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1 基础概念
1.1 二进制
字节是计算机中最小存储单元。计算机存储任何的数据，都是以字节的形式存储。8个bit（二进制位） 0000-0000表示为1个字节，写成1 byte或者1 B。
- 8 bit = 1 B
- 1024 B =1 KB
- 1024 KB =1 MB
- 1024 MB =1 GB
- 1024 GB = 1 TB
1.2 Java虚拟机
虚拟机是一种抽象化的计算机，通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。Java虚拟机（Java Virtual Machine，JVM ）有自己完善的硬体架构，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。Java虚拟机屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息，使得Java程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码)，就可以在多种平台上不加修改地运行。
所谓的java虚拟机，就是一台虚拟的机器。它是一款软件，用来执行一系列虚拟计算机指令，大体上虚拟机可以分为系统虚拟机和程序虚拟机。Visual Box、VMWare就属于系统虚拟机。他们完全是对物理计算机的仿真，提供一个可运行完整操作系统的软件平台。而java虚拟机就是典型程序虚拟机，它专门为执行单个计算机程序而设计，在java虚拟机中执行的指令我们称之为java字节码指令。java发展到今天，出现了很多虚拟机，最初sun使用的叫Classic的java虚拟机，到现在使用最广泛的是HotSpot虚拟机，除了sun以外还有BEA的JRockit,目前JRockit和HotSpot都被甲骨文公司收入旗下，大有整合的趋势。
任何软件的运行，都必须要运行在操作系统之上，而我们用Java编写的软件可以运行在任何的操作系
统上，这个特性称为Java语言的**跨平台特性**。该特性是由JVM实现的，我们编写的程序运行在JVM上，而JVM运行在操作系统上。
1.3 JRE 和 JDK
- JRE（Java Runtime Environment）：是Java程序的运行时环境，包含 JVM 和运行时所需要的 核心类库 。
- JDK（Java Development Kit)：是Java程序开发工具包，包含 JRE 和开发人员使用的工具。
我们想要运行一个已有的Java程序，那么只需安装 JRE 即可。我们想要开发一个全新的Java程序，那么必须安装 JDK 。
1.4 常量和变量
- 常量：程序运行中固定不变的量
- 变量：程序中运行可以变化的量
常量分类：
| 类型 | 含义 | 举例 |
| ---------- | -------------------------------------- | --------------------------- |
| 整数常量 | 所有的整数 | 0，1， 567， -9 |
| 小数常量 | 所有的小数 | 0.0， -0.1， 2.55 |
| 字符常量 | 单引号引起来,只能写一个字符,必须有内容 | 'a' ， ' '， '好' |
| 字符串常量 | 双引号引起来,可以写多个字符,也可以不写 | "A" ，"Hello" ，"你好" ，"" |
| 布尔常量 | 只有两个值 | true ， false |
| 空常量 | 只有一个值 | null |
变量分类：
Java的数据类型分为两大类：
- 基本数据类型 ：整数 、 浮点数 、 字符 、 布尔 。
- 引用数据类型 ：类 、 数组 、 接口 。
| 数据类型 | 关键字 | 占用内存 | 取值范围 |
| ------------ | -------------- | -------- | --------------------- |
| 字节型 | byte | 1个字节 | -128~127 |
| 短整型 | short | 2个字节 | -32768~32767 |
| 整型 | int（默认） | 4个字节 | $-2^{31}$~$2^{31}-1$ |
| 长整型 | long | 8个字节 | $-2^{63}$~$2^{63}-1$ |
| 单精度浮点数 | float | 4个字节 | 1.4013E-45~3.4028E+38 |
| 双精度浮点数 | double（默认） | 8个字节 | 4.9E-324~1.7977E+308 |
| 字符型 | char | 2个字节 | 0-65535 |
| 布尔类型 | boolean | 1个字节 | true，false |
>`long`类型：建议数据后加`L`表示
>`float`类型：建议数据后加`F`表示
1.5 数据类型转换
自动类型转换（隐式）
- 特点：代码不需要进行特殊处理，自动完成。
- 规则：数据范围从小到大。
强制类型转换（显式）
- 特点：代码需要进行特殊的格式处理，不能自动完成。
- 格式：范围小的类型 范围小的变量名 =（范围小的类型) 原本范围大的数据;
注意事项：
1. 强制类型转换一般不推荐使用，因为有可能发生精度损失、数据溢出。
2.`byte/short/char`这三种类型都可以发生数学运算，例如加法“`+`”.
3.`byte/short/char`这三种类型在运算的时候，都会被首先**提升成为int类型**，然后再计算。
4.`boolean`类型不能发生数据类型转换
1.6 运算符
算数运算符
| 符号 | 说明 |
| -------- | ---------------------------- |
| + | 加法运算，字符串连接运算 |
| - | 减法运算 |
| * | 乘法运算 |
| / | 除法运算 |
| % | 取模运算，两个数字相除取余数 |
| ++ 、 -- | 自增自减运算 |
**前++和后++的区别**
```java
publicstaticvoidmain(String[] args) {
inta = 1;
intb = ++a;
System.out.println(a);//计算结果是2
System.out.println(b);//计算结果是2
}
```
```java
publicstaticvoidmain(String[] args) {
inta = 1;
intb = a++;
System.out.println(a);//计算结果是2
System.out.println(b);//计算结果是1
}
```
赋值运算符
| 符号 | 说明 |
| ---- | ------ |
| = | 等于号 |
| += | 加等于 |
| - = | 减等于 |
| *= | 乘等于 |
| /= | 除等于 |
| %= | 取模等 |
比较运算符
| 符号 | 说明 |
| ---- | ------------------------------------------------------------ |
| == | 比较符号两边数据是否相等，相等结果是true。 |
| < | 比较符号左边的数据是否小于右边的数据，如果小于结果是true。 |
| > | 比较符号左边的数据是否大于右边的数据，如果大于结果是true。 |
| <= | 比较符号左边的数据是否小于或者等于右边的数据，如果小于结果是true。 |
| >= | 比较符号左边的数据是否大于或者等于右边的数据，如果小于结果是true。 |
| ！ = | 不等于符号 ，如果符号两边的数据不相等，结果是true。 |
逻辑运算符
| 符号 | 说明 |
| ---------- | ------------------------------------------------------------ |
| && 短路与 | 1. 两边都是true，结果是true<br/>2. 一边是false，结果是false<br/>**短路特点：符号左边是false，右边不再运算** |
| \|\| 短路或 | 1. 两边都是false，结果是false<br/>2. 一边是true，结果是true<br/>**短路特点： 符号左边是true，右边不再运算** |
| ！ 取反 | 1. ! true 结果是false<br/>2. ! false结果是true |
三元运算符
三元运算符格式：
```java
数据类型 变量名 = 布尔类型表达式？结果1：结果2;
```
示例：
```java
publicstaticvoidmain(String[] args) {
inti = (1==2?100:200);
System.out.println(i);//200
intj = (3<=4?500:600);
System.out.println(j);//500
}
```
1.7 JShell脚本工具
JShell脚本工具是JDK9的新特性,当我们编写的代码非常少的时候，而又不愿意编写类，main方法，也不愿意去编译和运行，这个时候可以使用JShell工具。
启动JShell工具，在DOS命令行直接输入JShell命令。
1.8 IDEA快捷键
| 快捷键 | 功能 |
| ------------------------ | -------------------------------------- |
| Alt + Enter | 导入包，自动代码修正 |
| Ctrl+Y | 删除光标所在行 |
| Ctrl+D | 复制光标所在行的内容，插入光标位置下面 |
| Ctrl+Alt+L | 格式化代码 |
| Ctrl+/ | 单行注释 |
| Ctrl+Shift+/ | 选中代码注释，多行注释，再按取消注释 |
| Alt+Ins | 自动生成代码，toString，get，set等方法 |
| Alt+Shift+ 上下箭头 | 移动当前代码行 |
| Shift+F6 | 同时修改不同地方的同一个量 |
| 输入sout | System.out.println(); |
| 输入psvm | public static void main(String[] args) |
| 输入5.fori | for（int i = 0; i < 5; i++) |
| 输入arr.fori或者arr.forr | for循环变量数组 |
2 流程控制语句
2.1 判断语句if-else
语句格式：
```java
if (判断条件1) {
执行语句1;
} elseif (判断条件2) {
执行语句2;
}
...
