个人学习 | Java基础查缺补漏（面向对象）_如何查缺补漏javaweb-优快云博客

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写在前面

我最近重新开始回到Java开发的学习路径中，希望能够在秋招前尽快掌握基本的Java开发技术。这几天利用尚硅谷的Java教学视频从头过了一遍Java基础教程，在原有的基础上补充了很多知识点。

该文章内容为尚硅谷出品的Java教程中摘抄的内容，并非本人原创。

static关键字

在自定义的类中，被static关键字修饰的属性和方法有以下特点：

在权限修饰符允许的前提下，静态属性可以直接通过类名.静态属性访问，静态方法同理；
静态属性与静态方法随着类的加载而加载（无需实例化即可使用）；
在内存结构中，静态属性存储在方法区，而其他属性存储在堆内存中；
在静态方法的内部只能访问静态属性和方法，不能访问非静态的结构（因为，在未实例化前只有静态的属性和方法可以使用）；
静态方法可以被子类继承，但不能被子类重写；
因为不需要实例就可以访问static方法，因此static方法内部不能有this，也不能有super。如果有重名问题，使用“类名.”进行区别。

单例（Singleton）设计模式

设计模式概述

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。设计模式免去我们自己再思考和摸索。就像是经典的棋谱，不同的棋局，我们用不同的棋谱。“套路”

经典的设计模式共有23种。每个设计模式均是特定环境下特定问题的处理方法。

简单工厂模式并不是23中经典模式的一种，是其中工厂方法模式的简化版

何为单例设计模式以及如何实现

所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法。

如果要让类在一个虚拟机中只能产生一个对象，那么首先就要把类的构造器私有化，避免该类在使用时产生实例化对象，但在类的内部仍然可以产生该类的对象，即类构造器的访问权限为private。

由于私有化构造器方法后在类的外部无法实例化对象，只能调用该类的某个静态方法来返回在类内部创建的对象。而静态方法只能访问类中的静态成员变量，故指向该类对象实例的变量也必须定义为静态的。

单例模式的两种实现方式

饿汉式

class Singleton {
    // 1.私有化构造器
    private Singleton() {
    }

    // 2.内部提供一个当前类的实例
    // 4.此实例也必须静态化
    private static Singleton single = new Singleton();

    // 3.提供公共的静态的方法，返回当前类的对象
    public static Singleton getInstance() {
        return single;
    }
}

懒汉式

class Singleton {
    // 1.私有化构造器
    private Singleton() {
    }
    // 2.内部提供一个当前类的实例
    // 4.此实例也必须静态化
    private static Singleton single;
    // 3.提供公共的静态的方法，返回当前类的对象
    public static Singleton getInstance() {
        if(single == null) {
            single = new Singleton();
        }
        return single;
    }
}

饿汉式 vs 懒汉式

饿汉式：

特点：立即加载，即在使用类的时候已经将对象创建完毕。
优点：实现起来简单；没有多线程安全问题。
缺点：当类被加载的时候，会初始化static的实例，静态变量被创建并分配内存空间，从这以后，这个static的实例便一直占着这块内存，直到类被卸载时，静态变量被摧毁，并释放所占有的内存。因此在某些特定条件下会耗费内存。

懒汉式：

特点：延迟加载，即在调用静态方法时实例才被创建。
优点：实现起来比较简单；当类被加载的时候，static的实例未被创建并分配内存空间，当静态方法第一次被调用时，初始化实例变量，并分配内存，因此在某些特定条件下会节约内存。
缺点：在多线程环境中，这种实现方法是完全错误的，线程不安全，根本不能保证单例的唯一性。
- 说明：在多线程中，懒汉式可用synchronized关键字来保证线程安全。

应用场景

由于单例模式只生成一个实例，减少了系统性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置、产生其他依赖对象时，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后永久驻留内存的方式来解决。

Windows的Task Manager (任务管理器)就是很典型的单例模式。
Windows的Recycle Bin (回收站)也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中，回收站一直维护着仅有的一个实例。
Application 也是单例的典型应用。
应用程序的日志应用，一般都使用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加。
数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源。

