day03——面向对象高级
各位同学,前面两天我们已经把面向对象最主要的内容学习完了,剩下的这些语法知识学完,那么Java语法知识就算全齐活了。
今天学习的内容同学们学习起来会更轻松一些,有一些语法知识只需要了解一下就可以了,因为实际工作用得并不多。
我们先来了解第一个语法知识,内部类。
一、内部类
内部类是类中的五大成分之一(成员变量、方法、构造器、内部类、代码块),如果一个类定义在另一个类的内部,这个类就是内部类。
当一个类的内部,包含一个完整的事物,且这个事物没有必要单独设计时,就可以把这个事物设计成内部类。
比如:汽车、的内部有发动机,发动机是包含在汽车内部的一个完整事物,可以把发动机设计成内部类。
public class Car{
//内部类
public class Engine{
}
}
内部类有四种形式,分别是成员内部类、静态内部类、局部内部类、匿名内部类。
我们先来学习成员内部类
1.1 成员内部类
成员内部类就是类中的一个普通成员,类似于成员变量、成员方法。
public class Outer {
private int age = 99;
public static String a="黑马";
// 成员内部类
public class Inner{
private String name;
private int age = 88;
//在内部类中既可以访问自己类的成员,也可以访问外部类的成员
public void test(){
System.out.println(age); //88
System.out.println(a); //黑马
int age = 77;
System.out.println(age); //77
System.out.println(this.age); //88
System.out.println(Outer.this.age); //99
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
}
成员内部类如何创建对象,格式如下
//外部类.内部类 变量名 = new 外部类().new 内部类();
Outer.Inner in = new Outer().new Inner();
//调用内部类的方法
in.test();
总结一下内部类访问成员的特点
- 既可以访问内部类成员、也可以访问外部类成员
- 如果内部类成员和外部类成员同名,可以使用
类名.this.成员
区分
1.2 静态内部类
静态内部类,其实就是在成员内部类的前面加了一个static关键字。静态内部类属于外部类自己持有。
public class Outer {
private int age = 99;
public static String schoolName="黑马";
// 静态内部类
public static class Inner{
//静态内部类访问外部类的静态变量,是可以的;
//静态内部类访问外部类的实例变量,是不行的
public void test(){
System.out.println(schoolName); //99
//System.out.println(age); //报错
}
}
}
静态内部类创建对象时,需要使用外部类的类名调用。
//格式:外部类.内部类 变量名 = new 外部类.内部类();
Outer.Inner in = new Outer.Inner();
in.test();
1.3 局部内部类
局部内部类是定义在方法中的类,和局部变量一样,只能在方法中有效。所以局部内部类的局限性很强,一般在开发中是不会使用的。
public class Outer{
public void test(){
//局部内部类
class Inner{
public void show(){
System.out.println("Inner...show");
}
}
//局部内部类只能在方法中创建对象,并使用
Inner in = new Inner();
in.show();
}
}
1.4 匿名内部类
1.4.1 认识匿名内部类,基本使用
各位同学,接下来学习一种再实际开发中用得最多的一种内部类,叫匿名内部类。相比于前面几种内部类,匿名内部类就比较重要的。
我们还是先认识一下什么是匿名内部类?
匿名内部类是一种特殊的局部内部类;所谓匿名,指的是程序员不需要为这个类声明名字。
下面就是匿名内部类的格式:
new 父类/接口(参数值){
@Override
重写父类/接口的方法;
}
匿名内部类本质上是一个没有名字的子类对象、或者接口的实现类对象。
比如,先定义一个Animal抽象类,里面定义一个cry()方法,表示所有的动物有叫的行为,但是因为动物还不具体,cry()这个行为并不能具体化,所以写成抽象方法。
public abstract class Animal{
public abstract void cry();
}
接下来,我想要在不定义子类的情况下创建Animal的子类对象,就可以使用匿名内部类
public class Test{
public static void main(String[] args){
//这里后面new 的部分,其实就是一个Animal的子类对象
//这里隐含的有多态的特性: Animal a = Animal子类对象;
Animal a = new Animal(){
@Override
public void cry(){
System.out.println("猫喵喵喵的叫~~~");
}
}
a.eat(); //直线上面重写的cry()方法
}
}
需要注意的是,匿名内部类在编写代码时没有名字,编译后系统会为自动为匿名内部类生产字节码,字节码的名称会以外部类$1.class
的方法命名
匿名内部类的作用:简化了创建子类对象、实现类对象的书写格式。
1.4.2 匿名内部类的应用场景
学习完匿名内部类的基本使用之后,我们再来看一下匿名内部类在实际中的应用场景。其实一般我们会主动的使用匿名内部类。
只有在调用方法时,当方法的形参是一个接口或者抽象类,为了简化代码书写,而直接传递匿名内部类对象给方法。这样就可以少写一个类。比如,看下面代码
public interface Swimming{
public void swim();
}
public class Test{
public static void main(String[] args){