}elseif (判断条件n) {
执行语句n;
} else {
执行语句n+1;
}
```
2.2 选择语句swich-case
语句格式：
```java
switch(表达式) {
case 常量值1:
语句体1;
break;
case 常量值2:
语句体2;
break;
...
default:
语句体n+1;
break;
}
```
2.3 循环语句
循环语句for
语句格式：
```java
for(初始化表达式①; 布尔表达式②; 步进表达式④){
循环体③
}
```
执行流程
执行顺序：①②③④ >②③④>②③④…②不满足为止。
①负责完成循环变量初始化
②负责判断是否满足循环条件，不满足则跳出循环
③具体执行的语句
④循环后，循环条件所涉及变量的变化情况
循环语句while
语句格式1:
```java
初始化表达式①
while(布尔表达式②){
循环体③
步进表达式④
}
```
执行流程
执行顺序：①②③④ >②③④>②③④…②不满足为止。
①负责完成循环变量初始化。
②负责判断是否满足循环条件，不满足则跳出循环。
③具体执行的语句。
④循环后，循环变量的变化情况。
语句格式2：
```java
初始化表达式①
do{
循环体③
步进表达式④
}while(布尔表达式②);
```
执行流程
执行顺序：①③④ >②③④>②③④…②不满足为止。
①负责完成循环变量初始化。
②负责判断是否满足循环条件，不满足则跳出循环。
③具体执行的语句
④循环后，循环变量的变化情况
2.4 break和continue
break
使用场景：终止 switch或者循环
- 在选择结构 switch语句中
- 在循环语句中
- 离开使用场景的存在是没有意义的
示例：
```java
publicstaticvoidmain(String[] args) {
for (inti = 1; i<=10; i++) {
//需求:打印完两次HelloWorld之后结束循环
if(i == 3){
break;
}
System.out.println("HelloWorld"+i);
}
}
```
continue
使用场景：结束本次循环，继续下一次的循环
示例：
```java
publicstaticvoidmain(String[] args) {
for (inti = 1; i <= 10; i++) {
//需求:不打印第三次HelloWorld
if(i == 3){
continue;
}
System.out.println("HelloWorld"+i);
}
}
```
3 数组
3.1 容器
容器： 是将多个数据存储到一起，每个数据称为该容器的元素。
3.2 数组概念
数组概念： 数组就是存储数据长度固定的容器，保证多个数据的数据类型要一致。
3.3 数组的定义
方式一
格式：
```java
数组存储的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度];
```
示例：
```java
int[] arr = newint[3];
```
方式二
格式：
```java
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};
```
示例：
```java
int[] arr = newint[]{1,2,3,4,5};
```
方式三
格式：
```java
数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3...};
```
示例：
```java
int[] arr = {1,2,3,4,5};
```
【注意】：
1. 数组有定长特性，长度一旦指定，不可更改
2.`方式三`同样也进行了`new`操作
3.4 数组操作
- 索引： 每一个存储到数组的元素，都会自动的拥有一个编号，从0开始，这个自动编号称为数组索引(index)，可以通过数组的索引访问到数组中的元素。
- 数组的长度： 每个数组都具有长度，而且是固定的，Java中赋予了数组的一个属性，可以获取到数组的长度，语句为： `数组名 .length` ，属性length的执行结果是数组的长度，int类型结果。由次可以推断出，数组的最大索引值为` 数组名 .length-1 `。
- 索引访问数组中的元素: `数组名[索引]`
示例：
``` java
publicstaticvoidmain(String[] args) {
//定义存储int类型数组，赋值元素1，2，3，4，5
int[] arr = {1,2,3,4,5};
//为0索引元素赋值为6
arr[0] = 6;
//获取数组0索引上的元素
inti = arr[0];
System.out.println(i);
//直接输出数组0索引元素
System.out.println(arr[0]);
}
```
数组取最大值
代码如下：
```java
publicstaticvoidmain(String[] args) {
int[] arr = { 5, 15, 2000, 10000, 100, 4000 };
//定义变量，保存数组中0索引的元素
intmax = arr[0];
//遍历数组，取出每个元素
for (inti = 0; i < arr.length; i++) {
//遍历到的元素和变量max比较
//如果数组元素大于max
if (arr[i] > max) {
//max记录住大值
max = arr[i];
}
}
System.out.println("数组最大值是： " + max);
}
```
数组反转
代码如下：
```java
publicstaticvoidmain(String[] args) {
int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
/*
循环中定义变量min=0最小索引
max=arr.length‐1最大索引
min++,max‐‐
*/
for (intmin = 0, max = arr.length ‐ 1; min <= max; min++, max‐‐) {
//利用第三方变量完成数组中的元素交换
inttemp = arr[min];
arr[min] = arr[max];
arr[max] = temp;
}
// 反转后，遍历数组
for (inti = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
}
```
3.5 数组内存划分
内存是计算机中的重要原件，临时存储区域，作用是运行程序。我们编写的程序是存放在硬盘中的，在硬盘中的程序是不会运行的，必须放进内存中才能运行，运行完毕后会清空内存。
Java虚拟机要运行程序，必须要对内存进行空间的分配和管理。
**Java的内存需要划分成为5个部分:**
1. 栈（Stack）: 存放的都是方法中的局部变量。**方法的运行一定要在栈当中运行。**
- 局部变量:方法的参数，或者是方法{}内部的变量
- 作用域:一旦超出作用域，立刻从栈内存当中消失。
2. 堆（Heap）: 凡是new出来的东西，都在堆当中。
- 堆内存里面的东西都有一一个地址值: 16进制
- 堆内存里面的数据，都有默认值。规则:
- 如果是整数: 默认为`0`
- 如果是浮点数: 默认为`0.0`
- 如果是字符: 默认为`'\u0000'`
- 如果是布尔: 默认为`false`
- 如果是引用类型: 默认为`null`
3. 方法区（Method Area）: 存储class相关信息，包含方法的信息。
4. 本地方法栈（Native Method Stack）: 与操作系统相关。
5. 寄存器（PC Register）: 与CPU相关。
示例：
```java
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 定义数组，存储3个元素
int[] arr = newint[3];
//数组索引进行赋值
arr[0] = 5;
arr[1] = 6;
arr[2] = 7;
//输出3个索引上的元素值
System.out.println(arr[0]);
System.out.println(arr[1]);
System.out.println(arr[2]);
}
```
代码执行流程：
1. main方法进入方法栈。程序运行前main方法存储在方法区，程序运行时，main方法进入栈
2. 创建数组。JVM在堆内存中开辟一个内存空间存储数组（new int[3])，数组中的三个元素默认值为0。内存地址以一个十六进制数表示（0xff343）。
3. JVM将内存地址赋值给变量 arr。**变量arr保存的是数组内存中的地址，而不是一个具体的数值，因此数组为引用数据类型。**
4. 根据数组索引给数组的3个元素赋值，分布赋值为5，6，7。然后进行打印。
 {
// 定义数组，存储3个元素
int[] arr = newint[3];
//数组索引进行赋值
arr[0] = 5;
arr[1] = 6;
arr[2] = 7;
//输出3个索引上的元素值
System.out.println(arr[0]);
System.out.println(arr[1]);
System.out.println(arr[2]);
//定义数组变量arr2，将arr的地址赋值给arr2
int[] arr2 = arr;
arr2[1] = 9;
System.out.println(arr[1]);
}
```
上述代码中，arr和arr2都指向同一个内存地址，`arr2[1] = 9`执行后，`arr[1]`也会跟着改变。
4 面向对象
Java语言是一种面向对象的程序设计语言，而面向对象思想是一种程序设计思想，我们在面向对象思想的指引下，
使用Java语言去设计、开发计算机程序。 这里的对象泛指现实中一切事物，每种事物都具备自己的属性和行为。面向对象思想就是在计算机程序设计过程中，参照现实中事物，将事物的属性特征、行为特征抽象出来，描述成计算机事件的设计思想。 它区别于面向过程思想，强调的是通过调用对象的行为来实现功能，而不是自己一步一步的去操作实现。
面向对象思想是一种更符合我们思考习惯的思想，它可以将复杂的事情简单化，并将我们从执行者变成了指挥者。**面向对象的语言中，包含了三大基本特征，即封装、继承和多态。**
4.1 类和对象
- 类 ：是一组相关**属性**和**行为**的集合。可以看成是一类事物的模板，使用事物的属性特征和行为特征来描述该
类事物。
- 属性：事物的状态信息。
- 行为：事物能够做什么。
- 对象 ：是一类事物的具体体现。对象是类的一个实例，必然具备该类事物的属性和行为。
- 类与对象的关系
- 类是对一类事物的描述，是**抽象的**。
- 对象是一类事物的实例，是**具体的**。
- 类是对象的模板，对象是类的实体 。
4.2 类的定义
定义格式：
```java
publicclassClassName {
//成员变量
//成员方法
}
```
示例：
```java
publicclassStudent {
//成员变量
String name；//姓名
int age；//年龄
//成员方法
//学习的方法
publicvoidstudy() {
System.out.println("好好学习，天天向上");
}
//吃饭的方法
publicvoid eat() {
System.out.println("学习饿了要吃饭");
}
}
```
4.3 对象使用
对象的使用格式
创建对象：
```java
类名 对象名 = new 类名();
```
使用对象访问类中的成员:
```java
对象名.成员变量；
对象名.成员方法()；
```
示例：
```java
publicclassTest01_Student {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
//创建对象格式：类名 对象名 = new 类名();
Students = newStudent();
System.out.println("s:"+s); //cn.itcast.Student@100363
//直接输出成员变量值
System.out.println("姓名："+s.name); //null
System.out.println("年龄："+s.age); //0
System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
//给成员变量赋值
s.name = "赵丽颖";
s.age = 18;
//再次输出成员变量的值
System.out.println("姓名："+s.name); //赵丽颖
System.out.println("年龄："+s.age); //18
System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
//调用成员方法
s.study(); // "好好学习，天天向上"
s.eat(); // "学习饿了要吃饭"
}
}
```
成员变量的默认值
- 基本类型：
- 整数（byte，short，int，long）：`0`
- 浮点数（float，double）：`0.0`
- 字符（char）： `'\u0000'`
- 布尔（boolean）：`false`
- 引用类型：数组，类，接口 `null`
4.4 成员变量和局部变量区别
```java
publicclassCar{
Stringcolor; //成员变量
publicvoiddrive(){
intspeed = 80; //局部变量
//......