代码块（初始化块）

代码块的作用：对Java类或对象进行初始化
代码块的分类：一个类中代码块若有修饰符，则只能被static修饰，称为静态代码块(static block)，没有使用static修饰的，为非静态代码块。

静态代码块

在代码块的前面加static，就是静态代码块。

[修饰符] class 类{
	static{
        静态代码块
    }
}

静态代码块的特点：

可以有输出语句。
可以对类的属性、类的声明进行初始化操作。
不可以对非静态的属性初始化。即：不可以调用非静态的属性和方法。
若有多个静态的代码块，那么按照从上到下的顺序依次执行。
静态代码块的执行要先于非静态代码块。
静态代码块随着类的加载而加载，且只执行一次。

非静态代码块

类似构造器，用于实例变量的初始化等操作。

[修饰符] class 类{
    {
        非静态代码块
    }
    [修饰符] 构造器名(){
    	// 实例初始化代码
    }
    [修饰符] 构造器名(参数列表){
        // 实例初始化代码
    }
}

如果多个重载的构造器有公共代码，并且这些代码都是先于构造器其他代码执行的，那么可以将这部分代码抽取到非静态代码块中，减少冗余代码。

非静态代码块的执行特点

可以有输出语句。
可以对类的属性、类的声明进行初始化操作。
除了调用非静态的结构外，还可以调用静态的变量或方法。
若有多个非静态的代码块，那么按照从上到下的顺序依次执行。
每次创建对象的时候，都会执行一次。且先于构造器执行。

小结：类实例化的执行顺序

class Root{
    static{
        System.out.println("1. Root的静态初始化块");
    }
    {
        System.out.println("4. Root的普通初始化块");
    }
    public Root(){
        System.out.println("5. Root的无参数的构造器");
    }
}
class Mid extends Root{
    static{
        System.out.println("2. Mid的静态初始化块");
    }
    {
        System.out.println("6. Mid的普通初始化块");
    }
    public Mid(){
        System.out.println("7. Mid的无参数的构造器");
    }
    public Mid(String msg){
        //通过this调用同一类中重载的构造器
        this();
        System.out.println("8. Mid的带参数构造器，其参数值："
                + msg);
    }
}
class Leaf extends Mid{
    static{
        System.out.println("3. Leaf的静态初始化块");
    }
    {
        System.out.println("9. Leaf的普通初始化块");
    }
    public Leaf(){
        //通过super调用父类中有一个字符串参数的构造器
        super("尚硅谷");
        System.out.println("10. Leaf的构造器");
    }
}
public class LeafTest{
    public static void main(String[] args){
        new Leaf();
    }
}

抽象类与抽象方法（abstract关键字）

使用说明

抽象类不能创建对象，如果创建，编译无法通过而报错。只能创建其非抽象子类的对象。

理解：假设创建了抽象类的对象，调用抽象的方法，而抽象方法没有具体的方法体，没有意义。

抽象类是用来被继承的，抽象类的子类必须重写父类的抽象方法，并提供方法体。若没有重写全部的抽象方法，仍为抽象类。
抽象类中，也有构造方法，是供子类创建对象时，初始化父类成员变量使用的。

理解：子类的构造方法中，有默认的super()或手动的super(实参列表)，需要访问父类构造方法。
抽象类中，不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。

理解：未包含抽象方法的抽象类，目的就是不想让调用者创建该类对象，通常用于某些特殊的类结构设计。
抽象类的子类，必须重写抽象父类中所有的抽象方法，否则，编译无法通过而报错。除非该子类也是抽象类。

理解：假设不重写所有抽象方法，则类中可能包含抽象方法。那么创建对象后，调用抽象的方法，没有意义。

注意事项

不能用abstract修饰变量、代码块、构造器；
不能用abstract修饰私有方法、静态方法、final的方法、final的类。

应用：模板方法设计模式（TemplateMethod）

抽象类体现的就是一种模板模式的设计，抽象类作为多个子类的通用模板，子类在抽象类的基础上进行扩展、改造，但子类总体上会保留抽象类的行为方式。

解决的问题：

当功能内部一部分实现是确定的，另一部分实现是不确定的。这时可以把不确定的部分暴露出去，让子类去实现。
换句话说，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。

