java基础——多态、代码块、权限修饰符、内部类，Object类
多态、权限修饰符、内部类，Object类,Date类
第一章 多态
1.1 多态的形式
多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。
多态是出现在继承或者实现关系中的。
多态体现的格式：
父类类型 变量名 = new 子类/实现类构造器;
变量名.方法名();
多态的前提：有继承关系，子类对象是可以赋值给父类类型的变量。例如Animal是一个动物类型，而Cat是一个猫类型。Cat继承了Animal，Cat对象也是Animal类型，自然可以赋值给父类类型的变量。
1.2 多态的案例演示
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。如果子类没有重写该方法，就会调用父类的该方法。
总结起来就是：编译看左边，运行看右边。
代码如下：
定义父类：
public class Animal {
public void eat()｛
System.out.println("动物吃东西！")
｝
}
定义子类：
class Cat extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
}
class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
}
定义测试类：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 多态形式，创建对象
Animal a1 = new Cat();
// 调用的是 Cat 的 eat
a1.eat();
// 多态形式，创建对象
Animal a2 = new Dog();
// 调用的是 Dog 的 eat
a2.eat();
}
}
1.3 多态的定义和前提
多态： 是指同一行为，具有多个不同表现形式。
从上面案例可以看出，Cat和Dog都是动物，都是吃这一行为，但是出现的效果（表现形式）是不一样的。
前提【重点】
-
继承或者实现【二选一】
-
方法的重写【意义体现：不重写，无意义】
-
父类引用指向子类对象【格式体现】
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。
1.4 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。代码如下：
定义父类：
public abstract class Animal {
public abstract void eat();
}
定义子类：
class Cat extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
}
class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
}
定义测试类：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 多态形式，创建对象
Cat c = new Cat();
Dog d = new Dog();
// 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);
}
public static void showCatEat (Cat c){
c.eat();
}
public static void showDogEat (Dog d){
d.eat();
}
public static void showAnimalEat (Animal a){
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。从而实现了实现类的自动切换。
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。
1.5 多态的弊端
我们已经知道多态编译阶段是看左边父类类型的，如果子类有些独有的功能，此时多态的写法就无法访问子类独有功能了。
class Animal{
public void eat()｛
System.out.println("动物吃东西！")
｝
}
class Cat extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
public void catchMouse() {
System.out.println("抓老鼠");
}
}
class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
}
class Test{
public static void main(String[] args){
Animal a = new Cat();
a.eat();
a.catchMouse();//编译报错，编译看左边，Animal没有这个方法
}
}
1.6 引用类型转换
1.6.1 为什么要转型
多态的写法就无法访问子类独有功能了。
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。
回顾基本数据类型转换
- 自动转换: 范围小的赋值给范围大的.自动完成:double d = 5;
- 强制转换: 范围大的赋值给范围小的,强制转换:int i = (int)3.14
多态的转型分为向上转型（自动转换）与向下转型（强制转换）两种。
1.6.2 向上转型（自动转换）
- 向上转型：多态本身是子类类型向父类类型向上转换（自动转换）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：
父类类型 变量名 = new 子类类型();
如：Animal a = new Cat();
**原因是：父类类型相对与子类来说是大范围的类型，Animal是动物类，是父类类型。Cat是猫类，是子类类型。Animal类型的范围当然很大，包含一切动物。**所以子类范围小可以直接自动转型给父类类型的变量。
1.6.3 向下转型（强制转换）
- 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：
子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如:Aniaml a = new Cat();
Cat c =(Cat) a;
1.6.4 案例演示
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：
abstract class Animal {
abstract void eat();
}
class Cat extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
public void catchMouse() {
System.out.println("抓老鼠");
}
}
class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
public void watchHouse() {
System.out.println("看家");
}
}