}
}
```
- 在类中的位置不同
- 成员变量：类中，方法外
- 局部变量：方法中或者方法声明上（形式参数)
- 作用范围不一样
- 成员变量：类中
- 局部变量：方法中
- 初始化值的不同
- 成员变量：有默认值
- 局部变量：没有默认值。必须先定义，赋值，最后使用在内
- 存中的位置不同
- 成员变量：堆内存
- 局部变量：栈内存
- 生命周期不同
- 成员变量：随着对象的创建而存在，随着对象的消失而消失
- 局部变量：随着方法的调用而存在，随着方法的调用完毕而消失
5 封装
面向对象编程语言是对客观世界的模拟，客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的，外界无法直接操作和修改。封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被其他类随意访问。要访问该类的数据，必须通过指定的方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护，也加强了代码的安全性。
封装的步骤
1. 使用 private 关键字来修饰成员变量。
2. 对需要访问的成员变量，提供对应的一对 getXxx 方法 、 setXxx 方法。
5.1 private关键字
private的含义
1.`private`是一个权限修饰符，代表最小权限。
2. 可以修饰成员变量和成员方法。
3. 被`private`修饰后的成员变量和成员方法，只在本类中才能访问。
private的使用格式：
```java
private 数据类型 变量名;
```
1. 使用 private 修饰成员变量，代码如下：
```java
publicclassStudent {
privateStringname;
privateintage;
}
```
2. 提供 getXxx 方法 / setXxx 方法，可以访问成员变量，代码如下：
```java
publicclassStudent {
privateStringname;
privateintage;
publicvoidsetName(Stringn) {
name = n;
}
publicStringgetName() {
return name;
}
publicvoidsetAge(inta) {
age = a;
}
publicintgetAge() {
return age;
}
}
```
5.2 this关键字
this的含义this代表所在类的当前对象的引用（地址值），即对象自己的引用。
**方法被哪个对象调用，方法中的`this`就代表那个对象。即谁在调用，this就代表谁。**
this使用格式:
```java
this.成员变量名;
```
使用 this 修饰方法中的变量，解决成员变量被隐藏的问题，代码如下：
> 由于形参变量名与成员变量名重名，导致成员变量名被隐藏，方法中的变量名，无法访问到成员变量，从而赋值失败。所以，我们只能使用this关键字，来解决这个重名问题。
```java
publicclassStudent {
privateStringname;
privateintage;
publicvoidsetName(Stringname) {
//name = name;
this.name = name;
}
publicStringgetName() {
return name;
}
publicvoidsetAge(intage) {
//age = age;
this.age = age;
}
publicintgetAge() {
return age;
}
```
5.3 构造方法
当一个对象被创建时候，构造方法用来初始化该对象，给对象的成员变量赋初始值。
**无论你与否自定义构造方法，所有的类都有构造方法，因为Java自动提供了一个无参数构造方法，一旦自己定义了构造方法，Java自动提供的默认无参数构造方法就会失效。**
构造方法的定义格式:
```java
修饰符 构造方法名(参数列表){
// 方法体
}
```
构造方法的写法上，方法名与它所在的类名相同。它没有返回值，所以不需要返回值类型，甚至不需要void。使用构造方法后，代码如下：
```java
publicclassStudent {
privateStringname;
privateintage;
// 无参数构造方法
publicStudent() {}
// 有参数构造方法
publicStudent(Stringname,intage) {
this.name = name;
this.age = age;
}
}
```
注意事项
1. 如果你不提供构造方法，系统会给出无参数构造方法。
2. 如果你提供了构造方法，系统将不再提供无参数构造方法。
3. 构造方法是可以重载的，既可以定义参数，也可以不定义参数。
5.4 JavaBean
JavaBean 是 Java语言编写类的一种标准规范。符合 JavaBean 的类，要求类必须是具体的和公共的，并且具有无参数的构造方法，提供用来操作成员变量的 set 和 get 方法。
```java
publicclassClassName{
//成员变量
//构造方法
//无参构造方法【必须】
//有参构造方法【建议】
//成员方法
//getXxx()
//setXxx()
}
```
编写符合 JavaBean 规范的类，以学生类为例，标准代码如下：
```java
publicclassStudent {
//成员变量
privateStringname;
privateintage;
//构造方法
publicStudent() {}
publicStudent(Stringname,intage) {
this.name = name;
this.age = age;
}
//成员方法
publicvoidsetName(Stringname) {
this.name = name;
}
publicStringgetName() {
return name;
}
publicvoidsetAge(intage) {
this.age = age;
}
publicintgetAge() {
return age;
}
}
```
6 继承
多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那一个类即可。
其中，多个类可以称为子类，单独那一个类称为父类、超类（superclass）或者基类。
父类更通用，子类更具体。我们通过继承，可以使多种事物之间形成一种关系体系。
6.1 定义
**继承** ：就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。
好处:
1. 提高代码的复用性。
2. 类与类之间产生了关系，是多态的前提。
格式：
通过 `extends` 关键字，可以声明一个子类继承另外一个父类，定义格式如下：
```java
class父类 {
...
}
class子类extends 父类 {
...
