[Java]面向对象高级篇

包装类

包装类层次结构

基本类型包装类

package com.test.entity;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Integer a = new Integer(10);
        Integer b = new Integer(10);
        System.out.println(a == b);
    }
}

public static void main(String[] args) {
    Integer a = 10, b = 10;
    System.out.println(a == b);
}

package com.test.entity;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Integer a = 128, b = 128;
        System.out.println(a == b);
    }
}

public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)   
        //这里会有一个IntegerCache，如果在范围内，那么会直接返回已经提前创建好的对象
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

false

true

false

IntegerCache会默认缓存-128~127之间的所有值，将这些值提前做成包装类放在数组中存放

package com.test.entity;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Integer i = Integer.valueOf("5555");
        System.out.println(i);
        Integer j = Integer.parseInt("5555");
        System.out.println(j);
    }
}

package com.test.entity;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Integer i = Integer.decode("036");
        System.out.println(i);
        System.out.println(Integer.toHexString(166));
    }
}

30
a6

特殊包装类

package com.test.entity;
import java.math.BigDecimal;
import java.math.BigInteger;
import java.math.RoundingMode;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal i = BigDecimal.valueOf(10);
        i = i.divide(BigDecimal.valueOf(3), 100, RoundingMode.CEILING);
        //计算10/3的结果，精确到小数点后100位
        //RoundingMode是舍入模式，就是精确到最后一位时，该怎么处理，这里CEILING表示向上取整
        System.out.println(i);
        BigInteger j = BigInteger.valueOf(Long.MAX_VALUE);
        j = j.pow(100); //来个100次方吧
        System.out.println(j);
    }
}

数组

一维数组

package com.test.entity;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[]{1,2,43,5};
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            System.out.print(array[i]+" ");
        }
        System.out.println();
        //foreach
        for (int a:array){
            System.out.print(a+" ");
        }
    }
}

public static void main(String[] args) {
    String[] arr = new String[10];
    Object[] array = arr;    //引用类型的数组同样支持向上转型
    Object[] arr = new Object[10];
    String[] array = (String[]) arr;   //引用类型数组也支持向下转型
}

多维数组

package com.test.entity;
public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        int[][] arr = new int[][]{{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}};
        for (int i = 0; i < arr.length; i++)
        {    //要遍历一个二维数组，那么我们得一列一列一行一行地来
            for (int j = 0; j < arr[0].length; j++)
            {
                System.out.print(arr[i][j]+" ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

可变长参数

package com.test.entity;
public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
       test("co","le","ak","66");
    }
    public static void test(String... strings){   //strings这个变量就是一个String[]类型的
        for (String string : strings) {
            System.out.print(string);   //遍历打印数组中每一个元素
        }
    }
}

字符串

String类

package com.test.entity;
public class Main
{
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "Hello World";
        String str2 = "Hello World";
        System.out.println(str1 == str2);
    }
}

直接使用双引号创建的字符串，如果内容相同，为了优化效率，那么始终都是同一个对象

package com.test.entity;
public class Main
{
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = new String("Hello World");
        String str2 = new String("Hello World");
        System.out.println(str1 == str2);
        System.out.println(str1.equals(str2));   //字符串的内容比较，一定要用equals
    }
}

false
true

package com.test.entity;
public class Main
{
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello World";
        String[] strings = str.split(" ");
        for (String string : strings)
        {
            System.out.println(string);
        }
        String sub = str.substring(6, 8);   //分割字符串，返回新的子串对象,这里返回67字符
        System.out.println(sub);
    }
}

Hello
World
Wo

package com.test.entity;
public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        String str = "Hello World";
        char[] chars = str.toCharArray();
        for (char aChar : chars)
        {
            System.out.println(aChar);
        }
        char[] chars2 = new char[]{'c', 'o', 'l'};
        String str2 = new String(chars2);
        System.out.println(str2);
    }
}

StringBuilder类

package com.test.entity;
public class Main
{
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder builder = new StringBuilder();   //一开始创建时，内部什么都没有
        builder.append("AAA");   //我们可以使用append方法来讲字符串拼接到后面
        builder.append("BBB");
        System.out.println(builder);   //当我们字符串编辑完成之后，就可以使用toString转换为字符串了
        builder.delete(2, 5);   //删除234这个范围内的字符
        System.out.println(builder.toString());
    }
}

