java基础语言期末复习

一.类的封装

1.类的封装是指将类的实现细节隐藏起来，仅向外部提供有限的接口进行访问。这样可以保护数据的安全性和完整性，同时也能够降低代码的耦合度。

具体来说，类的封装可以通过以下方式实现：

1. 将类的成员变量设为私有属性，只能在类的内部访问。对于需要被外部访问的成员变量，可以提供公共的访问方法（getter和setter方法）来实现对于数据的访问和修改。这样可以避免外部直接访问类的私有成员变量而导致的数据错误或者不安全的问题。

2. 将类的方法设置为私有属性或者受保护的属性，只允许在类的内部或者派生类中访问。对于需要被外部访问的方法，可以将其设置为公共方法来实现。

3. 使用访问修饰符来控制类的成员变量和方法的可见性。Java中，常用的访问修饰符包括private、protected、public和默认访问修饰符。

通过类的封装，可以使代码更加健壮和安全，同时也便于维护和重构

2.this 关键字是指代当前对象的引用，它可以在类的方法中使用。this 关键字的主要作用有以下几个方面：

1. 区分局部变量和实例变量：当方法的参数名和实例变量名相同时，可以使用 this 关键字来区分二者。this.varName 表示当前对象的实例变量，而 varName 表示方法的参数或者局部变量。

2. 调用其他构造函数：在一个类中，可以定义多个构造函数，通过 this 关键字可以在一个构造函数中调用同一类的其他构造函数。这样可以避免重复代码，并且保证在创建对象时进行一些初始化操作。

3. 返回当前对象：在一个方法中，可以使用 return this; 来返回当前对象。这样可以实现方法的链式调用，提高代码的可读性和简洁性。

4. 传递当前对象：在方法调用的过程中，可以将当前对象作为参数传递给其他方法或者构造函数，实现对象之间的交互和数据传递。

总结起来，this 关键字主要用于引用当前对象，在方法中可以用来区分同名的实例变量和局部变量，调用其他构造函数，返回当前对象，以及传递当前对象给其他方法或者构造函数。它是面向对象编程中非常重要的一个概念。

3.

构造方法（Constructor）是一种特殊的方法，用于创建和初始化对象。在类中，构造方法的名称与类名相同，并且没有返回值类型（包括 void），因为构造方法的主要目的是创建对象。

构造方法有以下几个特点：

1. 构造方法的名称必须与类名完全相同。
2. 构造方法没有返回值类型，包括 void 也不可以写。
3. 构造方法可以有参数，也可以没有参数。
4. 如果没有显式地定义构造方法，编译器会默认生成一个无参的构造方法。如果显式地定义了构造方法，则编译器不会自动生成无参构造方法。
5. 构造方法可以进行重载，即可以定义多个构造方法，只要它们的参数列表不同。
6. 构造方法可以在类的内部通过使用 this 关键字来调用其他构造方法，实现代码的复用。

构造方法的主要作用如下：

1. 创建对象：构造方法在实例化类时被调用，用于创建一个新的对象。
2. 初始化对象：构造方法可以对对象的属性进行初始化操作，确保对象在创建后处于有效的状态。
3. 提供参数化的对象创建：构造方法可以接受参数，根据传入的参数不同，创建具有不同属性值的对象。

构造方法在面向对象编程中扮演着非常重要的角色，它负责对象的创建和初始化，为后续的操作提供一个合适的起点。

二.类的继承

类的继承是面向对象编程中的重要概念，它允许一个类（称为子类或派生类）继承另一个类（称为父类或基类）的属性和方法。通过继承，子类可以复用父类的属性和方法，并且可以定义自己特有的属性和方法，从而实现代码的重用和扩展。

在 Java 中，类的继承通过关键字 "extends" 来实现。下面是一个简单的示例：

// 定义父类
class Animal {
    String name;

    public void eat() {
        System.out.println(name + " is eating");
    }
}

// 定义子类，继承自 Animal
class Dog extends Animal {
    public void bark() {
        System.out.println(name + " is barking");
    }
}

在上面的例子中，类 Dog 继承了类 Animal。子类 Dog 可以访问父类 Animal 的属性和方法，并且可以定义自己的方法。例如，子类 Dog 中的 bark 方法是子类特有的方法，而 eat 方法则是继承自父类 Animal 的方法。

通过类的继承，可以实现以下几个特性：

1. 代码复用：子类可以直接使用父类的属性和方法，避免了重复编写相同的代码。
2. 多态：子类对象可以当作父类对象来使用，这种特性称为多态。这样可以提高代码的灵活性和可扩展性。
3. 继承层次：可以构建多层次的继承关系，形成类的层次结构，提高代码的组织性和可维护性。

需要注意的是，Java 中的单继承，即一个子类只能有一个直接的父类。但是可以通过接口来实现多重继承的效果。此外，在使用继承时，应该遵循“is-a”关系，即子类是父类的一种类型，符合逻辑上的关系。

总之，类的继承是面向对象编程中非常重要的特性，它可以帮助我们更好地组织和重用代码，提高代码的可维护性和可扩展性。

3.抽象类与接口

抽象类和接口是 Java 中用于实现多态和封装的两种重要机制，它们都可以用来定义方法的签名而不提供实际的实现。下面我将分别介绍抽象类和接口的特点和用法。

抽象类（Abstract Class）

1. 定义：抽象类是一种不能被实例化的类，它只能被用作其他类的父类。抽象类可以包含抽象方法，也可以包含具体的方法和字段。

2. 关键字：使用 abstract 关键字来定义抽象类，同时可以在抽象类中定义抽象方法。

3. 特点：

   • 抽象类可以包含普通的方法和字段；
   • 抽象类中可以包含抽象方法，这些方法没有方法体，需要在子类中进行具体的实现；
   • 不能被实例化，只能被用作其他类的父类；
   • 子类继承抽象类时必须实现抽象方法，除非子类也是抽象类。

