Java基础

2019-02-09

1 面向对象概念

1.1 面向对象基本特征

面向对象的三个基本特征是:封装继承多态

  • 封装:就是把客观事物封装成抽象的类,并且类可以把自己的数据和方法,只让可信的类或者对象操作,对不可信的进行信息隐藏。
  • 继承:它可以使用现有类的所有功能,并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展。继承中最常使用的两个关键字是extends(用于基本类和抽象类)和implements(用于接口)。Java中类的继承是单一继承,若使用extends只允许有一个父类,使用implements则不限。
  • 多态:多态性是指允许不同子类型的对象对同一消息作出不同的响应。实现多态有二种方式:重写(Override)和重载(Overload)。
    • 重写:重写是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写, 返回值和形参都不能改变。即外壳不变,核心重写!
    • 重载:是指允许存在多个同名函数,而这些函数的参数表不同(或许参数个数不同,或许参数类型不同,或许两者都不同),返回类型可以相同也可以不同。

2 Java修饰符

2.1 访问控制符

Java中,可以使用访问控制符来保护对类、变量、方法和构造方法的访问。Java 支持 4 种不同的访问权限。

  • default (即缺省,什么也不写): 在同一包内可见,不使用任何修饰符。使用对象:类、接口、变量、方法。
  • private : 在同一类内可见。使用对象:变量、方法。 注意:不能修饰类(外部类)
  • public : 对所有类可见。使用对象:类、接口、变量、方法
  • protected : 对同一包内的类和所有子类可见。使用对象:变量、方法。 注意:不能修饰类(外部类)和接口
访问控制修饰符 同一个类 同一个包 不同包的子类 任何地方
private(私有的)
default(默认的)
protected(受保护的)
public(公共的)

访问控制和继承

  • 父类中声明为 public 的方法在子类中也必须为 public。
  • 父类中声明为 protected 的方法在子类中要么声明为 protected,要么声明为 public,不能声明为 private。
  • 父类中声明为 private 的方法,不能够被继承。

2.2 非访问修饰符

  • static 修饰符,用来修饰类方法和类变量。
  • final 修饰符,用来修饰类、方法和变量,final 修饰的类不能够被继承,修饰的方法不能被继承类重新定义,修饰的变量为常量,是不可修改的。
  • abstract 修饰符,用来创建抽象类和抽象方法。
  • synchronized 和 volatile 修饰符,主要用于线程的编程。
  • transient 修饰符,在序列化和反序列化的时候,可以进行关键字的屏蔽。

2.2.1 static 修饰符

  • 静态变量:static 关键字用来声明独立于对象的静态变量,无论一个类实例化多少对象,它的静态变量只有一份拷贝。静态变量也被称为类变量。局部变量不能被声明为 static 变量

      public class Test {
      	static int num = 10;
      	public static void main(String[] args) {
      		Test t1 = new Test();
      		System.out.println(t1.num);
      		Test t2 = new Test();
      		System.out.println(t2.num);
      		t1.num += 1;
      		System.out.println(t2.num);
      	}
      }
        
      输出:
      10
      10
      11
    
  • 静态方法:static 关键字用来声明独立于对象的静态方法。静态方法不能使用类的非静态变量。静态方法从参数列表得到数据,然后计算这些数据。

2.2.2 final 修饰符

  • final 变量final 变量能被显式地初始化并且只能初始化一次。被声明为 final 的对象的引用不能指向不同的对象。但是 final 对象里的数据可以被改变。也就是说 final 对象的引用不能改变,但是里面的值可以改变。
  • final 方法:类中的 final 方法可以被子类继承,但是不能被子类修改。声明 final 方法的主要目的是防止该方法的内容被修改。