Swimming s1 = new Swimming(){
public void swim(){
System.out.println("狗刨飞快");
}
};
go(s1);
Swimming s1 = new Swimming(){
public void swim(){
System.out.println("猴子游泳也还行");
}
};
go(s1);
}
//形参是Swimming接口,实参可以接收任意Swimming接口的实现类对象
public static void go(Swimming s){
System.out.println("开始~~~~~~~~");
s.swim();
System.out.println("结束~~~~~~~~");
}
}
二、枚举
2.1 认识枚举
2.1.1 认识枚举、枚举的原理
同学们,接下来我们学习一个新的知识点,枚举。枚举是我们以后在项目开发中偶尔会用到的知识。话不多说,我们还是先来认识一下枚举。
枚举是一种特殊的类,它的格式是:
public enum 枚举类名{
枚举项1,枚举项2,枚举项3;
}
其实枚举项就表示枚举类的对象,只是这些对象在定义枚举类时就预先写好了,以后就只能用这几个固定的对象。
我们用代码演示一下,定义一个枚举类A,在枚举类中定义三个枚举项X, Y, Z
public enum A{
X,Y,Z;
}
想要获取枚举类中的枚举项,只需要用类名调用就可以了
public class Test{
public static void main(String[] args){
//获取枚举A类的,枚举项
A a1 = A.X;
A a2 = A.Y;
A a3 = A.Z;
}
}
刚才说,枚举项实际上是枚举类的对象,这一点其实可以通过反编译的形式来验证(需要用到反编译的命令,这里不能直接将字节码拖进idea反编译)
我们会看到,枚举类A是用class定义的,说明枚举确实是一个类,而且X,Y,Z都是A类的对象;而且每一个枚举项都是被public static final
修饰,所以被可以类名调用,而且不能更改。
2.1.2 枚举深入
既然枚举是一个类的话,我们能不能在枚举类中定义构造器、成员变量、成员方法呢?答案是可以的。来看一下代码吧
public enum A{
//定义枚举项
X,Y,Z("张三"); //枚举项后面加括号,就是在执行枚举类的带参数构造方法。
//定义空构造器
public A(){
}
//成员变量
private String name;
//定义带参数构造器
public A(String name){
this.name=name;
}
//成员方法
public String getName(){
return name;
}
...
}
虽然枚举类中可以像类一样,写一些类的其他成员,但是一般不会这么写,如果你真要这么干的话,到不如直接写普通类来的直接。
2.2 枚举的应用场景
刚才我们认识了一下什么是枚举,接下来我们看一下枚举在实际中的运用,枚举的应用场景是这样的:枚举一般表示一组信息,然后作为参数进行传输。
我们来看一个案例。比如我们现在有这么一个应用,用户进入应用时,需要让用户选择是女生、还是男生,然后系统会根据用户选择的是男生,还是女生推荐不同的信息给用户观看。
这里我们就可以先定义一个枚举类,用来表示男生、或者女生
public class Constant{
BOY,GRIL
}
再定义一个测试类,完成用户进入系统后的选择
public class Test{
public static void main(String[] args){
//调用方法,传递男生
provideInfo(Constant.BOY);
}
public static void provideInfo(Constant c){
switch(c){
case BOY:
System.out.println("展示一些信息给男生看");
break;
case GRIL:
System.out.println("展示一些信息给女生看");
break;
}
}
}
最终再总结一下枚举的应用场景:枚举一般表示几个固定的值,然后作为参数进行传输。
三、泛型
3.1 认识泛型
所谓泛型指的是,在定义类、接口、方法时,同时声明了一个或者多个类型变量(如:
比如我们前面学过的ArrayList类就是一个泛型类,我们可以打开API文档看一下ArrayList类的声明。
ArrayList集合的设计者在定义ArrayList集合时,就已经明确ArrayList集合时给别人装数据用的,但是别人用ArrayList集合时候,装什么类型的数据他不知道,所以就用一个<E>
表示元素的数据类型。
当别人使用ArrayList集合创建对象时,new ArrayList<String>
就表示元素为String类型,new ArrayList<Integer>
表示元素为Integer类型。
我们总结一下泛型的作用、本质:
-
泛型的好处:在编译阶段可以避免出现一些非法的数据。
-
泛型的本质:把具体的数据类型传递给类型变量。
3.2 自定义泛型类
接下来我们学习一下自定义泛型类,但是有一些话需要给大家提前交代一下:泛型类,在实际工作中一般都是源代码中写好,我们直接用的,就是ArrayList
自定义泛型类的格式如下
//这里的<T,W>其实指的就是类型变量,可以是一个,也可以是多个。
public class 类名<T,W>{
}
接下来,我们自己定义一个MyArrayList
//定义一个泛型类,用来表示一个容器
//容器中存储的数据,它的类型用<E>先代替用着,等调用者来确认<E>的具体类型。
public class MyArrayList<E>{
private Object[] array = new Object[10];
//定一个索引,方便对数组进行操作
private int index;
//添加元素
public void add(E e){
array[index]=e;
index++;
}
//获取元素
public E get(int index){
return (E)array[index];
}
}
接下来,我们写一个测试类,来测试自定义的泛型类MyArrayList是否能够正常使用
public class Test{
public static void main(String[] args){