}
```
示例：
```java
/*
* 定义员工类Employee，做为父类
*/
classEmployee {
Stringname; // 定义name属性
// 定义员工的工作方法
publicvoidwork() {
System.out.println("尽心尽力地工作");
}
}
/*
* 定义讲师类Teacher 继承 员工类Employee
*/
classTeacherextendsEmployee {
// 定义一个打印name的方法
publicvoidprintName() {
System.out.println("name=" + name);
}
}
/*
* 定义测试类
*/
publicclassExtendDemo01 {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 创建一个讲师类对象
Teachert = newTeacher();
// 为该员工类的name属性进行赋值
t.name = "小明";
// 调用该员工的printName()方法
t.printName(); // name = 小明
// 调用Teacher类继承来的work()方法
t.work(); // 尽心尽力地工作
}
}
```
6.2 继承后的特点
成员变量
- 成员变量不重名
- 如果子类父类中出现不重名的成员变量，这时的访问是没有影响的。
- 成员变量重名
- 如果子类父类中出现重名的成员变量，这时的访问是有影响的。
- 子父类中出现了同名的成员变量时，在子类中需要访问父类中非私有成员变量时，需要使用 `super` 关键字，修饰父类成员变量，类似于之前学过的 ` this` 。
成员方法
- 成员方法不重名
- 如果子类父类中出现不重名的成员方法，这时的调用是没有影响的。
- 对象调用方法时，会先在子类中查找有没有对应的方法，若子类中存在就会执行子类中的方法，若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。
- 成员方法重名 ——**重写(Override)**
- 如果子类父类中出现重名的成员方法，这时的访问是一种特殊情况，叫做方法重写（Override)。
构造方法
- 构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
- 构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个 super() ，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。
```java
classFu {
privateintn;
Fu(){
System.out.println("Fu()");
}
}
classZiextendsFu {
Zi(){
// super（），调用父类构造方法
super();
System.out.println("Zi（）");
}
}
publicclassExtendsDemo07{
publicstaticvoidmain (Stringargs[]){
Zizi = newZi();
}
}
输出结果：
Fu（）
Zi（）
```
Java继承特点
Java只支持单继承，不支持多继承。
6.3 重写（Override）
方法重写 ：子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。声明不变，重新实现。
示例：
子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。既沿袭了父类的功能名称，又根据子类的需要重新实现父类方法，从而进行扩展增强。比如新的手机增加来电显示头像的功能，代码如下：
```java
classPhone {
publicvoidsendMessage(){
System.out.println("发短信");
}
publicvoidcall(){
System.out.println("打电话");
}
publicvoidshowNum(){
System.out.println("来电显示号码");
}
}
//智能手机类
classNewPhoneextendsPhone {
//重写父类的来电显示号码功能，并增加自己的显示姓名和图片功能
publicvoidshowNum(){
//调用父类已经存在的功能使用super
super.showNum();
//增加自己特有显示姓名和图片功能
System.out.println("显示来电姓名");
System.out.println("显示头像");
}
}
publicclassExtendsDemo06 {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 创建子类对象
NewPhonenp = newNewPhone()；
// 调用父类继承而来的方法
np.call();
// 调用子类重写的方法
np.showNum();
}
}
```
**注意事项**
1. 子类方法覆盖父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。
2. 子类方法覆盖父类方法，返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。
6.4 super 和this
父类空间优先于子类对象产生
在每次创建子类对象时，先初始化父类空间，再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间，便可以包含其父类的成员，如果父类成员非private修饰，则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构造方法调用时，一定先调用父类的构造方法。
super和this的含义
- super ：代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。
- this ：代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)。
super和this的用法
1. 访问成员
```java
this.成员变量 ‐‐ 本类的
super.成员变量 ‐‐ 父类的
this.成员方法名() ‐‐ 本类的
super.成员方法名() ‐‐ 父类的
```
示例：
```java
classAnimal {
publicvoideat() {
System.out.println("animal : eat");
}
}
classCatextendsAnimal {
publicvoideat() {
System.out.println("cat : eat");
}
publicvoideatTest() {
this.eat(); // this 调用本类的方法
super.eat(); // super 调用父类的方法
}
}
publicclassExtendsDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
Animala = newAnimal();
a.eat();
Catc = newCat();
c.eatTest();
}
}
输出结果为：
animal : eat
cat : eat
animal : eat
```
2. 访问构造方法
```java
this(...) ‐‐ 本类的构造方法
super(...) ‐‐ 父类的构造方法
```
- 子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。
- super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。
6.5 抽象类-abstract
父类中的方法，被它的子类们重写，子类各自的实现都不尽相同。那么父类的方法声明和方法主体，只有声明还有意义，而方法主体则没有存在的意义了。我们把没有方法主体的方法称为**抽象方法**。**Java语法规定，包含抽象方法的类就是抽象类**。
抽象方法 : 没有方法体的方法。
使用 abstract 关键字修饰方法，该方法就成了抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体
格式：
```java
修饰符 abstract 返回值类型 方法名 (参数列表);
```
示例：
```java
publicabstractvoidrun();
```
抽象类 ：包含抽象方法的类。
格式：
```java
abstractclass类名字 {
}
```
示例：
```java
publicabstractclassAnimal {
publicabstractvoidrun()；
}
```
抽象的使用：
继承抽象类的子类必须重写父类所有的抽象方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该父类的抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能创建对象，失去意义。
```java
publicclassCatextendsAnimal {
publicvoidrun (){
System.out.println("小猫在墙头走~~~")；
}
}
publicclassCatTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 创建子类对象
Catc = newCat();
// 调用run方法
c.run();
}
}
输出结果：
小猫在墙头走~~~
```
此时的方法重写，是子类对父类抽象方法的完成实现，我们将这种方法重写的操作，也叫做实现方法。
7 多态
多态 ： 是指同一行为，具有多个不同表现形式。
7.1 多态的体现
多态体现的格式：
```java
父类类型 变量名 = new 子类对象； //父类类型：指子类对象继承的父类类型，或者实现的父接口类型。
变量名.方法名();
```
当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，执行的是子类重写后方法。
定义父类：
```java
publicabstractclassAnimal {
publicabstractvoideat();
}
```
定义子类：
```java
classCatextendsAnimal {
publicvoideat() {
System.out.println("吃鱼");
}
}
classDogextendsAnimal {
publicvoideat() {
System.out.println("吃骨头");
}
}
```
定义测试类：
```java
publicclassTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 多态形式，创建对象
Animala1 = newCat();
// 调用的是 Cat 的 eat
a1.eat();
// 多态形式，创建对象
Animala2 = newDog();
// 调用的是 Dog 的 eat
a2.eat();
}
}
```
7.2 多态的好处
实际开发的过程中，父类类型作为方法形式参数，传递子类对象给方法，进行方法的调用，更能体现出多态的扩展性与便利。
定义父类：
```java
publicabstractclassAnimal {
publicabstractvoideat();
}
```
定义子类：
```java
classCatextendsAnimal {
publicvoideat() {
System.out.println("吃鱼");
}
}
classDogextendsAnimal {
publicvoideat() {
System.out.println("吃骨头");
}
}
```
定义测试类：
```java
publicclassTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 多态形式，创建对象
Catc = newCat();
Dogd = newDog();
// 调用showCatEat
showCatEat(c);
// 调用showDogEat
showDogEat(d);
/*
以上两个方法, 均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代
而执行效果一致
*/
showAnimalEat(c);
showAnimalEat(d);
}
publicstaticvoidshowCatEat (Catc){
c.eat();
}
publicstaticvoidshowDogEat (Dogd){
d.eat();
}