定义测试类：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 向上转型
Animal a = new Cat();
a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat
// 向下转型
Cat c = (Cat)a;
c.catchMouse(); // 调用的是 Cat 的 catchMouse
}
}
1.6.5 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：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 向上转型
Animal a = new Cat();
a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat
// 向下转型
Dog d = (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。
1.6.6 instanceof关键字
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：
变量名 instanceof 数据类型
如果变量属于该数据类型或者其子类类型，返回true。
如果变量不属于该数据类型或者其子类类型，返回false。
所以，转换前，我们最好先做一个判断，代码如下：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 向上转型
Animal a = new Cat();
a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat
// 向下转型
if (a instanceof Cat){
Cat c = (Cat)a;
c.catchMouse(); // 调用的是 Cat 的 catchMouse
} else if (a instanceof Dog){
Dog d = (Dog)a;
d.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse
}
}
}
第二章 内部类
2.1 概述
2.1.1 什么是内部类
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。可以把内部类理解成寄生，外部类理解成宿主。
内部类是Java类的五大成份之一，也是我们最后一个需要学习的成份。
2.1.2 什么时候使用内部类
一个事物内部还有一个独立的事物，内部的事物脱离外部的事物无法独立使用
- 人里面有一颗心脏。
- 汽车内部有一个发动机。
- 为了实现更好的封装性。
2.2 内部类的分类
按定义的位置来分
- 静态内部类，类定义在了成员位置 (类中方法外称为成员位置，有static修饰的内部类)
- 实例内部内，类定义在了成员位置 (类中方法外称为成员位置，无static修饰的内部类)
- 局部内部类，类定义在方法内
- 匿名内部类。一般定义在方法中，或者可执行代码中
2.3 静态内部类
静态内部类特点：
- 有static修饰的内部类，属于外部类本身的。
- 总结：静态内部类与其他类的用法完全一样。只是访问的时候需要加上外部类.内部类。
- 拓展:静态内部类可以直接访问外部类的静态成员。
内部类的使用格式：
外部类.内部类。
静态内部类对象的创建格式：
外部类.内部类 变量 = new 外部类.内部类构造器;
案例演示：
// 外部类：Outer01
class Outer01{
private static String sc_name = "程序";
// 内部类: Inner01
public static class Inner01{
// 这里面的东西与类是完全一样的。
private String name;
public Inner01(String name) {
this.name = name;
}
public void showName(){
System.out.println(this.name);
// 拓展:静态内部类可以直接访问外部类的静态成员。
System.out.println(sc_name);
}
}
}
public class InnerClassDemo01 {
public static void main(String[] args) {
// 创建静态内部类对象。
// 外部类.内部类 变量 = new 外部类.内部类构造器;
Outer01.Inner01 in = new Outer01.Inner01("张三");
in.showName();
}
}
2.4 实例内部类
实例内部类特点：
- 无static修饰的内部类，属于外部类对象的。
- 宿主：外部类对象。
内部类的使用格式：
外部类.内部类。 // 访问内部类的类型都是用 外部类.内部类
实例内部类创建对象格式：
外部类.内部类 变量 = new 外部类构造器.new 内部类构造器;
-
拓展1：实例内部类不能定义静态成员。
-
拓展2：实例内部类可以直接访问外部类的私有和静态成员。
案例演示
public class InnerClassDemo02 {
public static void main(String[] args) {
// 宿主：外部类对象。
// Outer02 out = new Outer02();
// 创建内部类对象。
Outer02.Inner02 in = new Outer02().new Inner02("张三");
in.showName();
}
}
class Outer02{
// 实例内部类，属于外部类对象的。
// 拓展：实例内部类不能定义静态成员。
public class Inner02{
// 这里面的东西与类是完全一样的。
private String name;
public Inner02(String name) {
this.name = name;
}
public void showName(){
System.out.println(this.name);
}
}
}
2.5 实例内部类面试题
注意：内部类访问外部类对象的格式是：外部类名.this
public class Demo05 {
public static void main(String[] args) {
Body.Heart heart = new Body().new Heart();
heart.jump();
}
}
class Body { // 身体
private int weight = 30;
// 在成员位置定义一个类
class Heart {
private int weight = 20;
public void jump() {
int weight = 10;
System.out.println("心脏在跳动 " + ?); // 10
System.out.println("心脏在跳动 " + ?); // 20
System.out.println("心脏在跳动 " + ?); // 30
}
}
}
2.6 局部内部类
- 局部内部类 ：定义在方法中的类。
定义格式:
class 外部类名 {
数据类型 变量名;
修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) {
