【JavaSE入门】:面向对象编程(进阶部分)

发布于:2023-01-24 ⋅ 阅读:(10) ⋅ 点赞:(0) ⋅ 评论:(0)

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目录

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🎈开发工具IDEA

IDEA常用快捷键

IDEA模板/自定义模板

断点调试(Debug)

🎈包

🎈访问修饰符

🎈面向对象编程的三大特征

🚩面向对象编程 - 封装

🚩面向对象编程 - 继承

📌super关键字

📌方法重写/覆盖(Override)

🚩面向对象编程 - 多态

Object类

equals方法

hashCode方法

toString方法

finalize方法


🎈开发工具IDEA

进入面向对象编程的学习阶段,编译器也应该使用更高级的了,这里引入Java的IDE(集成开发环境)- IDEA。IDEA全称是IntelliJ IDEA,是Java程序员公认的最好的Java开发工具。IDEA是JetBrains公司的产品,总部位于捷克的首都布拉格。IDEA除了支持Java开发,还支持HTML,CSS,PHP,MySQL,Python等

IDEA官网:JetBrains:软件开发人员和团队的必备工具

至于IDEA的下载和安装,以及破解,百度和B站是个神奇的工具,可自行解决,这里不过多赘述。

IDEA常用快捷键

IDEA常用快捷键
功能 快捷键
添加注释和取消注释 Ctrl + /
快速格式化代码 Ctal + Alt + L
删除当前行 Ctrl + Y
复制当前行到下一行 Ctrl + D
快速运行程序 Shift + F10
打开运行选择,可以选择运行指定类 Alt + Shift + F10
补全代码 Alt + /
导入该行需要的类(需要先配置auto import) Alt + Enter
快速生成构造器等 Alt + Insert
查看一个类的层级关系(在继承的学习中很好用) Ctrl + B
自动分配变量名 .var(在后面加上.var)

IDEA模板/自定义模板

在编写代码的过程中,有一些代码是经常使用的,比如输出语句,for循环等,为了提高程序员的效率,IDEA引入了模板功能,通过输入特定的简写快速补全相应代码

模板功能路径:File -> Settings -> Editor -> Live Templates,这里提供了很多模板,选到Java可以查看IDEA提供的Java模板,可以查看也可以自己添加模板.

IDEA常用模板
模板简写 对应模板
fori
for(int $INDEX$ = 0; $INDEX$ < $LIMIT$; $INDEX$++) {
  $END$
}
main
public static void main(String[] args){
  $END$
}
sout
System.out.println($END$);
St String

断点调试(Debug)

在开发中,程序员在查找错误时,可以使用断点调试,一步一步查看源码执行过程,从而发现错误所在,这也是成为一个优秀的程序员的必备技能。

在断点调试过程中,是运行状态,是以对象的运行类型来执行的

断点调试介绍:断点调试是指在程序的某一行设置一个断点,调试时,程序运行到这一行就会停住,然后你可以一步一步往下调试,调试过程中可以查看各个变量的值,出错的话,调试到出错的代码时即显示错误,这时就可以停下进行分析从而解决这个Bug

IDEA断点调试快捷键
快捷键 功能
F7 跳入方法内
Alt + Shift + F7 强制进入方法内
F8 逐行执行代码
Shift + F8 跳出方法
F9 resume,执行到下一个断点

IDEA调试过程如何进入查看JDK源码,有以下两种解决方法:

  1. 使用force step into,快捷键是:Alt + Shift + F7
  2. 配置IDEA,通过File -> Settings -> Build, Execution, Deployment -> Debuggar -> Stepping 找到Do not step into the classes,把java.*和javax.*取消勾选,应用并保存,其他的随意,下次调试通过F7也可进入JDK源码

🎈包

为了区分相同名字的类,Java引入了包的概念,包本质就是通过创建不同的文件夹/目录来保存类文件。当类很多时,使用目录可以进行很好的管理,同时,包也可以控制访问范围。

基本语法

package project.code.hello;
//1. package关键字,表示打包
//2. project.code.hello表示包名,
//   . 表示递归创建,在project文件下继续创建code文件,在code文件继续创建hello

包的命名规则

只能包含数字、字母、下划线、小圆点,不能使用数字开头,也不能是关键字或保留字

包的命名规范

一般是小写字母+小圆点,一般是com.公司名.项目名.业务模块名

常用的包:

  • java.lang.*        //lang 包是基本包,默认引入,不需要再引入
  • java.util.*        //util 包,系统提供的工具包,工具类,可以使用 Scanner
  • java.net.*        //网络包,网络开发
  • java.awt.*        //是做java的页面开发,GUI