publicstaticvoidshowAnimalEat (Animala){
a.eat();
}
}
```
由于多态特性的支持， showAnimalEat方法的Animal类型，是Cat和Dog的父类类型，父类类型接收子类对象，当然可以把Cat对象和Dog对象，传递给方法。
当eat方法执行时，多态规定，执行的是子类重写的方法，那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致，所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法。
不仅仅是替代，在扩展性方面，无论之后再多的子类出现，我们都不需要编写showXxxEat方法了，直接使用showAnimalEat都可以完成。
所以，多态的好处，体现在，可以使程序编写的更简单，并有良好的扩展。
7.3 引用类型转换
多态的转型分为向上转型与向下转型两种
向上转型
向上转型 ：多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程，这个过程是默认的。当父类引用指向一个子类对象时，便是向上转型。
使用格式：
```java
父类类型 变量名 = new 子类类型();
如：Animala = newCat();
```
向下转型
向下转型 ：父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。一个已经向上转型的子类对象，将父类引用转为子类引用，可以使用强制类型转换的格式，便是向下转型。
使用格式：
```java
子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如:Catc =(Cat) a;
```
为什么要转型
当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误。也就是说，不能调用子类拥有，而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。
转型演示，代码如下：
定义类：
```java
abstractclassAnimal {
abstractvoideat();
}
classCatextendsAnimal {
publicvoideat() {
System.out.println("吃鱼");
}
publicvoidcatchMouse() {
System.out.println("抓老鼠");
}
}
classDogextendsAnimal {
publicvoideat() {
System.out.println("吃骨头");
}
publicvoidwatchHouse() {
System.out.println("看家");
}
}
```
定义测试类：
```java
publicclassTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 向上转型
Animala = newCat();
a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat
// 向下转型
Catc = (Cat)a;
c.catchMouse(); // 调用的是 Cat 的 catchMouse
}
}
```
转型的异常
转型的过程中，一不小心就会遇到这样的问题，请看如下代码：
```java
publicclassTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 向上转型
Animala = newCat();
a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat
// 向下转型
Dogd = (Dog)a;
d.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】
}
}
```
这段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了 `ClassCastException `，类型转换异常！这是因为，明明创建了Cat类型对象，运行时，当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系，不符合类型转换的定义。
为了避免`ClassCastException`的发生，Java提供了 ` instanceof `关键字，给引用变量做类型的校验，格式如下：
```java
变量名 instanceof 数据类型
如果变量属于该数据类型，返回true。
如果变量不属于该数据类型，返回false。
```
所以，转换前，我们最好先做一个判断，代码如下：
```java
publicclassTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 向上转型
Animala = newCat();
a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat
// 向下转型
if (a instanceof Cat){
Catc = (Cat)a;
c.catchMouse(); // 调用的是 Cat 的 catchMouse
} elseif (a instanceof Dog){
Dogd = (Dog)a;
d.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse
}
}
}
```
8 接口
接口，是Java语言中一种引用类型，是方法的集合，如果说类的内部封装了成员变量、构造方法和成员方法，那么接口的内部主要就是封装了方法，包含**抽象方法**（JDK 7及以前），**默认方法**和**静态方法**（JDK 8），**私有方法**（JDK 9）。
接口的定义，它与定义类方式相似，但是使用 interface 关键字。它也会被编译成.class文件，但一定要明确它并不是类，而是另外一种引用数据类型。
接口的使用，它不能创建对象，但是可以被实现（ implements ，类似于被继承）。一个实现接口的类（可以看做是接口的子类），需要实现接口中所有的抽象方法，创建该类对象，就可以调用方法了，否则它必须是一个抽象类。
定义格式
```java
publicinterface接口名称 {
// 抽象方法
// 默认方法
// 静态方法
// 私有方法
}
```
类与接口的关系为实现关系，即类实现接口，该类可以称为接口的实现类，也可以称为接口的子类。实现的动作类似继承，格式相仿，只是关键字不同，实现使用 ` implements` 关键字。
非抽象子类实现接口：
1. 必须重写接口中所有抽象方法。
2. 继承了接口的默认方法，即可以直接调用，也可以重写。
实现格式：
```java
class类名implements 接口名 {
// 重写接口中抽象方法【必须】
// 重写接口中默认方法【可选】
}
```
8.1 抽象方法
抽象方法：使用 `abstract` 关键字修饰，可以省略，没有方法体。该方法供子类实现使用。
**抽象方法必须实现。**
定义接口：
```java
publicinterfaceLiveAble {
// 定义抽象方法
publicabstractvoideat();
publicabstractvoidsleep();
}
```
接口实现类：
```java
publicclassAnimalimplementsLiveAble {
@Override
publicvoideat() {
System.out.println("吃东西");
}
@Override
publicvoidsleep() {
System.out.println("晚上睡");
}
}
```
测试类：
```java
publicclassInterfaceDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 创建子类对象
Animala = newAnimal();
// 调用实现后的方法
a.eat();
a.sleep();
}
}
输出结果：
吃东西
晚上睡
```
8.2 默认方法
使用 `default `修饰，不可省略，供子类调用或者子类重写。
可以**继承**，可以**重写**，二选一，但是只能通过实现类的对象来调用。
继承默认方法
定义接口：
```java
publicinterfaceLiveAble {
publicdefaultvoidfly(){
System.out.println("天上飞");
}
}
```
定义实现类：
```java
publicclassAnimalimplementsLiveAble {
// 继承，什么都不用写，直接调用
}
```
定义测试类：
```java
publicclassInterfaceDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 创建子类对象
Animala = newAnimal();
// 调用默认方法
a.fly();
}
}
输出结果：
天上飞
```
重写默认方法
定义接口:
```java
publicinterfaceLiveAble {
publicdefaultvoidfly(){
System.out.println("天上飞");
}
}
```
定义实现类：
```java
publicclassAnimalimplementsLiveAble {
@Override
publicvoidfly() {
System.out.println("自由自在的飞");
}
}
```
定义测试类：
```java
publicclassInterfaceDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 创建子类对象
Animala = newAnimal();
// 调用重写方法
a.fly();
}
}
输出结果：
自由自在的飞
```
8.3 静态方法
静态方法：使用 static 修饰，供接口直接调用。
静态方法与.class 文件相关，**只能使用接口名调用**，不可以通过实现类的类名或者实现类的对象调用
定义接口：
```java
publicinterfaceLiveAble {
publicstaticvoidrun(){
System.out.println("跑起来~~~");
}
}
```
定义实现类：
```java
publicclassAnimalimplementsLiveAble {
// 无法重写静态方法
}
```
测试类：
```java
publicclassInterfaceDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// Animal.run(); // 【错误】无法继承方法,也无法调用
LiveAble.run(); //
}
}
输出结果：
跑起来~~~
```
8.4 私有方法
私有方法：使用 `private` 修饰，供接口中的默认方法或者静态方法调用。
- 私有方法：只有默认方法可以调用。
- 私有静态方法：默认方法和静态方法可以调用。
如果一个接口中有多个默认方法，并且方法中有重复的内容，那么可以抽取出来，封装到私有方法中，供默认方法去调用。从设计的角度讲，私有的方法是对默认方法和静态方法的辅助。
示例：
```java
publicinterfaceLiveAble {
defaultvoidfunc(){
func1();
func2();
}
privatevoidfunc1(){
System.out.println("跑起来~~~");
}
privatevoidfunc2(){
System.out.println("跑起来~~~");
}
}
```
8.5 接口的多实现
在继承体系中，一个类只能继承一个父类。而对于接口而言，一个类是可以实现多个接口的，这叫做接口的多实现。并且，一个类能继承一个父类，同时实现多个接口。
实现格式：
```java
class类名 [extends 父类名] implements 接口名1,接口名2,接口名3... {
// 重写接口中抽象方法【必须】
// 重写接口中默认方法【不重名时可选】
}
```
抽象方法多实现
接口中，有多个抽象方法时，实现类必须重写所有抽象方法。**如果抽象方法有重名的，只需要重写一次。**
定义多个接口：
```java
interfaceA {
publicabstractvoidshowA();
publicabstractvoidshow();
}
interfaceB {
publicabstractvoidshowB();
publicabstractvoidshow();
}
```
实现：
```java
publicclassCimplementsA,B{
@Override