//抽象类的应用：模板方法的设计模式
public class TemplateMethodTest {
	public static void main(String[] args) {
		BankTemplateMethod dm = new DrawMoney();
		BankTemplateMethod mm = new ManageMoney();
		dm.process();
		mm.process();
	}
}
abstract class BankTemplateMethod {
	// 具体方法
	public void takeNumber() {
		System.out.println("取号排队");
	}

	public abstract void transact(); // 办理具体的业务 //钩子方法

	public void evaluate() {
		System.out.println("反馈评分");
	}

	// 模板方法，把基本操作组合到一起，子类一般不能重写
	public final void process() {
		this.takeNumber();
		this.transact();// 像个钩子，具体执行时，挂哪个子类，就执行哪个子类的实现代码
		this.evaluate();
	}
}

class DrawMoney extends BankTemplateMethod {
	public void transact() {
		System.out.println("我要取款！");
	}
}

class ManageMoney extends BankTemplateMethod {
	public void transact() {
		System.out.println("我要理财！");
	}
}

模板方法设计模式是编程中经常用得到的模式。各个框架、类库中都有他的影子，比如常见的有：

数据库访问的封装
Junit单元测试
JavaWeb的Servlet中关于doGet/doPost方法调用
Hibernate中模板程序
Spring中JDBCTemlate、HibernateTemplate等

JDK8中相关冲突问题

默认方法冲突问题

（1）类优先原则
当一个类，既继承一个父类，又实现若干个接口时，父类中的成员方法与接口中的抽象方法重名，子类就近选择执行父类的成员方法。代码如下：

//定义接口
public interface Friend {
    default void date(){//约会
        System.out.println("外面吃喝玩乐");
    }
}
//定义父类
public class Father {
    public void date(){//约会
        System.out.println("家里吃晚饭");
    }
}
//定义子类
public class Son extends Father implements Friend {
    @Override
    public void date() {
        //(1)不重写默认保留父类的
        //(2)调用父类被重写的
//        super.date();
        //(3)保留父接口的
//        Friend.super.date();
        //(4)完全重写
        System.out.println("在家点外卖");
    }
}
//测试
public class TestSon {
    public static void main(String[] args) {
        Son s = new Son();
        s.date();
    }
}

（2）接口冲突（左右为难）

当一个类同时实现了多个父接口，而多个父接口中包含方法签名相同的默认方法时，必须声明接口。

public interface BoyFriend {
    default void date(){//约会
        System.out.println("神秘约会");
    }
}

选择保留其中一个，通过“接口名.super.方法名"的方法选择保留哪个接口的默认方法。

public class Girl implements Friend,BoyFriend{
    @Override
    public void date() {
        //(1)保留其中一个父接口的
//        Friend.super.date();
//        BoyFriend.super.date();
        //(2)完全重写
        System.out.println("跟康师傅学Java");
    }
}

测试

public class TestGirl {
    public static void main(String[] args) {
        Girl girl = new Girl();
        girl.date();
    }
}

子接口重写默认方法时，default关键字可以保留。
子类重写默认方法时，default关键字不可以保留。

常量冲突问题

当子类继承父类又实现父接口，而父类中存在与父接口常量同名的成员变量，并且该成员变量名在子类中仍然可见。
当子类同时实现多个接口，而多个接口存在相同同名常量。
此时在子类中想要引用父类或父接口的同名的常量或成员变量时，就会有冲突问题。