引入包的基本语法:

import 包;

引入包的主要目的是要使用该包下的类,比如 import java.util.Scanner; 就只是引入一个类Scanner。而  import java.util.*; 表示将java.util包下所有的内容都引入。这里建议,我们需要使用到哪个类,就导入哪个类即可,不建议使用 * 导入

在IDEA中,可以通过 File -> Settings -> Editor -> General -> Auto Import,勾选Add unambiguous import on the fly 实现自动导入所使用类的包

注意事项:

  1. package 的作用是声明当前类所在的包,需要放在类的最上面,一个类中最多只有一句package
  2. import 指令位置放在package的下面,在类定义前面,可以有多条且没有顺序要求

🎈访问修饰符

Java提供四种访问修饰符号,用于控制方法和属性(成员变量)的访问权限(范围);

  1. 公开级别:用public修饰,对外公开
  2. 受保护级别:用protected修饰,对子类和同一个包中的类公开
  3. 默认级别:没有修饰符号,向同一个包的类公开
  4. 私有级别:用private修饰,只有类本身可以访问,不对外公开
四种访问修饰符的访问范围(*
访问级别 访问控制修饰符 同类 同包 子类 不同包
公开 public
受保护 protected ×
默认 没有修饰符 × ×
私有 private × × ×

注意事项:

修饰符可以用来修饰类、类中的属性及成员方法

只有默认和public才能修饰类!并且遵循上面表格中访问权限的特点

成员方法的访问规则和属性完全一样

🎈面向对象编程的三大特征

Java面向对象编程有三大特征:封装、继承、多态,下面逐一介绍:

🚩面向对象编程 - 封装

封装(Encapsulation)就是把抽象出的数据(属性)和对数据的操作(方法)封装在一起,数据被保护在内部,程序的其他部分只有通过被授权的操作(方法),才能对数据进行操作。

封装的理解和好处:就是把方法(排序细节、链接数据库等复杂操作)的实现细节给隐藏起来,用户不需要直到里面的细节,只通过传递参数即可得到想要的结果,同时可以对数据进行验证,保证安全合理。

封装的实现步骤:

  1. 将属性进行私有化(private)(不能直接修改\访问属性)
  2. 提供一个公共的(public)set方法,用于对属性判断并赋值
    public void setXxx(参数列表) {
        //Xxx表示某个属性
        //加入数据验证的判断逻辑
        属性 = 参数名;
    }
  3. 提供一个公共的(public)get方法,用于获取属性的值
    public 数据类型 getXxx(参数列表) {
        //Xxx表示某个属性
        //这里也可以加入权限判断
        return Xxx;
    }

IDEA快速编辑set、get方法的快捷键,和构造器一样。在类定义块中,使用快捷键Alt + Insert 快速打开Generate窗口,然后点击Setter和Getter即可快速得到该类的set、get方法。

🚩面向对象编程 - 继承

继承可以解决代码复用性,让编程更加靠近人类思维。当多个类存在相同的属性(变量)和方法时,可以从这些类中抽象出父类,在父类中定义这些相同的属性和方法,所有的子类不需要重新定义这些属性和方法,只需要通过extends来声明继承父类即可。

继承的基本语法:

class 子类 extends 父类{
    //特有属性
    //特有方法
}
  1. 通过使用extends关键字声明父类后,子类就会自动拥有父类定义的属性和方法
  2. 父类又叫超类、基类,子类又叫派生类
  3. Object是所有类的超类

继承的好处:

  • 代码的复用性提高了
  • 代码的扩展性和维护性提高了

注意事项:

  1. 子类继承了父类所有的属性和方法,非私有的属性和方法可以在子类直接访问,但是私有属性和方法不能在子类直接访问,要通过父类提供的公开的方法去访问(间接访问)
  2. 子类必须调用父类的构造器,完成父类的初始化
  3. 当创建子类对象时,不管使用子类的哪个构造器,默认情况下总会去调用父类的无参构造器,如果父类没有提供无参构造器,则必须在子类构造器中用super去指定使用父类的哪个构造器完成对父类的初始化工作,否则编译不通过
  4. 如果希望指定去调用父类的某个构造器,则显示的调用一下:super(参数列表)
  5. super在使用时,必须放在子类构造器的第一行(使用super调用父类构造器,那么super只能在构造器中使用
  6. super()和this()在构造器中使用时,都只能放在构造器第一行,也就是说,这两个方法不能共同存在于一个构造器。
  7. java所有类都是Object类的子类,Object类是所有类的基类
  8. 父类构造器的调用不限于直接父类,将一直往上追溯直到Object类(顶级父类)
  9. 子类最多只能继承一个父类(指直接继承)即java是单继承机制,若想让A类同时继承B类和C类,那么就只能通过形成链式继承结构,让A类继承B类,B类继承C类,就可以使A类达到同时继承C类和B类的效果
  10. 不能滥用继承,子类和父类之间必须满足一定的逻辑关系