4. 使用场景：

   • 当希望在多个相关的类之间共享代码时，可以使用抽象类来定义共同的行为；
   • 当某些方法的实现在父类中是无法确定的，需要由子类来具体实现时，可以使用抽象类。

接口（Interface）

1. 定义：接口是一种抽象类型，它定义了一组方法的签名但没有提供方法的实现。类可以实现一个或多个接口，从而获得接口中定义的方法。

2. 关键字：使用 interface 关键字来定义接口，接口中的方法默认都是抽象的。

3. 特点：

   • 接口中的方法默认都是抽象的，不需要使用 abstract 关键字；
   • 接口中可以定义常量和默认方法；
   • 类可以实现多个接口；
   • 一个类可以在继承一个类的同时实现多个接口。

4. 使用场景：

   • 当需要定义一组类似的行为但是这些行为可能来自不同的类时，可以使用接口；
   • 当希望实现多重继承的效果时，可以使用接口。

总的来说，抽象类更适合用于描述 is-a 关系，即子类是父类的一种特殊类型，而接口更适合用于描述 has-a 关系，即一个类具有某种行为或特性。在实际编程中，根据具体的需求和设计原则，可以灵活地选择使用抽象类或接口来实现代码的结构和逻辑。

4.类的多态

类的多态是面向对象编程中的一个重要概念，它允许一个对象变量可以引用不同类型的实例，并根据实际引用的对象类型来调用相应的方法。多态性能够提高代码的灵活性和可扩展性，同时也符合面向对象编程的封装和抽象原则。

在 Java 中，类的多态性基于以下两个关键点：

1. 继承：多态性的基础是类之间的继承关系。子类继承了父类的方法和属性，因此可以替代父类的使用。

2. 方法重写：子类可以重写（覆盖）父类的方法，即在子类中定义与父类方法签名相同的方法。当通过父类引用调用被子类重写的方法时，实际上会根据引用变量所指向的对象的类型来决定调用哪个类的方法。

下面是一个简单的示例来说明多态性的概念：

在上面的例子中，Animal 是父类，Dog 和 Cat 是其子类。在 main 方法中，使用父类 Animal 的引用变量 animal1 和 animal2 分别指向了 Dog 和 Cat 类的实例。当调用 makeSound() 方法时，根据实际引用的对象类型，分别调用了 Dog 和 Cat 类的重写方法。

通过类的多态性，可以实现以下几个特点：

1. 灵活性：可以通过父类引用变量来引用不同的子类对象，从而提高代码的灵活性和可扩展性。
2. 简化代码：可以通过父类引用变量来统一处理不同子类对象的共同属性和方法，避免了重复的代码。
3. 扩展功能：可以通过扩展子类，添加新的功能，而不需要修改已有的代码。

需要注意的是，多态性只适用于方法的调用，而不适用于属性。在多态中，编译器会根据引用变量的类型来确定可以访问哪些方法，而不是根据引用变量所指向的对象的类型。因此，如果一个属性在子类中被隐藏或重载，那么通过父类的引用变量访问该属性时，会使用父类的属性。

总结起来，类的多态性是面向对象编程中非常重要的特性，它通过继承和方法重写实现了代码的灵活性和可扩展性。多态性能够简化代码、提高代码的可读性和可维护性，并且符合面向对象编程的封装和抽象原则。

五.类的高级特性

类的高级特性是指在面向对象编程中，除了基本的继承、封装和多态性之外的其他一些特性。下面介绍几个常见的类的高级特性：

1. 抽象类（Abstract Class）：抽象类是一种不能被实例化的类，它用于被其他类继承。抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。抽象方法没有具体的实现，而是由子类来实现。抽象类可以提供一些通用的方法和属性，同时强制子类实现特定的方法。使用 abstract 关键字来声明抽象类和抽象方法。

2. 接口（Interface）：接口是一种抽象类型，它定义了一组方法（以及常量），但没有实现。接口可以被类实现，一个类可以实现多个接口。通过实现接口，类可以定义自己的行为，并与其他类进行协作。接口中的方法默认是抽象的，不需要加上 abstract 关键字。

3. 内部类（Inner Class）：内部类是定义在另一个类内部的类。内部类可以访问外部类的私有成员，这种访问权限是相互的。内部类可以分为成员内部类、静态内部类、局部内部类和匿名内部类等几种类型，每种类型有不同的使用场景和特点。

4. 枚举类（Enum Class）：枚举类是一种特殊的类，它表示一组固定的常量。枚举类的实例是有限的，可以在枚举类中定义方法和属性。枚举类提供了更好的类型安全性和可读性，常用于表示一组相关的常量。

5. 泛型（Generics）：泛型是一种参数化类型的机制，它允许在定义类、接口或方法时使用类型参数。通过使用泛型，可以在编译时期进行类型检查，提高代码的安全性和可重用性。泛型可以用于集合类、算法和其他需要通用类型的场景。

6. 反射（Reflection）：反射是一种在运行时动态获取和操作类的信息的机制。通过反射，可以获取类的构造函数、方法、字段等信息，并且可以在运行时动态调用这些成员。反射机制可以用于编写通用的代码和框架，但也增加了一定的复杂性和性能开销。

以上是一些常见的类的高级特性，它们可以帮助我们更好地组织和设计代码，提高代码的可维护性和可扩展性。在实际的开发中，根据具体的需求和场景选择合适的特性来使用。