publicvoidshowA() {
System.out.println("showA");
}
@Override
publicvoidshowB() {
System.out.println("showB");
}
@Override
publicvoidshow() {
System.out.println("show");
}
}
```
默认方法多实现
接口中，有多个默认方法时，实现类都可继承使用。**如果默认方法有重名的，必须重写一次。**
定义多个接口：
```java
interfaceA {
publicdefaultvoidmethodA(){}
publicdefaultvoidmethod(){}
}
interfaceB {
publicdefaultvoidmethodB(){}
publicdefaultvoidmethod(){}
}
```
实现：
```java
publicclassCimplementsA,B{
@Override
publicvoidmethod() {
System.out.println("method");
}
}
```
静态方法多实现
接口中，存在同名的静态方法并不会冲突，原因是只能通过各自接口名访问静态方法。
优先级的问题
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默认方法重名，子类就近选择执行父类的成员方法。
定义接口：
```java
interfaceA {
publicdefaultvoidmethodA(){
System.out.println("AAAAAAAAAAAA");
}
}
```
定义父类：
```java
classD {
publicvoidmethodA(){
System.out.println("DDDDDDDDDDDD");
}
}
```
定义子类：
```java
classCextendsDimplementsA {
// 未重写methodA方法
}
```
定义测试类：
```java
publicclassTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
Cc = newC();
c.methodA();
}
}
输出结果:
DDDDDDDDDDDD
```
8.6 接口的多继承
一个接口能继承另一个或者多个接口，这和类之间的继承比较相似。接口的继承使用 extends 关键字，子接口继承父接口的方法。如果父接口中的默认方法有重名的，那么子接口需要重写一次。
定义父接口：
```java
interfaceA {
publicdefaultvoidmethod(){
System.out.println("AAAAAAAAAAAAAAAAAAA");
}
}
interfaceB {
publicdefaultvoidmethod(){
System.out.println("BBBBBBBBBBBBBBBBBBB");
}
}
```
定义子接口：
```java
interfaceDextendsA,B{
@Override
publicdefaultvoidmethod() {
System.out.println("DDDDDDDDDDDDDD");
}
}
```
8.7 主要事项
1. 子接口重写默认方法时，default关键字可以保留。
2. 子类重写默认方法时，default关键字不可以保留。
3.**接口中，无法定义成员变量，但是可以定义常量，其值不可以改变，默认使用 `public static final`修饰。**
4. 接口中，没有构造方法，不能创建对象。
5. 接口中，没有静态代码块。
9 static关键字
关于 static 关键字的使用，它可以用来修饰的**成员变量**和**成员方法**，被修饰的成员是属于类的，而不是单单是属
于某个对象的。也就是说，既然属于类，就可以不靠创建对象来调用了。
9.1 类变量
当 static 修饰**成员变量**时，该变量称为**类变量**。该类的每个对象都共享同一个类变量的值。任何对象都可以更改该类变量的值，但也可以在不创建该类的对象的情况下对类变量进行操作。
格式：
```java
static 数据类型 变量名；
```
示例：
创建Student类
```java
publicclassStudent {
privateintid;
privateStringname;
privateintage;
staticStringroom;
privatestaticintidCounter = 0; //学号计数器，每当new了一个新对象的时候，计数器++
publicStudent(){
this.id = ++idCounter;
}
publicStudent(Stringname,intage) {
this.id = ++idCounter;
this.name = name;
this.age = age;
}
publicintgetId() {
return id;
}
publicvoidsetId(intid) {
this.id = id;
}
publicStringgetName() {
return name;
}
publicvoidsetName(Stringname) {
this.name = name;
}
publicintgetAge() {
return age;
}
publicvoidsetAge(intage) {
this.age = age;
}
}
```
调用：
```java
publicclassStaticDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 首先设置一下教室，这是静态的东西，应该通过类名称进行调用
Student.room = "101教室";
Studentstu1 = newStudent("xiaoming",18);
System.out.println("id："+ stu1.getId()+",姓名："+ stu1.getName()+"，年龄："+stu1.getAge()+",教室："+Student.room);
System.out.println("=====================");
Studentstu2 = newStudent("xiaohong",19);
System.out.println("id："+ stu2.getId()+",姓名："+ stu2.getName()+"，年龄："+stu2.getAge()+",教室："+Student.room);
System.out.println("=====================");
Studentstu3 = newStudent("xiaowang",22);
System.out.println("id："+ stu3.getId()+",姓名："+ stu3.getName()+"，年龄："+stu3.getAge()+",教室："+Student.room);
System.out.println("=====================");
}
}
```
**类变量的修改还调用一般直接使用类名**
9.2 静态方法
当 static 修饰成员方法时，该方法称为**类方法** 。**静态方法在声明中有 static ，建议使用类名来调用，而不需要创建类的对象。**调用方式非常简单。
使用 static关键字修饰的成员方法，习惯称为**静态方法**。
格式：
```java
修饰符 static 返回值类型 方法名 (参数列表){
// 执行语句
}
```
示例： 在Student类中定义静态方法
```java
publicstaticvoidshowNum() {
System.out.println("num:" + numberOfStudent);
}
```
调用格式：
被static修饰的成员可以并且**建议通过类名直接访问**。虽然也可以通过对象名访问静态成员，原因即多个对象均属于一个类，共享使用同一个静态成员，但是不建议，会出现警告信息。
格式：
```java
// 访问类变量
类名.类变量名；
// 调用静态方法
类名.静态方法名(参数)；
```
示例：
```java
//访问静态变量(类变量)
System.out.println(Student.room);
//访问静态方法
Student.showNum();
```
**静态方法调用的注意事项：**
- 静态方法可以直接访问类变量和静态方法。
- 静态方法 不能直接访问普通成员变量或成员方法。反之成员方法可以直接访问类变量或静态方法。
- 静态方法中，不能使用 this关键字。
9.3 静态原理图解
static 修饰的内容：
- 是随着类的加载而加载的，且只加载一次。
- 存储于一块固定的内存区域（静态区），所以，可以直接被类名调用。
- 它优先于对象存在，所以，可以被所有对象共享。
![静态的内存图](https://foochane.cn/images/20...
9.4 静态代码块
静态代码块 ：定义在成员位置，使用static修饰的代码块{ }。
- 位置：类中方法外。
- 执行：**随着类的加载而执行且执行一次，优先于 main方法和构造方法的执行**。
格式：
```java
publicclassClassName{
static {
// 执行语句
}
}
```
示例：
```java
publicclassPerson {
static {
System.out.println("静态代码块执行！");
}
publicPerson() {
System.out.println("构造方法执行！");
}
}
```
调用Person类
```java
/*
静态代码块特点：当第一次用到本类时，静态代码块执行唯一的一次。
静态内容总是优先于非静态，所以静态代码块比构造方法先执行。
静态代码块的典型用途：用来一次性地对静态成员变量进行赋值。
*/
publicclassDemo04Static {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
//静态代码块先执行，且只执行一次，构造方法执行了两次
Personone = newPerson();
Persontwo = newPerson();
}
}
```
10 final关键字
学习了继承后，我们知道，子类可以在父类的基础上改写父类内容，比如，方法重写。那么我们能不能随意的继承API中提供的类，改写其内容呢？显然这是不合适的。为了避免这种随意改写的情况，Java提供了`final `关键字，用于修饰不可改变内容。
**`final `： 不可改变。可以用于修饰类、方法和变量。**
- 类：被修饰的类，不能被继承。
- 方法：被修饰的方法，不能被重写。
- 变量：被修饰的变量，不能被重新赋值。
10.1 修饰类
格式如下：
```java
finalclass类名 {
}
```
查询 API发现像 public final class String 、 public final class Math 、 public final class Scanner等，很多我们学习过的类，都是被final修饰的，目的就是供我们使用，而不让我们所以改变其内容。
10.2 修饰方法
格式如下：
```java
修饰符 final 返回值类型 方法名(参数列表){
//方法体
}
```
**重写被 final 修饰的方法，编译时就会报错。**
10.3 修饰变量
局部变量—基本类型
基本类型的局部变量，被final修饰后，只能赋值一次，不能再更改。代码如下：
```java
publicclassFinalDemo1 {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 声明变量，使用final修饰
finalinta;
// 第一次赋值
a = 10;
// 第二次赋值
a = 20; // 报错,不可重新赋值
// 声明变量，直接赋值，使用final修饰
finalintb = 10;
// 第二次赋值
b = 20; // 报错,不可重新赋值
}
}
```
局部变量—引用类型
引用类型的局部变量，被final修饰后，只能指向一个对象，地址不能再更改。但是不影响对象内部的成员变量值的修改，代码如下：
```java
publicclassFinalDemo2 {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 创建 User 对象
finalUseru = newUser();
// 创建 另一个 User对象
u = newUser(); // 报错，指向了新的对象，地址值改变。
// 调用setName方法
u.setName("张三"); // 可以修改
}
}
```
成员变量
成员变量涉及到初始化的问题，初始化方式有两种，只能二选一：
- 显示初始化:
```java