2.2.3 abstract 修饰符

  • 抽象类
    • 抽象类不能用来实例化对象,声明抽象类的唯一目的是为了将来对该类进行扩充。
    • 一个类不能同时被 abstract 和 final 修饰如果一个类包含抽象方法,那么该类一定要声明为抽象类,否则将出现编译错误。
  • 抽象方法
    • 抽象方法是一种没有任何实现的方法,该方法的的具体实现由子类提供。
    • 抽象方法不能被声明成 final 和 static
    • 任何继承抽象类的子类必须实现父类的所有抽象方法,除非该子类也是抽象类
    • 如果一个类包含若干个抽象方法,那么该类必须声明为抽象类。抽象类可以不包含抽象方法。
    • 抽象方法的声明以分号结尾,例如:public abstract sample();

2.2.4 synchronized 修饰符

synchronized 关键字声明的方法同一时间只能被一个线程访问。synchronized 修饰符可以应用于四个访问修饰符。

2.2.5 transient 修饰符

java 的transient关键字为我们提供了便利,你只需要实现Serilizable接口,将不需要序列化的属性前添加关键字transient,序列化对象的时候,这个属性就不会序列化到指定的目的地中。

  • 序列化的对象包含被 transient 修饰的实例变量时,java 虚拟机(JVM)跳过该特定的变量。
  • 该修饰符包含在定义变量的语句中,用来预处理类和变量的数据类型。
  • 一旦变量被transient修饰,变量将不再是对象持久化的一部分,该变量内容在序列化后无法获得访问。
  • transient关键字只能修饰变量,而不能修饰方法和类。注意,本地变量是不能被transient关键字修饰的。变量如果是用户自定义类变量,则该类需要实现Serializable接口
  • 被transient关键字修饰的变量不再能被序列化(注意:若实现的是Externalizable接口,在writeExternal方法中进行手工指定所要序列化的变量,这与是否被transient修饰无关。),一个静态变量不管是否被transient修饰,均不能被序列化。

2.2.6 volatile 修饰符

volatile 修饰的成员变量在每次被线程访问时,都强制从共享内存中重新读取该成员变量的值。而且,当成员变量发生变化时,会强制线程将变化值回写到共享内存。这样在任何时刻,两个不同的线程总是看到某个成员变量的同一个值。

3 Java基本数据类型

  • bit:位,一个二进制数据0或1,是1bit
  • byte:字节,存储空间的基本的单元,1byte=8bit
  • 一个英文占一个字节,1字母=1byte=8bit
  • 一个中文占两个字节,1汉字=2byte=16bit
类型名称 类型定义 类型取值
boolean 布尔值,作二元判断,1位 true, false
byte 8位有符号整数 最小值-128,最大值127
char 16 位 Unicode 字符 最小值是 \u0000(即为0),最大值是 \uffff(即为65,535)
short 16位有符号整数 最小值-32768,最大值32767
int 32位有符号整数 最小值-2147483648($-2^{31}$),最大值2147483647($2^{31}-1$
long 64位有符号整数 $-2^{63}$~($2^{63}-1$)
float 32位浮点数 1.4E-45~3.4028235E38
double 64位浮点数 4.9E-324~1.7976931348623157E308
  • 1B(Byte 字节)=8bit,
  • 1KB (Kilobyte 千字节)=1024B,
  • 1MB (Megabyte 兆字节 简称“兆”)=1024KB,
  • 1GB (Gigabyte 吉字节 又称“千兆”)=1024MB,
  • 1TB (Trillionbyte 万亿字节 太字节)=1024GB

4 Java中引用传递和值传递

4.1 基本类型和引用类型

Java中数据类型分为两大类,基本类型引用类型

  • 基本类型包括:byte, short, int, long, char, float, double, boolean, returnAddress;
  • 引用类型包括:类类型,接口类型和数组