继承的本质分析:

在子类中创建好对象后,访问属性和方法时,按以下查找关系来返回信息:

  1. 首先看当前子类(在没有使用super进行访问时)是否有该属性/方法
  2. 如果子类有这个属性/方法,并且可以访问,则返回信息
  3. 如果子类没有这个属性/方法,就看当前子类的直接父类有没有这个属性/方法,如果父类有该属性/方法,并且可以访问,就返回信息
  4. 如果当前子类的直接父类没有这个属性/方法,则继续找上级父类,直到Object类

📌super关键字

super代表父类的引用,用于访问父类的属性、方法、构造器,但不限于直接父类,可以追溯到顶级父类

基本语法:

  1. 访问父类的属性,但不能访问父类的private属性:super.属性名
  2. 访问父类的方法,不能访问父类的private方法:super.方法名(参数列表)
  3. 访问父类的构造器,只能放在构造器的第一句且只能出现一句:super(参数列表)

关于直接使用/属性方法名、this.属性/this.方法名、super.属性/super.方法名的使用细节如下。

属性/方法名、this.属性/this.方法名:

  1. 先找本类,如果有,则调用
  2. 如果没有,则找父类,如果父类中有并且可以调用,则调用
  3. 如果父类中没有,则继续找父类的父类,一直往上追溯,直到Object类
  4. 在查找过程中,如果找到了,但不能访问,则会报错且不会继续往上级父类追溯,相当于被截断;若一直查找到顶级父类,没有找到该方法,则提示方法不存在
  5. 属性查找和上述方法查找过程一致

super.属性/super.方法名:

使用super的查找顺序是直接从当前子类的直接父类查找,一直往上追溯至顶级父类,其他规则和上述this查找规则一样

super的好处:

  • 调用父类构造器,分工明确,父类属性由父类初始化,子类属性由子类初始化
  • 当子类中有和父类中的成员(属性和方法)重名时,为了访问父类的成员,必须通过super。若没有重名,使用super、this、直接访问是一样的效果
  • super的访问不限于直接父类,若多个超类(上级类)都有同名的成员,使用super访问遵循就近原则,同时遵守访问权限的相关规则
super和this的比较
区别点 this super
访问属性 访问本类中的属性,如果本类没有此属性则从父类中继续查找 从父类开始查找属性
调用方法 访问本类中的方法,如果本类没有此方法,则从父类继续查找 从父类开始查找方法
调用构造器 调用本类构造器,必须放在构造器的首行 调用父类构造器,必须放在子类构造器的首行
特殊 表示当前对象 子类中访问父类对象

📌方法重写/覆盖(Override)

简单来说,方法重写(覆盖)就是子类的一个方法,和父类的某个方法的名称、返回类型(可以是兼容)、参数列表都一样,当方法实现细节可能有所变化,即子类的这个方法重写了(覆盖了)父类的方法。

方法重写的满足条件:

  1. 子类的方法的参数列表、方法名称要和父类方法的参数列表、方法名称完全一样
  2. 子类方法的返回类型和父类方法的返回类型一样,或者是父类返回类型的子类(或者说是可以被父类兼容)
  3. 子类方法不能缩小父类方法的访问权限。访问权限关系:public > protected > 默认 > private
方法重写和方法重载的比较
名称 发生范围 方法名 形参列表 返回类型 修饰符
方法重载(Overlord) 本类 必须一样 类型、个数、顺序至少有一个不同 无要求 无要求
方法重写(Override) 父子类 必须一样 必须相同 子类重写的方法返回类型和父类方法返回类型一致,或者是父类方法返回类型的子类

子类方法不能缩小父类方法的访问范围

🚩面向对象编程 - 多态

方法或对象具有多种形态,是面向对象的第三大特征,多态是建立在封装和继承基础上的。

多态的具体体现:

  1. 方法的多态:方法重写和方法重载
  2. 对象的多态(下面着重介绍)

关于对象的几个要点:

  1. 一个对象的编译类型和运行类型可以不一致
  2. 编译类型在定义对象时就确定了,不能再改变
  3. 运行类型是可以变化的
  4. 编译类型看定义时 = 的左边,运行类型看 = 的右边

多态的前提是:两个对象(类)存在继承关系

多态的向上转型:

  • 本质:父类的引用指向了子类的对象
  • 语法:父类类型 引用名 = new 子类类型();
  • 特点:编译类型看左边,运行类型看右边,可以调用父类中所有的成员(需遵循访问权限),不能调用子类中特有的成员,最终运行效果看子类(运行类型)的具体实现

多态的向下转型:

  • 本质:将父类引用(指向了子类的对象)改回了子类引用
  • 语法:子类类型 引用名 = (子类类型) 父类引用;相当于强转
  • 特点:要求父类的引用必须指向的是当前目标类型的对象,向下转型后,可以调用子类类型中所有的成员

关于编译类型和运行类型:

  • 在编译阶段,能调用哪些成员,由编译类型来决定
  • 最终运行效果,看运行类型的具体实现,即调用方法时,从运行类型(子类)开始查找方法,然后调用,查找规则和上面提到的一样
  • 属性没有重写之说,也就是说属性的值看的是编译类型

Java的动态绑定机制:

  • 当调用对象方法的时候,该方法会和该对象的 内存地址/运行类型 绑定
  • 当调用对象属性时,没有动态绑定机制,哪里声明,那里使用

多态数组:

数组的定义类型(编译类型)为父类类型,里面保存的实际元素为子类类型(运行类型根据实际情况由JVM判断),运用了向上转型

instanceof:

可以使用instanceof来判断对象和类的关系,判断的是对象的运行类型是否为该类或该类的子类,表达式结果是一个boolean类型的值,常和向下转型配合使用

使用表达式:对象名 instanceof 类名

多态参数:

方法定义的参数类型为父类类型,在传递实参时允许实参为子类类型

Object类

下面介绍Object类中的几个常用的方法

equals方法

== 和 equals 的对比:

  1. ==是一个比较运算符,它既可以判断基本数据类型,又可以判断引用数据类型
  2. ==如果判断的是基本数据类型,则判断的是值是否相等;==如果判断的是引用数据类型,则判断的是地址是否相等,即判定是不是同一个对象
  3. equals是Object类中的方法,默认只能判断引用数据类型,子类中往往会重写该方法,用于判断内容是否相等

hashCode方法

声明:public native int hashCode();

返回该对象的哈希码值,支持此方法是为了提高哈希表的性能。实际上,由Object类定义的hashCode方法确实会针对不同的对象返回不同的整数,但这一般提高将该对象的内部地址转换成一个整数来实现的,Java编程语言不需要这种实现技巧

注意事项:

  1. 此方法可以提高具有哈希结果的容器的效率
  2. 两个引用,如果指向的是同一个对象,则哈希值肯定是一样的
  3. 两个引用,如果指向的是不同对象,则哈希值是不一样的
  4. 哈希值主要是根据地址号来转换,不能完全将哈希值等价于地址
  5. 在后面的集合中,hashCode如果需要的话,也会重写

toString方法

默认返回:全类名+@+哈希值的十六进制

注意事项:

  1. 子类中往往会重写toString方法,用于返回对象的属性信息,在IDEA中同样可以通过Alt+Insert快捷键快速创建
  2. 在子类中重写了toString方法后,直接打印对象或拼接对象时,都会默认调用该对象的toString方法
  3. 当直接输出一个对象时,toString方法会被默认的调用

finalize方法

这里简单提一下这个方法,当对象被回收时,系统会自动调用该对象的finalize方法,子类可以重写该方法,做一些释放资源的操作

注意事项:

  1. 对象什么时候会被回收:当某个对象没有任何引用时,则JVM就默认这个对象是一个垃圾对象,就会调用垃圾回收机制来销毁该对象,在销毁该对象前,会先调用finalize方法
  2. 垃圾回收机制:是由系统来决定的(即有自己的GC算法,GC算法后面会讲),也可以通过System.gc()主动触发垃圾回收机制
  3. 我们在实际开发过程中,几乎不会运用finalize方法,这里提一下更多是为了应付面试

学习记录:

  • 📆本篇博客整理于2022.8.4~2022.8.9,关于Java的学习先到此告一段落,后面将继续学习Linux以及C++
  • 🎓作者:如何写出最优雅的代码
  • 📑如有错误,敬请指正🌹🌹
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