AAABBB
AAB

内部类

成员内部类

package com.test.entity;
public class Main
{
    public static void main(String[] args) {
        Test a = new Test("小明");
        Test.Inner inner = a.new Inner();   //依附于a创建的对象，那么就是a的
        inner.test("coleak");
    }
}

package com.test.entity;
public class Test {
    private final String name;
    public Test(String name){
        this.name = name;
    }
    public class Inner {
        String  name;
        public void test(String name)
        {
            System.out.println("方法参数的name = "+name);    //就近原则
            System.out.println("成员内部类的name = "+this.name);   //表示内部类对象
            System.out.println("成员内部类的name = "+Test.this.name);
            //如果需要指定为外部的对象，那么需要在前面添加外部类型名称
        }
    }
}

方法参数的name = coleak
成员内部类的name = null
成员内部类的name = 小明

静态内部类

package com.test.entity;
public class Test {
    private final String name;
    public Test(String name){
        this.name = name;
    }
    public static class Inner {
        public void test(){
            System.out.println("我是静态内部类！");
        }
    }
}

package com.test.entity;
public class Main
{
    public static void main(String[] args) {
        Test.Inner inner = new Test.Inner();
        inner.test();
    }
}

仅使用静态内部类时，不会加载外部类，而是直接加载内部类，完成内部静态类的初始化和构造方法

局部内部类

public class Test {
    public void hello(){
        class Inner{   //局部内部类跟局部变量一样，先声明后使用
            public void test(){
                System.out.println("我是局部内部类");
            }
        }
        
        Inner inner = new Inner();   //局部内部类直接使用类名就行
        inner.test();
    }
}

匿名内部类

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
//        Student student = new Student();   //抽象类和接口均无法实例化
//        student.test();
    }
}


public abstract class Student {
    public abstract void test();
    protected String a="coleak";
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student() {
            int b;
            @Override
            public void test() {
                System.out.println(a);
                System.out.println("我是匿名内部类的实现!");
            }
        };
        student.test();
    }
}

coleak
我是匿名内部类的实现!

Lambda表达式

如果一个接口中有且只有一个待实现的抽象方法，那么我们可以将匿名内部类简写为Lambda表达式

package com.test.entity;
public interface Study {
    String stu(String str);
    static int num=10;
}

import com.test.entity.Study;
public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Study study = (a) ->
        {
            System.out.println(Study.num);
                return "我是学习方法!"+"   "+a;
        };
        System.out.println(study.stu("coleak"));
    }
}

10
我是学习方法! coleak

方法引用

package com.test.entity;

public interface Study {
        int sum(int a, int b);
}

import com.test.entity.Study;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
    //Study study = (a, b) -> a + b;
    Study study = (a, b) -> Integer.sum(a, b);   //直接使用Integer提供求和方法
        System.out.println(study.sum(10, 20));
    }
}

public static void main(String[] args) {
    Study study = Integer::sum;    //双冒号来进行方法引用，静态方法使用 类名::方法名 的形式
    System.out.println(study.sum(10, 20));
}

public static int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}

public static void main(String[] args){
    Main main = new Main();
    Study study = String::new;
    }

异常机制

自定义异常

异常两大类，编译时异常，运行时异常

抛出异常

当别人调用我们的方法时，如果传入了错误的参数导致程序无法正常运行，这时我们就可以手动抛出一个异常来终止程序继续运行下去，同时告知上一级方法执行出现了问题。

我们在重写方法时，如果父类中的方法表明了会抛出某个异常，只要重写的内容中不会抛出对应的异常我们可以直接省去：

public class Main
{
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println(test(30,4));
        System.out.println(test(30,0));
        System.out.println("coleak");
    }
    public static int test(int a, int b) throws Exception{
        if(b == 0)
            throw new RuntimeException("被除数不能为0");  //使用throw关键字来抛出异常
        return a / b;
    }
}

异常的处理

public class Main
{
    public static void main(String[] args) {
        try {    //使用try-catch语句进行异常捕获
            Object object = null;
            object.toString();
        } catch (NullPointerException e){
            e.printStackTrace();   //打印栈追踪信息
            System.out.println("异常错误信息："+e.getMessage());   //获取异常的错误信息
        }
        System.out.println("程序继续正常运行！");
    }
}

import java.io.IOException;

public class Main
{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        test(10);    //必须要进行异常的捕获，否则报错
    }

    private static void test(int a) throws IOException {  //明确会抛出IOException
        throw new IOException();
    }
}

如果已经是主方法了，那么就相当于到顶层了，此时发生异常再往上抛出的话，就会直接交给JVM进行处理，默认会让整个程序终止并打印栈追踪信息。

import java.io.IOException;
public class Main
{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try {
            int[] arr = new int[1];
            arr[1] = 100;    //这里发生的是数组越界异常，它是运行时异常的子类
        } catch (RuntimeException e){  //使用运行时异常同样可以捕获到
            System.out.println("捕获到异常");
        }
    }
}