父类和父接口：

public class SuperClass {
    int x = 1;
}

public interface SuperInterface {
    int x = 2;
    int y = 2;
}

public interface MotherInterface {
    int x = 3;
}

子类：

public class SubClass extends SuperClass implements SuperInterface,MotherInterface {
    public void method(){
//        System.out.println("x = " + x);//模糊不清
        System.out.println("super.x = " + super.x);
        System.out.println("SuperInterface.x = " + SuperInterface.x);
        System.out.println("MotherInterface.x = " + MotherInterface.x);
        System.out.println("y = " + y);//没有重名问题，可以直接访问
    }
}

枚举类

enum关键字声明枚举

【修饰符】 enum 枚举类名{
    常量对象列表
}

【修饰符】 enum 枚举类名{
    常量对象列表;
    
    对象的实例变量列表;
}

enum方式定义的要求和特点

枚举类的常量对象列表必须在枚举类的首行，因为是常量，所以建议大写。
列出的实例系统会自动添加 public static final 修饰。
如果常量对象列表后面没有其他代码，那么“；”可以省略，否则不可以省略“；”。
编译器给枚举类默认提供的是private的无参构造，如果枚举类需要的是无参构造，就不需要声明，写常量对象列表时也不用加参数
如果枚举类需要的是有参构造，需要手动定义，有参构造的private可以省略，调用有参构造的方法就是在常量对象名后面加(实参列表)就可以。
枚举类默认继承的是java.lang.Enum类，因此不能再继承其他的类型。
JDK5.0 之后switch，提供支持枚举类型，case后面可以写枚举常量名，无需添加枚举类作为限定。

开发中，当需要定义一组常量时，强烈建议使用枚举类。

enum中常用方法

String toString(): 默认返回的是常量名（对象名），可以继续手动重写该方法！
    
static 枚举类型[] values():返回枚举类型的对象数组。该方法可以很方便地遍历所有的枚举值，是一个静态方法
    
static 枚举类型 valueOf(String name)：可以把一个字符串转为对应的枚举类对象。要求字符串必须是枚举类对象的“名字”。如不是，会有运行时异常：IllegalArgumentException。
    
String name():得到当前枚举常量的名称。建议优先使用toString()。
    
int ordinal():返回当前枚举常量的次序号，默认从0开始

枚举类实现接口

和普通 Java 类一样，枚举类可以实现一个或多个接口
若每个枚举值在调用实现的接口方法呈现相同的行为方式，则只要统一实现该方法即可。
若需要每个枚举值在调用实现的接口方法呈现出不同的行为方式，则可以让每个枚举值分别来实现该方法

语法：

//1、枚举类可以像普通的类一样，实现接口，并且可以多个
//	但要求必须实现里面所有的抽象方法！
enum A implements 接口1，接口2{
	//抽象方法的实现
}

//2、如果枚举类的常量可以继续重写抽象方法!
enum A implements 接口1，接口2{
    常量名1(参数){
        //抽象方法的实现或重写
    },
    常量名2(参数){
        //抽象方法的实现或重写
    },
    //...
}

举例：

interface Info{
	void show();
}

//使用enum关键字定义枚举类
enum Season1 implements Info{
	//1. 创建枚举类中的对象,声明在enum枚举类的首位
	SPRING("春天","春暖花开"){
		public void show(){
			System.out.println("春天在哪里？");
		}
	},
	SUMMER("夏天","夏日炎炎"){
		public void show(){
			System.out.println("宁静的夏天");
		}
	},
	AUTUMN("秋天","秋高气爽"){
		public void show(){
			System.out.println("秋天是用来分手的季节");
		}
	},
	WINTER("冬天","白雪皑皑"){
		public void show(){
			System.out.println("2002年的第一场雪");
		}
	};
	//2. 声明每个对象拥有的属性:private final修饰
	private final String SEASON_NAME;
	private final String SEASON_DESC;
	//3. 私有化类的构造器
	private Season1(String seasonName,String seasonDesc){
		this.SEASON_NAME = seasonName;
		this.SEASON_DESC = seasonDesc;
	}
	public String getSEASON_NAME() {
		return SEASON_NAME;
	}
	public String getSEASON_DESC() {
		return SEASON_DESC;
	}
}