publicclassUser {
finalStringUSERNAME = "张三";
privateintage;
}
```
- 构造方法初始化:
```java
publicclassUser {
finalStringUSERNAME ;
privateintage;
publicUser(Stringusername, intage) {
this.USERNAME = username;
this.age = age;
}
}
```
**被final修饰的常量名称，一般都有书写规范，所有字母都大写。**
11 权限修饰符
在Java中提供了四种访问权限，使用不同的访问权限修饰符修饰时，被修饰的内容会有不同的访问权限，
- public ：公共的。
- protected ：受保护的
- default ：默认的
- private ：私有的
不同权限的访问能力:
| 类 | public | protected | default（空的） | private |
| ---------------------- | ------ | --------- | --------------- | ------- |
| 同一类中 | YES | YES | YES | YES |
| 同一包中(子类与无关类) | YES | YES | YES | NO |
| 不同包的子类 | YES | YES | NO | NO |
| 不同包中的无关类 | YES | NO | NO | NO |
可见，public具有最大权限。private则是最小权限。
编写代码时，如果没有特殊的考虑，建议这样使用权限：
- 成员变量使用 private ，隐藏细节。
- 构造方法使用 public ，方便创建对象。
- 成员方法使用 public ，方便调用方法。
**注意：不加权限修饰符，其访问能力与default修饰符相同**
12 内部类
将一个类A定义在另一个类B里面，里面的那个类A就称为内部类，B则称为外部类。
12.1 成员内部类
成员内部类 ：定义在类中方法外的类。
定义格式：
```java
class外部类 {
class内部类{
}
}
```
在描述事物时，若一个事物内部还包含其他事物，就可以使用内部类这种结构。比如，汽车类 Car 中包含发动机类 Engine ，这时， Engine 就可以使用内部类来描述，定义在成员位置。
代码举例：
```java
classCar { //外部类
classEngine { //内部类
}
}
```
访问特点
- 内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有成员。
- 外部类要访问内部类的成员，必须要建立内部类的对象。
创建内部类对象格式：
```java
外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类型().new 内部类型()；
```
访问演示，代码如下：
定义类：
```java
publicclassPerson {
privatebooleanlive = true;
classHeart {
publicvoidjump() {
// 直接访问外部类成员
if (live) {
System.out.println("心脏在跳动");
} else {
System.out.println("心脏不跳了");
}
}
}
publicbooleanisLive() {
return live;
}
publicvoidsetLive(booleanlive) {
this.live = live;
}
}
```
定义测试类：
```java
publicclassInnerDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 创建外部类对象
Personp = newPerson();
// 创建内部类对象
Heartheart = p.newHeart();
// 调用内部类方法
heart.jump();
// 调用外部类方法
p.setLive(false);
// 调用内部类方法
heart.jump();
}
}
输出结果:
心脏在跳动
心脏不跳了
```
内部类仍然是一个独立的类，在编译之后会内部类会被编译成独立的 .class文件，但是前面冠以外部类的类名和`$`符号 。
比如，`Person$Heart.class`
内部类重名变量访问：
```java
publicclassOuter {
intnum = 10;
publicclassInner{
intnum = 20;
publicvoidmethodInner(){
intnum = 30;
System.out.println(num);
System.out.println(this.num);
System.out.println(Outer.this.num);
}
}
publicstaticvoidmain(String[] args) {
Outer.Innerinner = newOuter().new Inner();
inner.methodInner();
}
}
输出：
30
20
10
```
12.2 匿名内部类
匿名内部类 ：是内部类的简化写法。它的本质是一个 带具体实现的 父类或者父接口的 匿名的 子类对象。开发中，最常用到的内部类就是匿名内部类了。
匿名内部类必须继承一个父类或者实现一个父接口。
格式:
```java
new 父类名或者接口名(){
// 方法重写
@Override
publicvoidmethod() {
// 执行语句
}
};
```
使用方式
以接口为例，匿名内部类的使用，代码如下：
定义接口：
```java
publicabstractclassFlyAble{
publicabstractvoidfly();
}
```
创建匿名内部类，并调用：
```java
publicclassInnerDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
/*
1.等号右边:是匿名内部类，定义并创建该接口的子类对象
2.等号左边:是多态赋值,接口类型引用指向子类对象
*/
FlyAblef = newFlyAble(){
publicvoidfly() {
System.out.println("我飞了~~~");
}
};
//调用 fly方法,执行重写后的方法
f.fly();
}
}
```
通常在方法的形式参数是接口或者抽象类时，也可以将匿名内部类作为参数传递。代码如下：
```java
publicclassInnerDemo2 {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
/*
1.等号右边:定义并创建该接口的子类对象
2.等号左边:是多态,接口类型引用指向子类对象
*/
FlyAblef = newFlyAble(){
publicvoidfly() {
System.out.println("我飞了~~~");
}
};
// 将f传递给showFly方法中
showFly(f);
}
publicstaticvoidshowFly(FlyAblef) {
f.fly();
}
}
```
以上两步，也可以简化为一步，代码如下：
```java
publicclassInnerDemo3 {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
/*
创建匿名内部类,直接传递给showFly(FlyAble f)
*/
showFly( newFlyAble(){
publicvoidfly() {
System.out.println("我飞了~~~");
}
});
}
publicstaticvoidshowFly(FlyAblef) {
f.fly();
}
}
```
13 引用类型用法总结
实际的开发中，引用类型的使用非常重要，也是非常普遍的。我们可以在理解基本类型的使用方式基础上，进一步去掌握引用类型的使用方式。基本类型可以作为成员变量、作为方法的参数、作为方法的返回值，那么当然引用类型也是可以的。
13.1 class 作为成员变量
在定义一个类Role（游戏角色）时，代码如下：
```java
classRole {
intid; // 角色id
intblood; // 生命值
Stringname; // 角色名称
}
```
使用 int 类型表示 角色id和生命值，使用 String 类型表示姓名。此时， String 本身就是引用类型，由于使用的方式类似常量，所以往往忽略了它是引用类型的存在。如果我们继续丰富这个类的定义，给 Role 增加武器，穿戴装备等属性，我们将如何编写呢？
定义武器类，将增加攻击能力：
```java
classWeapon {
String name； // 武器名称
int hurt； // 伤害值
}
```
定义穿戴盔甲类，将增加防御能力，也就是提升生命值：
```java
classArmour {
String name；// 装备名称
int protect；// 防御值
}
```
定义角色类：
```java
classRole {
int id；
int blood；
String name；
// 添加武器属性
Weapon wp；
// 添加盔甲属性
Armour ar；
// 提供get/set方法
publicWeapongetWp() {
return wp;
}
publicvoidsetWeapon(Weaponwp) {
this.wp = wp;
}
publicArmourgetArmour() {
return ar;
}
publicvoidsetArmour(Armourar) {
this.ar = ar;
}
// 攻击方法
publicvoidattack(){
System.out.println("使用"+ wp.getName() +", 造成"+wp.getHurt()+"点伤害");
}
// 穿戴盔甲
publicvoidwear(){
// 增加防御,就是增加blood值
this.blood += ar.getProtect();
System.out.println("穿上"+ar.getName()+", 生命值增加"+ar.getProtect());
}
}
```
测试类：
```java
publicclassTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 创建Weapon 对象
Weaponwp = newWeapon("屠龙刀" , 999999);
// 创建Armour 对象
Armourar = newArmour("麒麟甲",10000);
// 创建Role 对象
Roler = newRole();
// 设置武器属性
r.setWeapon(wp);
// 设置盔甲属性
r.setArmour(ar);
// 攻击
r.attack();
// 穿戴盔甲
r.wear();
}
}
输出结果:
使用屠龙刀,造成999999点伤害
穿上麒麟甲 ,生命值增加10000
```
类作为成员变量时，对它进行赋值的操作，实际上，是赋给它该类的一个对象。
13.2 interface 作为成员变量
接口是对方法的封装，对应游戏当中，可以看作是扩展游戏角色的技能。所以，如果想扩展更强大技能，我们在Role 中，可以增加接口作为成员变量，来设置不同的技能。
定义接口：
```java
// 法术攻击
publicinterfaceFaShuSkill {
publicabstractvoidfaShuAttack();
}
```
定义角色类：
```java
publicclassRole {
FaShuSkillfs;
publicvoidsetFaShuSkill(FaShuSkillfs) {
this.fs = fs;
}
// 法术攻击
publicvoidfaShuSkillAttack(){
System.out.print("发动法术攻击:");
fs.faShuAttack();
System.out.println("攻击完毕");
}
}
```
定义测试类：
```java
publicclassTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 创建游戏角色
Rolerole = newRole();
// 设置角色法术技能
role.setFaShuSkill(newFaShuSkill() {
@Override
publicvoidfaShuAttack() {
System.out.println("纵横天下");
}
});
// 发动法术攻击
role.faShuSkillAttack();
// 更换技能
role.setFaShuSkill(newFaShuSkill() {
@Override