//1.确定MyArrayList集合中,元素类型为String类型
MyArrayList<String> list = new MyArrayList<>();
//此时添加元素时,只能添加String类型
list.add("张三");
list.add("李四");
//2.确定MyArrayList集合中,元素类型为Integer类型
MyArrayList<Integer> list1 = new MyArrayList<>();
//此时添加元素时,只能添加String类型
list.add(100);
list.add(200);
}
}
关于自定义泛型类,你们把这个案例理解,对于初学者来说,就已经非常好了。
3.3 自定义泛型接口
在上一节中,我们已经学习了自定义泛型类,接下来我们学习一下泛型接口。泛型接口其实指的是在接口中把不确定的数据类型用<类型变量>
表示。定义格式如下:
//这里的类型变量,一般是一个字母,比如<E>
public interface 接口名<类型变量>{
}
比如,我们现在要做一个系统要处理学生和老师的数据,需要提供2个功能,保存对象数据、根据名称查询数据,要求:这两个功能处理的数据既能是老师对象,也能是学生对象。
首先我们得有一个学生类和老师类
public class Teacher{
}
public class Student{
}
我们定义一个Data<T>
泛型接口,T表示接口中要处理数据的类型。
public interface Data<T>{
public void add(T t);
public ArrayList<T> getByName(String name);
}
接下来,我们写一个处理Teacher对象的接口实现类
//此时确定Data<E>中的E为Teacher类型,
//接口中add和getByName方法上的T也都会变成Teacher类型
public class TeacherData implements Data<Teacher>{
public void add(Teacher t){
}
public ArrayList<Teacher> getByName(String name){
}
}
接下来,我们写一个处理Student对象的接口实现类
//此时确定Data<E>中的E为Student类型,
//接口中add和getByName方法上的T也都会变成Student类型
public class StudentData implements Data<Student>{
public void add(Student t){
}
public ArrayList<Student> getByName(String name){
}
}
再啰嗦几句,在实际工作中,一般也都是框架底层源代码把泛型接口写好,我们实现泛型接口就可以了。
3.4 泛型方法
同学们,接下来我们学习一下泛型方法。下面就是泛型方法的格式
public <泛型变量,泛型变量> 返回值类型 方法名(形参列表){
}
下图中在返回值类型和修饰符之间有
接下我们看一个泛型方法的案例
public class Test{
public static void main(String[] args){
//调用test方法,传递字符串数据,那么test方法的泛型就是String类型
String rs = test("test");
//调用test方法,传递Dog对象,那么test方法的泛型就是Dog类型
Dog d = test(new Dog());
}
//这是一个泛型方法<T>表示一个不确定的数据类型,由调用者确定
public static <T> test(T t){
return t;
}
}
3.5 泛型限定
接着,我们来学习一个泛型的特殊用法,叫做泛型限定。泛型限定的意思是对泛型的数据类型进行范围的限制。有如下的三种格式
- 表示任意类型
- 表示指定类型或者指定类型的子类
- 表示指定类型或者指定类型的父类
下面我们演示一下,假设有Car作为父类,BENZ,BWM两个类作为Car的子类,代码如下
class Car{}
class BENZ extends Car{}
class BWN extends Car{}
public class Test{
public static void main(String[] args){
//1.集合中的元素不管是什么类型,test1方法都能接收
ArrayList<BWM> list1 = new ArrayList<>();
ArrayList<Benz> list2 = new ArrayList<>();
ArrayList<String> list3 = new ArrayList<>();
test1(list1);
test1(list2);
test1(list3);
//2.集合中的元素只能是Car或者Car的子类类型,才能被test2方法接收
ArrayList<Car> list4 = new ArrayList<>();
ArrayList<BWM> list5 = new ArrayList<>();
test2(list4);
test2(list5);
//2.集合中的元素只能是Car或者Car的父类类型,才能被test3方法接收
ArrayList<Car> list6 = new ArrayList<>();
ArrayList<Object> list7 = new ArrayList<>();
test3(list6);
test3(list7);
}
public static void test1(ArrayList<?> list){
}
public static void test2(ArrayList<? extends Car> list){
}
public static void test3(ArrayList<? super Car> list){
}
}
3.6 泛型擦除
最后,关于泛型还有一个特点需要给同学们介绍一下,就是泛型擦除。什么意思呢?也就是说泛型只能编译阶段有效,一旦编译成字节码,字节码中是不包含泛型的。而且泛型只支持引用数据类型,不支持基本数据类型。
把下面的代码的字节码进行反编译
下面是反编译之后的代码,我们发现ArrayList后面没有泛型
四、常用API
各位同学,恭喜大家,到目前位置我们关于面向对象的语法知识就全部学习完了。接下来我们就可以拿着这些语法知识,去学习一个一个的API方法,掌握的API方法越多,那么Java的编程能力就越强。
