Java基础之面向对象进阶

本文深入探讨Java中的继承机制,包括关键字extends的使用,继承的特性与限制,以及多态的概念与实现条件。讲解了方法重写、访问控制、super关键字的运用,和多态的转型问题,同时介绍了final关键字的用途,以及数组的特性与初始化方式。

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继承(实现了代码的重用)

关键字extends,子类是父类的扩展。
继承使用要点:
1.父类又名超类,基类和派生类;
2.Java中类的继承是单继承,接口是多继承的,不像C++那样的多继承;
3.子类继承父类所有的属性和方法(除了父类的构造方法),但是继承不代表着可以直接访问(例如父类的私有属性和方法);
4.所有类的默认父类是:java.lang.Object.
instanceof二元运算符:判断类和对象的关系,左边是对象,右边是类;当对象是右边的类或者子类创建的,返回true。

方法的重写(Override)

重写是子类通过重写父类的方法,可以用自身的行为代替父类的行为。重写是实现多态的必要条件。
使用要点:
1.方法名和形参列表相同;
2.返回值和声明异常类型,子类必须小于父类;
3.访问权限,子类大于父类。

Object类的基本方法
1.toString方法,知道怎么重写toString方法
2.==和equals方法: 前一个代表比较双方是否相同,在基本类型中则表示值相等,而在引用类型中则表示地址相同,即是同一个对象。
Object的equals方法默认比较 两个对象的hashcode,但是我们可以根据自己的需求重写equals方法。而且JDK提供的其它类,例如String,Date都重写了这个方法。

super关键字
super是直接父类对象的引用,可通过super来访问父类中被子类覆盖的属性和方法。若super调用普通方法,语句无位置限制。
在构造方法的第一行代码若无显示调用super(),则Java默认会调用super();super会调用父类的无参构造方法。
继承树的追溯:
构造方法调用顺序:构造方法中第一句总是用super()(若有参数,参数也要一一对应)来调用父类对应的构造方法。一般都是先向上追溯到Object,然后再依此向下执行类的初始化块和构造方法,直到当前子类为止。(静态初始化块的调用顺序与构造方法调用顺序一样)。
了解属性/方法的查找顺序。

封装

优点:提高了代码的安全性和复用性,高内聚低耦合,
用访问控制实现封装
访问控制符:private<default<protected<punblic
访问控制符的权限相关说明:
1.private表示私有,只有自己类能够使用
2.default表示默认,没有修饰符修饰,只能被同一个包中的类使用;
3.protected表示可以被同一个包的类以及其它包中的子类访问;
4,public表示可以被这个项目中所有包中的所有类访问。
封装使用的一般规则:
1.类的属性一般用private修饰;
2.会提供相应的get/set方法来访问相关属性,这些方法一般由public修饰,以提供对属性的赋值和读取操作,也可以在set方法里面实现一些对属性的操作。Boolean型变量的get方法是is开头。而且无论什么类型的get方法一定要返回对应类型的值。
3.一些适用于本类的辅助性方法可用private修饰,希望其他类调用的方法用public修饰。

多态(polymorphis)

由于对象不同可能会有不同的行为,所以多态☞的是同一个方法调用,实现不同的行为。
多态要点:
1.多态是方法的多态,多态与属性无关;
2.3个必要条件:继承,方法重写,父类引用指向子类对象。
3.父类引用指向子类对象后,用该父类引用调用子类重写的方法,此时多态就出现了;
但多态无法调用子类中特有的方法。
多态的转型问题(casting):
自动向上转型:子类转为父类;
强制向下转型:父类转为子类;子类之间不能相互转型。向上转型后的父类引用变量只能调用它编译类型的方法,不能调用它运行时类型的方法。这时,我们就需要进行类型的强制转换,我们称之为向下转型!
为了防止出现类型转换异常,可使用instanceof判断;

final关键字
1.修饰变量: 被他修饰的变量不可改变。一旦赋了初值,就不能被重新赋值。
2. 修饰方法:该方法不可被子类重写。但是可以被重载!
3.修饰类: 修饰的类不能被继承。比如:Math、String等。

数组

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个数据,按照一定的先后次序排列组合而成。其中,每一个数据称作一个元素,每个元素可以通过一个索引(下标从0开始)来访问它们。数组的三个基本特点:
1. 长度是确定的。数组一旦被创建,它的大小就是不可以改变的。
2. 其元素必须是相同类型,不允许出现混合类型。
3. 数组类型可以是任何数据类型,包括基本类型和引用类型。

数组变量属引用类型,数组也可以看成是对象,数组中的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,数组对象本身是在堆中存储的。
知道如何进行对象的声明。
声明的注意事项:

  1. 声明的时候并没有实例化任何对象,只有在实例化数组对象时,JVM才分配空间,这时才与长度有关。
    2. 声明一个数组的时候并没有数组真正被创建
    3. 构造一个数组,必须指定长度。
    数组中若存放的是基本数据类型,则为基本数据类型的值,若是引用类型,则存放的是引用类型的地址。

数组的初始化方式有3种:
1.静态初始化:可以直接在定义数组的时候用new关键字为数组元素分配空间并复制;
2.动态初始化:数组定义与为数组元素分配空间并赋值的操作分开进行,对数组中的元素一个一个的进行赋值;
3.默认初始化:数组是引用类型,数组元素相当于类的实例变量,所以数组中的元素会被隐性初始化。默认初始化规则与成员变量的默认初始化规则一致。

数组的遍历
可用for循坏进行对数组的读取和遍历
增强for循坏:for each循坏只能读取数组元素的值,而不能更改数组元素的值;
例如for(int m:数组arrry){}

####数组的拷贝
数组是不变的字符串序列。所以它的删除,增加以及扩容都是基于数组的拷贝的。数组的拷贝主要依赖arrayCopy方法。注意理解并掌握。
掌握java.util.Arrays工具类,会使用里面的常见方法

#####二维数组的内存分析
二维数组实际上就是以数组为元素的一维数组。

以及如何用数组存储表格数据

内容概要:本文详细介绍了扫描单分子定位显微镜(scanSMLM)技术及其在三维超分辨体积成像中的应用。scanSMLM通过电调透镜(ETL)实现快速轴向扫描,结合4f检测系统将不同焦平面的荧光信号聚焦到固定成像面,从而实现快速、大视场的三维超分辨成像。文章不仅涵盖了系统硬件的设计与实现,还提供了详细的软件代码实现,包括ETL控制、3D样本模拟、体积扫描、单分子定位、3D重建和分子聚类分析等功能。此外,文章还比较了循环扫描与常规扫描模式,展示了前者在光漂白效应上的优势,并通过荧光珠校准、肌动蛋白丝、线粒体网络和流感A病毒血凝素(HA)蛋白聚类的三维成像实验,验证了系统的性能和应用潜力。最后,文章深入探讨了HA蛋白聚类与病毒感染的关系,模拟了24小时内HA聚类的动态变化,提供了从分子到细胞尺度的多尺度分析能力。 适合人群:具备生物学、物理学或工程学背景,对超分辨显微成像技术感兴趣的科研人员,尤其是从事细胞生物学、病毒学或光学成像研究的科学家和技术人员。 使用场景及目标:①理解和掌握scanSMLM技术的工作原理及其在三维超分辨成像中的应用;②学习如何通过Python代码实现完整的scanSMLM系统,包括硬件控制、图像采集、3D重建和数据分析;③应用于单分子水平研究细胞内结构和动态过程,如病毒入侵机制、蛋白质聚类等。 其他说明:本文提供的代码不仅实现了scanSMLM系统的完整工作流程,还涵盖了多种超分辨成像技术的模拟和比较,如STED、GSDIM等。此外,文章还强调了系统在硬件改动小、成像速度快等方面的优势,为研究人员提供了从理论到实践的全面指导。
内容概要:本文详细介绍了基于Seggiani提出的渣层计算模型,针对Prenflo气流床气化炉中炉渣的积累和流动进行了模拟。模型不仅集成了三维代码以提供气化炉内部的温度和浓度分布,还探讨了操作条件变化对炉渣行为的影响。文章通过Python代码实现了模型的核心功能,包括炉渣粘度模型、流动速率计算、厚度更新、与三维模型的集成以及可视化展示。此外,还扩展了模型以考虑炉渣组成对特性的影响,并引入了Bingham流体模型,更精确地描述了含未溶解颗粒的熔渣流动。最后,通过实例展示了氧气-蒸汽流量增加2%时的动态响应,分析了温度、流动特性和渣层分布的变化。 适合人群:从事煤气化技术研究的专业人士、化工过程模拟工程师、以及对工业气化炉操作优化感兴趣的科研人员。 使用场景及目标:①评估不同操作条件下气化炉内炉渣的行为变化;②预测并优化气化炉的操作参数(如温度、氧煤比等),以防止炉渣堵塞;③为工业气化炉的设计和操作提供理论支持和技术指导。 其他说明:该模型的实现基于理论公式和经验数据,为确保模型准确性,实际应用中需要根据具体气化炉的数据进行参数校准。模型还考虑了多个物理场的耦合,包括质量、动量和能量守恒方程,能够模拟不同操作条件下的渣层演变。此外,提供了稳态求解器和动态模拟工具,可用于扰动测试和工业应用案例分析。
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