// …
class 内部类 {
// 成员变量
// 成员方法
}
}
}
局部内部类编译后仍然是一个独立的类，编译后有$还有一个数字。Chinese$1Chopsticks.class
2.7 匿名内部类【重点】
2.7.1 概述
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。
2.7.2 引入
实际上，如果我们希望定义一个只要使用一次的类，就可考虑使用匿名内部类。匿名内部类的本质作用
是为了简化代码。
之前我們使用接口时，似乎得做如下几步操作：
- 定义子类
- 重写接口中的方法
- 创建子类对象
- 调用重写后的方法
interface Swim {
public abstract void swimming();
}
// 1. 定义接口的实现类
class Student implements Swim {
// 2. 重写抽象方法
@Override
public void swimming() {
System.out.println("狗刨式...");
}
}
public class Demo07 {
public static void main(String[] args) {
// 3. 创建实现类对象
Student s = new Student();
// 4. 调用方法
s.swimming();
}
}
我们的目的，最终只是为了调用方法，那么能不能简化一下，把以上四步合成一步呢？匿名内部类就是做这样的快捷方式。
2.7.3 匿名内部类前提和格式
匿名内部类必须继承一个父类或者实现一个父接口。
匿名内部类格式
new 父类名或者接口名(){
// 方法重写
@Override
public void method() {
// 执行语句
}
};
2.7.4 使用方式
以接口为例，匿名内部类的使用，代码如下：
创建匿名内部类，并调用：GUI做界面
interface Swim {
public abstract void swimming();
}
public class Demo07 {
public static void main(String[] args) {
// 使用匿名内部类
new Swim() {
@Override
public void swimming() {
System.out.println("自由泳...");
}
}.swimming();
// 接口 变量 = new 实现类(); // 多态,走子类的重写方法
Swim s2 = new Swim() {
@Override
public void swimming() {
System.out.println("蛙泳...");
}
};
s2.swimming();
s2.swimming();
}
}
2.7.5 匿名内部类的特点
- 定义一个没有名字的内部类
- 这个类实现了父类，或者父类接口
- 匿名内部类会创建这个没有名字的类的对象
2.7.6 匿名内部类的使用场景
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：
interface Swim {
public abstract void swimming();
}
public class Demo07 {
public static void main(String[] args) {
// 普通方式传入对象
// 创建实现类对象
Student s = new Student();
goSwimming(s);
// 匿名内部类使用场景:作为方法参数传递
Swim s3 = new Swim() {
@Override
public void swimming() {
System.out.println("蝶泳...");
}
};
// 传入匿名内部类
goSwimming(s3);
// 完美方案: 一步到位
goSwimming(new Swim() {
public void swimming() {
System.out.println("大学生, 蛙泳...");
}
});
goSwimming(new Swim() {
public void swimming() {
System.out.println("小学生, 自由泳...");
}
});
}
// 定义一个方法,模拟请一些人去游泳
public static void goSwimming(Swim s) {
s.swimming();
}
}
第三章 包和权限修饰符
3.1 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，我们之前已经学习过了public 和 private，接下来我们研究一下protected和缺省（default默认）修饰符的作用。
- public：公共的，所有地方都可以访问。
- protected：当前类 ，当前包，当前类的子类可以访问。
- 缺省（没有修饰符）：当前类 ，当前包可以访问。
- private：私有的，当前类可以访问。
public > protected > 缺省 > private
3.2 不同权限的访问能力
| public | protected | 缺省（空的） | private | |
|---|---|---|---|---|
| 同一类中 | √ | √ | √ | √ |
| 同一包中的类 | √ | √ | √ | |
| 不同包的子类 | √ | √ | ||
| 不同包中的无关类 | √ |
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。
小贴士：不加权限修饰符，就是default权限
第四章 Object类
4.1 概述
java.lang.Object类是Java语言中的根类，即所有类的父类。它中描述的所有方法子类都可以使用。在对象实例化的时候，最终找的父类就是Object。
如果一个类没有特别指定父类， 那么默认则继承自Object类。例如：
public class MyClass /*extends Object*/ {
// ...
}
根据JDK源代码及Object类的API文档，Object类当中包含的方法有11个。今天我们主要学习其中的2个：
public String toString()：返回该对象的字符串表示。public boolean equals(Object obj)：指示其他某个对象是否与此对象“相等”。
4.2 toString方法
方法摘要
public String toString()：返回该对象的字符串表示。
toString方法返回该对象的字符串表示，其实该字符串内容就是对象的类型+@+内存地址值。
由于toString方法返回的结果是内存地址，而在开发中，经常需要按照对象的属性得到相应的字符串表现形式，因此也需要重写它。
覆盖重写
如果不希望使用toString方法的默认行为，则可以对它进行覆盖重写。例如自定义的Person类：
public class Person {
private String name;
private int age;
@Override
public String toString() {
return "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}';
}