API(Application Programming interface)意思是应用程序编程接口,说人话就是Java帮我们写好的一些程序,如:类、方法等,我们直接拿过来用就可以解决一些问题。
我们要学习那些API呢?把下面一种图中的所有类的常用方法学会了,那我们JavaSE进阶的课程就算你全学会了。
很多初学者给我反应的问题是,这些API一听就会,但是就是记住不!送同学们一句话,
“千里之行始于足下,多记、多查、多些代码、孰能生巧!”
4.1 Object类
各位小伙伴,我们要学习的第一个API就是Object类。Object类是Java中所有类的祖宗类,因此,Java中所有类的对象都可以直接使用Object类中提供的一些方法。
按照下图的提示,可以搜索到你想要找的类
我们找到Object类的下面两个方法
- 4.1.1 toString()方法
我们先来学习toString()方法。
public String toString()
调用toString()方法可以返回对象的字符串表示形式。
默认的格式是:“包名.类名@哈希值16进制”
假设有一个学生类如下
public class Student{
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age){
this.name=name;
this.age=age;
}
}
再定义一个测试类
public class Test{
public static void main(String[] args){
Student s1 = new Student("赵敏",23);
System.out.println(s1.toString());
}
}
打印结果如下
如果,在Student类重写toString()方法,那么我们可以返回对象的属性值,代码如下
public class Student{
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age){
this.name=name;
this.age=age;
}
@Override
public String toString(){
return "Student{name=‘"+name+"’, age="+age+"}";
}
}
运行测试类,结果如下
4.1.2 equals(Object o)方法
接下来,我们学习一下Object类的equals方法
public boolean equals(Object o)
判断此对象与参数对象是否"相等"
我们写一个测试类,测试一下
public class Test{
public static void main(String[] args){
Student s1 = new Student("赵薇",23);
Student s2 = new Student("赵薇",23);
//equals本身也是比较对象的地址,和"=="没有区别
System.out.println(s1.equals(s2)); //false
//"=="比较对象的地址
System.out.println(s1==s2); //false
}
}
但是如果我们在Student类中,把equals方法重写了,就按照对象的属性值进行比较
public class Student{
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age){
this.name=name;
this.age=age;
}
@Override
public String toString(){
return "Student{name=‘"+name+"’, age="+age+"}";
}
//重写equals方法,按照对象的属性值进行比较
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Student student = (Student) o;
if (age != student.age) return false;
return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
}
}
再运行测试类,效果如下
总结一下Object的toString方法和equals方法
public String toString()
返回对象的字符串表示形式。默认的格式是:“包名.类名@哈希值16进制”
【子类重写后,返回对象的属性值】
public boolean equals(Object o)
判断此对象与参数对象是否"相等"。默认比较对象的地址值,和"=="没有区别
【子类重写后,比较对象的属性值】
4.1.3 clone() 方法
接下来,我们学习Object类的clone()方法,克隆。意思就是某一个对象调用这个方法,这个方法会复制一个一模一样的新对象,并返回。
public Object clone()
克隆当前对象,返回一个新对象
想要调用clone()方法,必须让被克隆的类实现Cloneable接口。如我们准备克隆User类的对象,代码如下
public class User implements Cloneable{
private String id; //编号
private String username; //用户名
private String password; //密码
private double[] scores; //分数
public User() {
}
public User(String id, String username, String password, double[] scores) {
this.id = id;
this.username = username;
this.password = password;
this.scores = scores;
}
//...get和set...方法自己加上
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
接着,我们写一个测试类,克隆User类的对象。并观察打印的结果
public class Test {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
