Java基础知识 --类与对象

面向对象的三大特性：封装性、继承性、多态性

• 封装性：对象、类和消息
  • 对象是变量和相关的方法的集合
  • 类是若干对象所具有的共性
  • 消息是对象之间的交互方式和交互内容
    消息包括：消息的接收者、接受对象应采用的应对方法、方法所需要的参数

一. Java类

1. 类的定义：类是组成Java程序的基本要素

• 类声明形式：[public][abstract][final] class classname{ classbody }

2. 变量成员：

• 声明形式：[public | protected | private][static][final][transient][volatile] type variableName
• 变量成员的作用域为整个类
• 变量成员的类型可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型

3. 方法成员：

• 声明形式：[public | protected | private][static] returnType methodName([paramList]) { methodbody }

4. 类变量和类方法：用static修饰的变量和方法

• 类变量由多个对象实例共享一个内存区，共享同一个值，且既可以通过对象实例名访问，也可以通过类名直接访问
• 实例变量（未用static修饰的变量）各自有各自的内存区，必须在生成对象实例后通过对象实例名访问
• 类方法中不能使用this或super，类方法不能访问实例变量
• 实例方法（不用static声明的方法）

5. Java语言的作用域分为类级、方法级、语句块级、语句级

6. 访问控制符

	同一个类中	同一个包中	不同包中的子类	不同包中的非子类
public	√	√	√	√
protected	√	√	√
默认(friendly)	√	√
private	√

7. 构造方法：

• 构造方法的方法名与类名相同，并且无返回类型，也没有void
• 如果在定义类时没有定义构造方法，则Java系统会自动提供默认的无参数构造方法
• 构造方法可以重载
• 构造方法只能用new关键字调用
• 若构造方法体定义为空，则自动调用其父类的构造方法

8. 终结处理方法finalize()

• 负责回收无用对象占据的特殊的内存资源
• finalize()不是C++中的析构函数，不能将finalize()作为通用的清理方法
• finalize()与Java垃圾回收器的区别：不仅仅做内存回收，还有其他处理，如擦去屏幕上画的图片

二. Java对象

1. 对象的创建

• 对象是类在程序中的实例化。对象实例包括生成、使用和清除三个阶段
• 对象实例的生成包括声明、实例化和初始化三个步骤
• 声明格式：type objectName = new type([paramList])
• type objectName声明了一个对象实例的引用，new运算符为其分配内存空间，完成了实例化，type构造方法执行初始化工作
• 使用成员运算符“.”来访问对象的成员
• Java运行时系统通过自动垃圾回收机制周期性地清除无用对象，释放内存

2. 内存分配

• 寄存器：最快的存储区，程序中无法控制
• 栈：驻留于RAM（随机访问存储器）区域，但通过堆栈指针可以从处理器获得直接支持，存放基本类型的数据和对象的引用
• 堆：一种通用的内存池（也位于RAM区），用于存放所有的Java对象，即用new产生的数据
• 静态域：存放在类中用static定义的静态成员
• 常量池：常量值通常直接存放在代码内部
• 非RAM存储：数据完全存活于程序之外

3. 对象初始化

• 对于定义在方法内部的局部变量，Java会以“编译时错误”的形式提示未初始化
• 对于类的成员变量，会给定初始值
• 对象成员初始化的几种方式：
  • 默认值
  • 声明时设定初值
  • 非基本类型对象初始化
  • 通过方法返回值赋初值
  • 构造方法初始化
• 成员初始化次序
  • 最先初始化static成员，静态成员只在第一次访问时初始化一次
  • 在类的内部，变量定义的先后顺序决定了初始化的顺序

4. 垃圾回收机制GC（Garbage Collection）

• GC通过对象是否被活动对象引用来确定是否收集该对象

三. 包/类库

1. 命名空间

• Java引入包的机制，以提供类的多重命名空间，同时也负责类名空间管理
• 使用“.”来分隔目录

2. package

• package语句放在Java源程序文件的第一行，指明该文件中定义的类存放在哪个包中
• 程序中可以没有package语句，此时类将存放到默认包中
• package语句最多只能有一条
• 声明形式：package pkg1[.pkgs.[pkg3……]]

3. import

• 声明形式：cimport pkg1[.pkg2……].classname|*;
• import语句放在package语句之后，类定义之前
• 一个Java源程序中可以有多个import语句
  要用java.util中的其他类：import java.util.*
避免冲突：java.util.Vector v = new java.util.Vector();