// 省略构造器与Getter Setter
}
在IntelliJ IDEA中，可以点击Code菜单中的Generate...，也可以使用快捷键alt+insert，点击toString()选项。选择需要包含的成员变量并确定。
小贴士： 在我们直接使用输出语句输出对象名的时候,其实通过该对象调用了其toString()方法。
4.3 equals方法
方法摘要
public boolean equals(Object obj)：指示其他某个对象是否与此对象“相等”。
调用成员方法equals并指定参数为另一个对象，则可以判断这两个对象是否是相同的。这里的“相同”有默认和自定义两种方式。
默认地址比较
如果没有覆盖重写equals方法，那么Object类中默认进行==运算符的对象地址比较，只要不是同一个对象，结果必然为false。
对象内容比较
如果希望进行对象的内容比较，即所有或指定的部分成员变量相同就判定两个对象相同，则可以覆盖重写equals方法。例如：
import java.util.Objects;
public class Person {
private String name;
private int age;
@Override
public boolean equals(Object o) {
// 如果对象地址一样，则认为相同
if (this == o)
return true;
// 如果参数为空，或者类型信息不一样，则认为不同
if (o == null || getClass() != o.getClass())
return false;
// 转换为当前类型
Person person = (Person) o;
// 要求基本类型相等，并且将引用类型交给java.util.Objects类的equals静态方法取用结果
return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
}
}
这段代码充分考虑了对象为空、类型一致等问题，但方法内容并不唯一。大多数IDE都可以自动生成equals方法的代码内容。在IntelliJ IDEA中，可以使用Code菜单中的Generate…选项，也可以使用快捷键alt+insert，并选择equals() and hashCode()进行自动代码生成。
第五章 Objects类
Objects类是对象工具类，它里面的的方法都是用来操作对象的。
5.1 equals方法
在刚才IDEA自动重写equals代码中，使用到了java.util.Objects类，那么这个类是什么呢？
在JDK7添加了一个Objects工具类，它提供了一些方法来操作对象，它由一些静态的实用方法组成，这些方法是null-save（空指针安全的）或null-tolerant（容忍空指针的），用于计算对象的hashcode、返回对象的字符串表示形式、比较两个对象。
在比较两个对象的时候，Object的equals方法容易抛出空指针异常，而Objects类中的equals方法就优化了这个问题。方法如下：
public static boolean equals(Object a, Object b):判断两个对象是否相等。
我们可以查看一下源码，学习一下：
public static boolean equals(Object a, Object b) {
return (a == b) || (a != null && a.equals(b));
5.2 isNull
static boolean isNull(Object obj) 判断对象是否为null，如果为null返回true。
Student s1 = null;
Student s2 = new Student("蔡徐坤", 22);
// static boolean isNull(Object obj) 判断对象是否为null,如果为null返回true
System.out.println(Objects.isNull(s1)); // true
System.out.println(Objects.isNull(s2)); // false
第六章 Date类
6.1 Date概述
java.util.Date`类 表示特定的瞬间，精确到毫秒。
继续查阅Date类的描述，发现Date拥有多个构造函数，只是部分已经过时，我们重点看以下两个构造函数
public Date()：从运行程序的此时此刻到时间原点经历的毫秒值,转换成Date对象，分配Date对象并初始化此对象，以表示分配它的时间（精确到毫秒）。public Date(long date)：将指定参数的毫秒值date,转换成Date对象，分配Date对象并初始化此对象，以表示自从标准基准时间（称为“历元（epoch）”，即1970年1月1日00:00:00 GMT）以来的指定毫秒数。
tips: 由于中国处于东八区（GMT+08:00）是比世界协调时间/格林尼治时间（GMT）快8小时的时区，当格林尼治标准时间为0:00时，东八区的标准时间为08:00。
简单来说：使用无参构造，可以自动设置当前系统时间的毫秒时刻；指定long类型的构造参数，可以自定义毫秒时刻。例如：
import java.util.Date;
public class Demo01Date {
public static void main(String[] args) {
// 创建日期对象，把当前的时间
System.out.println(new Date()); // Tue Jan 16 14:37:35 CST 2020
// 创建日期对象，把当前的毫秒值转成日期对象
System.out.println(new Date(0L)); // Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970
}
}
tips:在使用println方法时，会自动调用Date类中的toString方法。Date类对Object类中的toString方法进行了覆盖重写，所以结果为指定格式的字符串。
6.2 Date常用方法
Date类中的多数方法已经过时，常用的方法有：
public long getTime()把日期对象转换成对应的时间毫秒值。public void setTime(long time)把方法参数给定的毫秒值设置给日期对象
示例代码
public class DateDemo02 {
public static void main(String[] args) {
//创建日期对象
Date d = new Date();
//public long getTime():获取的是日期对象从1970年1月1日 00:00:00到现在的毫秒值
//System.out.println(d.getTime());
//System.out.println(d.getTime() * 1.0 / 1000 / 60 / 60 / 24 / 365 + "年");
//public void setTime(long time):设置时间，给的是毫秒值
//long time = 1000*60*60;
long time = System.currentTimeMillis();
d.setTime(time);
System.out.println(d);
}
}
小结：Date表示特定的时间瞬间，我们可以使用Date对象对时间进行操作。