如果我们要捕获的异常，是某个异常的父类，那么当发生这个异常时，同样可以捕获到

try {
  //....
}
catch (NullPointerException e){}
catch (IndexOutOfBoundsException e){} 
catch (RuntimeException e){}

try {
     //....
} catch (NullPointerException | IndexOutOfBoundsException e) {  //用|隔开每种类型即可
}

当代码可能出现多种类型的异常时，我们希望能够分不同情况处理不同类型的异常，就可以使用多重异常捕获

try {
    //....
}catch (Exception e){
            
}finally {
      System.out.println("lbwnb");   //无论是否出现异常，都会在最后执行
}

无论是否出现异常，都会在最后执行任务，可以交给finally语句块来处理

try语句块至少要配合catch或finally中的一个

常用工具类

数学工具类

import java.io.IOException;
public class Main
{
    public static void main(String[] args) {
        //Math也是java.lang包下的类，所以说默认就可以直接使用
        System.out.println(Math.pow(5, 3.5));   //我们可以使用pow方法直接计算a的b次方
        Math.abs(-1);    //abs方法可以求绝对值
        Math.max(19, 20);    //快速取最大值
        Math.min(2, 4);   //快速取最小值
        System.out.println(Math.sqrt(9));    //求一个数的算术平方根
    }
}

import java.io.IOException;
public class Main
{
    public static void main(String[] args) {
        Math.sin(Math.PI / 2);     //求π/2的正弦值，这里我们可以使用预置的PI进行计算
        Math.cos(Math.PI);       //求π的余弦值
        Math.tan(Math.PI / 4);    //求π/4的正切值

        System.out.println(Math.asin(1));     //求arcsin1的值
        Math.acos(1);
        Math.atan(0);
    }
}


public static void main(String[] args) {
    Math.log(Math.E);    //e为底的对数函数，其实就是ln，我们可以直接使用Math中定义好的e
    Math.log10(100);     //10为底的对数函数
    //利用换底公式，我们可以弄出来任何我们想求的对数函数
    double a = Math.log(4) / Math.log(2);   //这里是求以2为底4的对数，log(2)4 = ln4 / ln2
    System.out.println(a);
}

import java.io.IOException;
public class Main
{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Math.log(Math.E));    //e为底的对数函数，其实就是ln，我们可以直接使用Math中定义好的e
        System.out.println(Math.log10(100));     //10为底的对数函数
        //利用换底公式，我们可以弄出来任何我们想求的对数函数
        double a = Math.log(4) / Math.log(2);   //这里是求以2为底4的对数，log(2)4 = ln4 / ln2
        System.out.println(a);
    }
    }

1.0
2.0
2.0

随机数

import java.util.Random;
public class Main
{
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();   //创建Random对象
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            System.out.print(random.nextInt(100)+"      ");  
            //nextInt方法可以指定创建0 - x之内的随机数
        }
    }
    }

数组工具类

import java.util.Arrays;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{1, 4, 5, 8, 2, 0, 9, 7, 3, 6};
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        Arrays.sort(arr);    //可以对数组进行排序，将所有的元素按照从小到大的顺序排放
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        int[] arr2 = new int[10];
        Arrays.fill(arr2, 66);
        System.out.println(Arrays.toString(arr2));
        int[] target = Arrays.copyOf(arr, 10);
        System.out.println(Arrays.toString(target));   //拷贝数组的全部内容，并生成一个新的数组对象
        System.out.println(arr == target);
        int[] target2 = Arrays.copyOfRange(arr, 3, 5);   //也可以只拷贝某个范围内的内容
        System.out.println(Arrays.toString(target2));
        int[] target3 = new int[10];
        System.arraycopy(arr, 2, target3, 4, 5);   //使用System.arraycopy进行搬运
        System.out.println(Arrays.toString(target3));
        System.out.println(Arrays.binarySearch(target3, 5));
        int[][] array = new int[][]{{2, 8, 4, 1}, {9, 2, 0, 3}};
        System.out.println(Arrays.deepToString(array));
        int[][] a = new int[][]{{2, 8, 4, 1}, {9, 2, 0, 3}};
        int[][] b = new int[][]{{2, 8, 4, 1}, {9, 2, 0, 3}};
        System.out.println(Arrays.equals(a, b));   //equals仅适用于一维数组
        System.out.println(Arrays.deepEquals(a, b));
    }
}

[1, 4, 5, 8, 2, 0, 9, 7, 3, 6]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[66, 66, 66, 66, 66, 66, 66, 66, 66, 66]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
false
[3, 4]
[0, 0, 0, 0, 2, 3, 4, 5, 6, 0]
7
[[2, 8, 4, 1], [9, 2, 0, 3]]
false
true