publicvoidfaShuAttack() {
System.out.println("逆转乾坤");
}
});
// 发动法术攻击
role.faShuSkillAttack();
}
}
输出结果:
发动法术攻击:纵横天下
攻击完毕
发动法术攻击:逆转乾坤
攻击完毕
```
我们使用一个接口，作为成员变量，以便随时更换技能，这样的设计更为灵活，增强了程序的扩展性。
接口作为成员变量时，对它进行赋值的操作，实际上，是赋给它该接口的一个子类对象。
13.3 interface 作为方法参数和返回值类型
当接口作为方法的参数时,需要传递什么呢？当接口作为方法的返回值类型时，需要返回什么呢？对，其实都是它的子类对象。 ArrayList 类我们并不陌生，查看API我们发现，实际上，它是 java.util.List 接口的实类。所以，当我们看见 List 接口作为参数或者返回值类型时，当然可以将 ArrayList 的对象进行传递或返回。
请观察如下方法：获取某集合中所有的偶数。
定义方法：
```java
publicstaticList<Integer> getEvenNum(List<Integer> list) {
// 创建保存偶数的集合
ArrayList<Integer> evenList = newArrayList<>();
// 遍历集合list,判断元素为偶数,就添加到evenList中
for (inti = 0; i < list.size(); i++) {
Integerinteger = list.get(i);
if (integer % 2 == 0) {
evenList.add(integer);
}
}
/*
返回偶数集合
因为getEvenNum方法的返回值类型是List,而ArrayList是List的子类,
所以evenList可以返回
*/
return evenList;
}
```
调用方法：
```java
publicclassTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 创建ArrayList集合,并添加数字
ArrayList<Integer> srcList = newArrayList<>();
for (inti = 0; i < 10; i++) {
srcList.add(i);
}
/*
获取偶数集合
因为getEvenNum方法的参数是List,而ArrayList是List的子类,
所以srcList可以传递
*/
Listlist = getEvenNum(srcList);
System.out.println(list);
}
}
```
接口作为参数时，传递它的子类对象。
接口作为返回值类型时，返回它的子类对象。
14 递归
14.1 概述
***递归**：指在当前方法内调用自己的这种现象。
***递归的分类:**
- 递归分为两种，直接递归和间接递归。
- 直接递归称为方法自身调用自己。
- 间接递归可以A方法调用B方法，B方法调用C方法，C方法调用A方法。
***注意事项**：
- 递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。
- 在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
- 构造方法,禁止递归
```java
publicclassDemo01DiGui {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// a();
b(1);
}
/*
* 3.构造方法,禁止递归
* 编译报错:构造方法是创建对象使用的,不能让对象一直创建下去
*/
publicDemo01DiGui() {
//Demo01DiGui();
}
/*
* 2.在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
* 4993
* Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
*/
privatestaticvoidb(inti) {
System.out.println(i);
//添加一个递归结束的条件,i==5000的时候结束
if(i==5000){
return;//结束方法
}
b(++i);
}
/*
* 1.递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。 Exception in thread "main"
* java.lang.StackOverflowError
*/
privatestaticvoida() {
System.out.println("a方法");
a();
}
}
```
14.2 递归累加求和
计算1 ~ n的和
**分析**：num的累和 = num + (num-1)的累和，所以可以把累和的操作定义成一个方法，递归调用。
**实现代码**：
```java
publicclassDiGuiDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
//计算1~num的和，使用递归完成
intnum = 5;
// 调用求和的方法
intsum = getSum(num);
// 输出结果
System.out.println(sum);
}
/*
通过递归算法实现.
参数列表:int
返回值类型: int
*/
publicstaticintgetSum(intnum) {
/*
num为1时,方法返回1,
相当于是方法的出口,num总有是1的情况
*/
if(num == 1){
return1;
}
/*
num不为1时,方法返回 num +(num-1)的累和
递归调用getSum方法
*/
return num + getSum(num-1);
}
}
```
代码执行图解
 *...* 3 * 2 * 1
```
**分析**：这与累和类似,只不过换成了乘法运算，学员可以自己练习，需要注意阶乘值符合int类型的范围。
```Java
推理得出：n! = n * (n-1)!
```
**代码实现**：
```java
publicclassDiGuiDemo {
//计算n的阶乘，使用递归完成
publicstaticvoidmain(String[] args) {
intn = 3;
// 调用求阶乘的方法
intvalue = getValue(n);
// 输出结果
System.out.println("阶乘为:"+ value);
}
/*
通过递归算法实现.
参数列表:int
返回值类型: int
*/
publicstaticintgetValue(intn) {
// 1的阶乘为1
if (n == 1) {
return1;
}
/*
n不为1时,方法返回 n! = n*(n-1)!
递归调用getValue方法
*/
return n * getValue(n - 1);
}
}
```
14.4 递归打印多级目录
**分析**：多级目录的打印，就是当目录的嵌套。遍历之前，无从知道到底有多少级目录，所以我们还是要使用递归实现。
**代码实现**：
```java
publicclassDiGuiDemo2 {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 创建File对象
Filedir = newFile("D:\\aaa");
// 调用打印目录方法
printDir(dir);
}
publicstaticvoidprintDir(Filedir) {
// 获取子文件和目录
File[] files = dir.listFiles();
// 循环打印
/*
判断:
当是文件时,打印绝对路径.
当是目录时,继续调用打印目录的方法,形成递归调用.
*/
for (Filefile: files) {
// 判断
if (file.isFile()) {
// 是文件,输出文件绝对路径
System.out.println("文件名:"+ file.getAbsolutePath());
} else {
// 是目录,输出目录绝对路径
System.out.println("目录:"+file.getAbsolutePath());
// 继续遍历,调用printDir,形成递归
printDir(file);
}
}
}
}
```
14.5 综合案例
文件搜索
搜索`D:\aaa` 目录中的`.java` 文件。
**分析**：
1. 目录搜索，无法判断多少级目录，所以使用递归，遍历所有目录。
2. 遍历目录时，获取的子文件，通过文件名称，判断是否符合条件。
**代码实现**：
```java
publicclassDiGuiDemo3 {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 创建File对象
Filedir = newFile("D:\\aaa");
// 调用打印目录方法
printDir(dir);
}
publicstaticvoidprintDir(Filedir) {
// 获取子文件和目录
File[] files = dir.listFiles();
// 循环打印
for (Filefile: files) {
if (file.isFile()) {
// 是文件，判断文件名并输出文件绝对路径
if (file.getName().endsWith(".java")) {
System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
}
} else {
// 是目录，继续遍历,形成递归
printDir(file);
}
}
}
}
```
文件过滤器优化
`java.io.FileFilter`是一个接口，是File的过滤器。 该接口的对象可以传递给File类的`listFiles(FileFilter)` 作为参数， 接口中只有一个方法。
`boolean accept(File pathname) ` ：测试pathname是否应该包含在当前File目录中，符合则返回true。
**分析**：
1. 接口作为参数，需要传递子类对象，重写其中方法。我们选择匿名内部类方式，比较简单。
2.`accept`方法，参数为File，表示当前File下所有的子文件和子目录。保留住则返回true，过滤掉则返回false。保留规则：
1. 要么是.java文件。
2. 要么是目录，用于继续遍历。
3. 通过过滤器的作用，`listFiles(FileFilter)`返回的数组元素中，子文件对象都是符合条件的，可以直接打印。
**代码实现：**
```java
publicclassDiGuiDemo4 {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
Filedir = newFile("D:\\aaa");
printDir2(dir);
}
publicstaticvoidprintDir2(Filedir) {
// 匿名内部类方式,创建过滤器子类对象
File[] files = dir.listFiles(newFileFilter() {
@Override
publicbooleanaccept(Filepathname) {
returnpathname.getName().endsWith(".java")||pathname.isDirectory();
}
});
// 循环打印
for (Filefile: files) {
if (file.isFile()) {
System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
} else {
printDir2(file);
}
}
}
}
```
Lambda优化
**分析：**`FileFilter`是只有一个方法的接口，因此可以用lambda表达式简写。
lambda格式：
```java
()->{ }
```
**代码实现：**
```java
publicstaticvoidprintDir3(File dir) {
// lambda的改写
File[] files = dir.listFiles(f ->{
returnf.getName().endsWith(".java") || f.isDirectory();
});
// 循环打印
for (Filefile: files) {
if (file.isFile()) {
System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
} else {
printDir3(file);
}
}
}
```
java
**粗体** _斜体_ [链接](http://example.com) `代码` - 列表 > 引用。你还可以使用@来通知其他用户。