽象方法的；
不同点：

• 把抽象类和接口（java7只能定义常量、抽象方法,java8可以定义静态方法、默认方法,java9可以定义私有方法）的定义、内部结构解释说明；
• 类：单继承性 接口：多继承
• 类与接口：多实现

6.1、代理模式

1、解决的问题
代理模式：是Java开发中使用较多的一种设计模式。代理设计就是为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
2、举例

interface NetWork{
	
	public void browse();
	
}

//被代理类
class Server implements NetWork{

	@Override
	public void browse() {
		System.out.println("真实的服务器访问网络");
	}

}
//代理类
class ProxyServer implements NetWork{
	
	private NetWork work;
	
	public ProxyServer(NetWork work){
		this.work = work;
	}
	

	public void check(){
		System.out.println("联网之前的检查工作");
	}
	
	@Override
	public void browse() {
		check();
		
		work.browse();
	}	
}

3、应用场景

6.2、工厂的设计模式

1、解决的问题
实现了创建者与调用者的分离，即将创建对象的具体过程屏蔽隔离起来，达到提高灵活性的目的。
2、具体模式

• 简单工厂模式：用来生产同一等级结构中的任意产品。（对于增加新的产品，需要修改已有代码）；
• 工厂方法模式：用来生产同一等级结构中的固定产品。（支持增加任意产品)；
• 抽象工厂模式：用来生产不同产品族的全部产品。（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族)。

7、类的结构：内部类

内部类（不重要）：类的第五个成员
1、定义：Java中允许将一个类A声明在另一个类B中，则类A就是内部类，类B称为外部类。
2、内部类的分类：成员内部类（静态、非静态 ） vs 局部内部类(方法内、代码块内、构造器内)。
3、成员内部类的理解：

一方面，作为外部类的成员：
 * 			>调用外部类的结构
 * 			>可以被static修饰
 * 			>可以被4种不同的权限修饰
 * 
另一方面，作为一个类：
 * 			> 类内可以定义属性、方法、构造器等
 * 			> 可以被final修饰，表示此类不能被继承。言外之意，不使用final，就可以被继承
 * 			> 可以被abstract修饰

4、成员内部类
4.1、如何创建成员内部类对象？(静态的，非静态的)

//创建静态的Dog内部类的实例(静态的成员内部类):
Person.Dog dog = new Person.Dog();

//创建非静态的Bird内部类的实例(非静态的成员内部类):
//Person.Bird bird = new Person.Bird();//错误的
Person p = new Person();
Person.Bird bird = p.new Bird();

4.2、如何在成员内部类中调用外部类的结构？

class Person{
	String name = "小明";
public void eat(){
}
//非静态成员内部类
	class Bird{
		String name = "杜鹃";
		public void display(String name){
			System.out.println(name);//方法的形参
			System.out.println(this.name);//内部类的属性
			System.out.println(Person.this.name);//外部类的属性
		//Person.this.eat();
		}
	}
}

5、局部内部类的使用

//返回一个实现了Comparable接口的类的对象
	public Comparable getComparable(){
		
		//创建一个实现了Comparable接口的类:局部内部类
		//方式一：
//		class MyComparable implements Comparable{
//
//			@Override
//			public int compareTo(Object o) {
//				return 0;
//			}
//			
//		}
//		
//		return new MyComparable();
		
		//方式二：
		return new Comparable(){

			@Override
			public int compareTo(Object o) {
				return 0;
			}
			
		};
	}

注意点：
在局部内部类的方法中（比如：show如果调用局部内部类所声明的方法(比如：method)中的局部变量(比如：num)的话,要求此局部变量声明为final的。

• jdk 7及之前版本：要求此局部变量显式的声明为final的；
• jdk 8及之后的版本：可以省略final的声明。

总结：成员内部类和局部内部类，在编译以后，都会生成字节码文件。
格式：

• 成员内部类：外部类$内部类名.class；
• 局部内部类：外部类$数字 内部类名.class。