Java编程思想（一）

前面我们在网站上面学过 java，但是学到的东西不够系统。这里通过对 Bruce Eckel《Thinking in Java》的学习，希望可以系统的掌握 java 的相关知识。在这本书之后，还需要学习 JVM 相关知识。才称得上对 java 有一定的理解。

这一系列的读书笔记结合自己的实际情况，参考 leonliu06 的文章，供自己日后学习、回顾之用。

第1章对象导论

这一章主要介绍 面向对象程序设计（Object-oriented Programming,OOP）的概念和背景。是对整个 java 编程思想的高度概括。可以先看这一章，也可以先看后面章节，在对具体代码有了一定的应用后，再回过头来看这一章，相信会有更深的理解。

1.1 抽象过程

java 和 c++ 是面向对象的语言（可以简单理解为有 类 class 的语言），相比之下，c 就是面向过程的语言。
这里的类，就是抽象数据类（就好像 int 也是一个数据类，而3是该类的一个对象），对应就是抽象的过程。我们程序员要做的，就是如何做好这个抽象过程。

1.2 每个对象都有一个接口

所谓对象，就是一个类的实例。对象具有状态（内部数据给出对象的状态）、行为（方法产生行为）和标识（每个对象在内存中有唯一的地址，区别于其他对象，是标识）。而类就是有相同特性（数据元素）和行为（功能）的对象集合。
这里给一个例子：

类型名称	Light
接口	on()、off() 、brighten()、dim()

接口确定了对某个对象可以发出的请求（可以看到这里所谓的接口，就是类中的成员函数）。

Light lt = new Light();
lt.on();

上面代码中，我们首先创建了一个 Light 对象：定义这个对象的引用（lt），然后调用 new 方法来创建一个该类型的新对象。为了向对象发送消息，需要声明对象的名称（这里是lt），并以原点连接一个消息请求。

可以说就是在类中的成员函数叫接口，在对象中的成员函数叫请求。

1.3 每个对象都提供服务

讲对象看做是其可以提供服务的集合，使得程序具有更好的可读性和可重写性。
比如对象1只提供A服务，对象2只提供B服务，对象3只提供C服务，三个一起，可以完成整个程序所需的功能。

1.4 被隐藏的具体实现（访问控制）

将程序员分为 类创建者 和 客户端程序员（使用别人创建好的类库，比如你自己）。客户端程序员可以基于类创建者创建好的类来做一些快速开发。但是作为创建者，不希望类内所有的内容都可以被访问，而需要隐藏一部分（通常是内部脆弱的部分），这样可以减少bug。
访问控制，就是做这件事的。这里有三个关键字：

public：谁都可以访问
private：类创建者和类内部 方法可以访问
protected ：与private差别在于，继承类可以访问
如果没有指定关键字，java 中默认访问权限为 **包package访问权限，即同一个包总可以访问。

1.5 复用具体实现

代码复用是对象程序语言的一个巨大优点。
这里所谓的复用，就是可以用之前的写好的类。有两种方法：组合、继承。
所谓组合就是创建一个新的类去调用已有类，新类就可以叫做一个组合。

public class People{
   // People 方法
}
class Student{
    People people = new People();
   // Student 方法
}

而继承，则是用 extends 关键字继承父类所有的方法。

public class People{
   // People 方法
}
class Student extends People{
  // 新写的Student 方法。
已经包含People 父类所有非private方法。
}

什么时候用哪个呢？其实很简单，如果存在 “is-a”关系，（比如 Bee 是一个 Insect），即所有的Insect方法都需要，用继承。如果是 “has-a”关系（Bee 有一个 Insect的 move功能），就要用组合。
组合和继承的区别

1.6 继承

基本概念你已经清楚了，常见的做法是：把比较核心的概念写在基类中，继承类表示这些核心的各种实现方方式。
这里需要明白一个概念，基类和导出类具有相同的类型。比如圆形类继承自几何形类，二者其实都属于几何类。
如何让继承类和基类产生不同，这里给出了两种途径：添加新方法、方法重写（overriding）。第一种就加一个方法、第二种直接给出已有方法的重新定义（实现代码）。
这里在两种方法的选择上（是否需要增加新的方法），给出了 "is-a" & "is-like-a" 的关系，很直观。

1.7 伴随多态的可互换对象

面向对象的语言使用了动态绑定（后期绑定）的概念。当向对象发送消息时，被调用的代码直到运行时才可以确定。
发送消息后，编译器只确保被调用方法的存在，并对调用参数和返回值类型检查（无法提供此类保证的语言叫 若类型语言），但是不知道将被执行的确切代码。
将导出类看做基类的过程叫做向上转型（upcasting）。

//  首先写一个方法，可以看到这个方法的参数是 Shape 对象
void doSomething(Shape shape){
    shpae.erase();
    shape.draw();
}
// 方法的具体实现.
// 这里写的参数是 circle对象，但是可以通过 upcasting，Circle对象可以被看做 Shape对象。
doSometihing(circle);
doSometihing(triangle);

1.8 单根继承结构

在 java（事实上包括 c++在内的所有OOJ语言）中，所有的类都继承自一个基类。这个终极老鸡鸡叫做 Object。这样的单根继承结构有以下优点。

所有对象都具有一个共用接口，所以，所有的对象归根结底都是相同的基本类型（upcasting思想）
单根继承结构保证所有对象都具备某些功能（Object的功能）
单根继承结构使得垃圾回收器的实现变得容易很多，而垃圾回收器正是 java 相对 C++ 的重要改进之一。由于所有对象都保证具有基类信息，因此 不会因为无法确定对象类型而陷入僵尸。

1.9 容器

如果事先不知道解决一个问题需要多少个对象，就不知道需要创建多大的空间来存储对象（比如一个数组创建时，不知道里面的元素有多少个）。这里我们就要用到容器。
一个容器的对象，只需要扩充自己来容纳其中的东西，所以我们并不需要知道到底有多少个对象置于容器中。
java 中，提供了不同种类的容器，比如 List（用于存储序列）、Map（用来建立对象之间的关系）、Set（不含重复的对象，或者说元素）、以及队列、树、堆栈等很多组件。其中不同的容器提供了不同的接口和行为，并且不同容器对于某些操作具有不同的效率。

参数化类型

在 Java SE5之前，所有容器存储的对象都只具有Java中的通用类型：Object。这里就有一个问题，不同对象存储时候 upcasting，但是具体用的的时候需要 donwcasting，这样就需要编写额外的代码来解决 downcasting 的问题。
如果我们一开始就指定了容器存储的类型，就是增加所谓的参数化类型（或者说叫泛型），用一对尖括号包含：

List test = new ArrayList();

1.10 对象的创建和生命期

这里先说一下简单的理解。后期看的更多应该会有更深的理解

java采用动态内存分配方式，创建一个对象时，使用 new 关键字构建此对象的动态实例，存储在堆heap 中。
同时，java中垃圾回收器被设计用来处理内存释放问题。在堆上创建的对象，编译器对其生命周期一无所知，而垃圾回收器可以自动发现对象何时不被使用，从而销毁对象，释放内存。

1.11 异常处理：处理错误

1.12 并发编程

把问题切分成多个可独立运行的部分（任务），每个独立部分叫做“线程”，整个叫“并发”。
并发编程的过程是：某个任务锁定某项资源，完成其任务，然后释放资源锁，使得其他任务可以访问这个资源。