四. Java标准类库

1. 常用库：

• java.lang包：提供Java程序设计中最基础的类，如String、Object
• java.util包：包括许多具有特定功能的类，如Arrays、Date、Calendar和Stack等
• java.io包：主要包含与输入输出相关的类，这些类提供了对不同的输入和输出设备读写数据的支持
• java.swing包：提供了创建图形用户界面元素的类，该包中包含定义窗口、对话框、按钮、复选框、列表、菜单、滚动条及文本域的类
• java.net包：包含与网络操作相关的类，如URL、InetAddress和Socket等

2. java.lang包

• java.lang包由解释程序自动加载，不需在程序中显示地使用语句import java.lang
• 提供常用的类、接口、一般异常、系统等编程语言的核心内容

3. java.util包

• java.util包是Java实用工具类库

4. Object类

• java.lang.Object
• Object类是所有Java类的基类，处于Java开发环境的类层次树的根部
• 可以使用类型为Object的变量引用任意类型的对象
• 如果一个类在定义时没有包含extends关键字，编译器会将其作为Object类的直接子类
• Object类定义了所有对象的最基本的一些状态和行为，且会被Java中的每个类所继承

	public Object() //构造方法
	protected Object clone() //建立当前对象的拷贝
	public boolean equals(Object obj) //比较对象
	protected void finalize() //释放资源
	public final Class getClass() //求对象对应的类
	public int hashCode() //求hash码值
	public final void notify() //唤醒当前线程
	public final void notifyAll() //唤醒所有线程
	public String toString() //返回当前对象的字符串
	public final void wait() //使线程等待
	public final void wait(long timeout) //timeout为最长等待事件，单位为毫秒
	public final void wait(long timeout, int nanos) //nanos为附加时间，单位为纳秒，取值范围位0~999999

5. System类

• java.lang.System
• System不能被实例化，所有的方法都可以直接引用
• System类提供了标砖输入（in）输出（out）和错误（error）流
• 常用的一些方法：

	getProperties() //获取系统属性
	System.getProperty("os.name") p//获得当前系统的操作系统名字
	System.getProPerty("java.version") //获得Java版本号
	setProPerties() //设置或修改系统的属性
	currentTimeMillis() //获取当前时间
	exit() //使程序退出系统
	arraycopy() //拷贝数组

6. Math类

• java.lang.Math
• 静态方法，不用声明具体的实例
• 声明了两个double型的常量，PI和E

7. String类

• java.lang.String

	String s1 = "hello";
	String s2 = "hello" //此时s1和s2指向同一个内存
	System.out.println(s1 == s3) //true
	
	String s1 = new String("hello")
	String s2 = new String("hello") //此时s1hes2指向不同的内存
	System.out.println(s1 == s3) //false

常用的方法：
	public char charAt(int index) //返回指定索引处的char值
	public int length() //返回此字符串的长度
	public int indexOf(String str) //返回指定字符在第一次出现处的索引
	public boolean equalsIgnoreCase(String another) //忽略大小写的相等
	public String replace(char oldChar, char newChar) //替换所有匹配字符
	public String toUpperCase() //转化成大写
	public String toLowerCase() //转化成小写

8. StringBuilder类、StringBuffer类

• java.lang.StringBuilder、java.lang.StringBuffert
• 比String类更灵活，可以给一个StringBuilder或StringBuffer删除、插入或追加新的内容
• String对象一旦创建，它的值就确定了
• StringBuilder和StringBuffer功能上是相同的，StringBuffer是线程安全的，StringBuilder类被设计用作StringBuffer的一个简易替换
• 建议优先使用StringBuilder类，因为在大多数实现中，它比StringBuffer要块

在java中text = text + i是通过下面的形式实现的：
	StringBuilder builder = new StringBuilder(text);
	builder.append(String.valueOf(i));
	text = builder.toString();

StringBuilder中常用的方法：
	public StringBuilder append(……) //追加参数（多种类型）中的内容到字符串中
	public StringBuilder insert(……) //将任意参数的字符串形式插入到原有字符串指定的位置
	public StringBuilder delete(int start, int end) //删除从start开始到end-1为止的一段字符序列
	public StringBuilder reverse() //将字符序列逆序

9. 正则表达式

• java.util.regex.*
• 常用类：Pattern、Matcher