User u1 = new User(1,"zhangsan","wo666",new double[]{99.0,99.5});
//调用方法克隆得到一个新对象
User u2 = (User) u1.clone();
System.out.println(u2.getId());
System.out.println(u2.getUsername());
System.out.println(u2.getPassword());
System.out.println(u2.getScores());
}
}
我们发现,克隆得到的对象u2它的属性值和原来u1对象的属性值是一样的。
上面演示的克隆方式,是一种浅克隆的方法,浅克隆的意思:拷贝出来的对象封装的数据与原对象封装的数据一模一样(引用类型拷贝的是地址值)。如下图所示
还有一种拷贝方式,称之为深拷贝,拷贝原理如下图所示
下面演示一下深拷贝User对象
public class User implements Cloneable{
private String id; //编号
private String username; //用户名
private String password; //密码
private double[] scores; //分数
public User() {
}
public User(String id, String username, String password, double[] scores) {
this.id = id;
this.username = username;
this.password = password;
this.scores = scores;
}
//...get和set...方法自己加上
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
//先克隆得到一个新对象
User u = (User) super.clone();
//再将新对象中的引用类型数据,再次克隆
u.scores = u.scores.clone();
return u;
}
}
4.2 Objects类
Objects是一个工具类,提供了一些方法可以对任意对象进行操作。主要方法如下
下面写代码演示一下这几个方法
public class Test{
public static void main(String[] args){
String s1 = null;
String s2 = "itheima";
//这里会出现NullPointerException异常,调用者不能为null
System.out.println(s1.equals(s2));
//此时不会有NullPointerException异常,底层会自动先判断空
System.out.println(Objects.equals(s1,s2));
//判断对象是否为null,等价于==
System.out.println(Objects.isNull(s1)); //true
System.out.println(s1==null); //true
//判断对象是否不为null,等价于!=
System.out.println(Objects.nonNull(s2)); //true
System.out.println(s2!=null); //true
}
}
4.3 基本类型包装类
同学们,接下来我们学习一下包装类。为什么要学习包装类呢?因为在Java中有一句很经典的话,万物皆对象。Java中的8种基本数据类型还不是对象,所以要把它们变成对象,变成对象之后,可以提供一些方法对数据进行操作。
Java中8种基本数据类型都用一个包装类与之对一个,如下图所示
我们学习包装类,主要学习两点:
-
- 创建包装类的对象方式、自动装箱和拆箱的特性;
-
- 利用包装类提供的方法对字符串和基本类型数据进行相互转换
4.2.1 创建包装类对象
我们先来学习,创建包装类对象的方法,以及包装类的一个特性叫自动装箱和自动拆箱。我们以Integer为例,其他的可以自己学,都是类似的。
//1.创建Integer对象,封装基本类型数据10
Integer a = new Integer(10);
//2.使用Integer类的静态方法valueOf(数据)
Integer b = Integer.valueOf(10);
//3.还有一种自动装箱的写法(意思就是自动将基本类型转换为引用类型)
Integer c = 10;
//4.有装箱肯定还有拆箱(意思就是自动将引用类型转换为基本类型)
int d = c;
//5.装箱和拆箱在使用集合时就有体现
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
//添加的元素是基本类型,实际上会自动装箱为Integer类型
list.add(100);
//获取元素时,会将Integer类型自动拆箱为int类型
int e = list.get(0);
4.2.2 包装类数据类型转换
在开发中,经常使用包装类对字符串和基本类型数据进行相互转换。
- 把字符串转换为数值型数据:包装类.parseXxx(字符串)
public static int parseInt(String s)
把字符串转换为基本数据类型
- 将数值型数据转换为字符串:包装类.valueOf(数据);
public static String valueOf(int a)
把基本类型数据转换为
- 写一个测试类演示一下
//1.字符串转换为数值型数据
String ageStr = "29";
int age1 = Integer.parseInt(ageStr);
String scoreStr = 3.14;
double score = Double.prarseDouble(scoreStr);
//2.整数转换为字符串,以下几种方式都可以(挑中你喜欢的记一下)
Integer a = 23;
String s1 = Integer.toString(a);
String s2 = a.toString();
String s3 = a+"";
String s4 = String.valueOf(a);
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