相应的,变量也有两种类型:基本类型和引用类型

  • 基本类型的变量保存原始值,即它代表的值就是数值本身,基本数据类型在声明时系统就给它分配空间;

      int a;
      a=10;//正确,因为声明a时就分配了空间
    
  • 引用类型的变量保存引用值,”引用值”指向内存空间的地址,代表了某个对象的引用,而不是对象本身,对象本身存放在这个引用值所表示的地址的位置,引用类型的变量声明时只给变量分配了引用空间,而不分配数据空间。

      Date a,b; //在内存开辟两个引用空间
      a = new Date();//开辟存储Date对象的数据空间,并把该空间的首地址赋给a
      b = a; //将a存储空间中的地址写到b的存储空间中
    

    4.2 值传递和引用传递

    值传递:方法调用时,实际参数把它的值传递给对应的形式参数,函数接收的是原始值的一个copy,此时内存中存在两个相等的基本类型,即实际参数和形式参数,后面方法中的操作都是对形参这个值的修改,不影响实际参数的值

引用传递:也称为传地址。方法调用时,实际参数的引用(地址,而不是参数的值)被传递给方法中相对应的形式参数,函数接收的是原始值的内存地址;在方法执行中,形参和实参内容相同,指向同一块内存地址,方法执行中对引用的操作将会影响到实际对象。

4.3 结论

  1. 基本数据类型传值,对形参的修改不会影响实参;
  2. 引用类型传引用,形参和实参指向同一个内存地址(同一个对象),所以对参数的修改会影响到实际的对象;
  3. String, Integer, Double等不可变的类型特殊处理,因为没有提供自身修改的函数,每次操作都是新生成一个对象,所以要特殊对待,可以认为是和基本数据类型相似,传值操作,最后的不会修改实参对象。

5 抽象类和接口区别

5.1 对比

参数 | 抽象类 | 接口 —|—|— 默认的方法实现 | 它可以有默认的方法实现 | 接口完全是抽象的。它根本不存在方法的实现 实现 | 子类使用extends关键字来继承抽象类。如果子类不是抽象类的话,它需要提供抽象类中所有声明的方法的实现。 | 子类使用关键字implements来实现接口。它需要提供接口中所有声明的方法的实现 构造器 | 抽象类可以有构造器 | 接口不能有构造器 与正常Java类的区别 | 除了你不能实例化抽象类之外,它和普通Java类没有任何区别 | 接口是完全不同的类型 访问修饰符 | 抽象方法可以有publicprotectedprivate这些修饰符 | main方法 | 抽象方法可以有main方法并且我们可以运行它 | 接口没有main方法,因此我们不能运行它。 多继承 | 抽象方法可以继承一个类和实现多个接口 | 接口只可以继承一个或多个其它接口 速度 | 它比接口速度要快 | 接口是稍微有点慢的,因为它需要时间去寻找在类中实现的方法。 添加新方法 | 如果你往抽象类中添加新的方法,你可以给它提供默认的实现。因此你不需要改变你现在的代码。 | 如果你往接口中添加方法,那么你必须改变实现该接口的类。

5.2 什么时候使用抽象类和接口

  • 如果你拥有一些方法并且想让它们中的一些有默认实现,那么使用抽象类
  • 如果你想实现多重继承,那么你必须使用接口。由于Java不支持多继承,子类不能够继承多个类,但可以实现多个接口。
  • 如果基本功能在不断改变,那么就需要使用抽象类。如果不断改变基本功能并且使用接口,那么就需要改变所有实现了该接口的类。

6 Java标准输入

public static void main(String[] args) {
	Scanner in = new Scanner(System.in);
	System.out.print("请输入第一个字符串:");  
	String s1=in.nextLine(); 
	System.out.println("输入的字符串是:"+s1);
	
	System.out.print("请输入第二个字符串:"); 
	String s2=in.next(); 
	System.out.println("输入的字符串是:"+s2);
}

输出
请输入第一个字符串      home
输入的字符串是      home
请输入第二个字符串      home       
输入的字符串是home

6.1 Java中.next()和.nextLine()的区别

参见Java中.next()和.nextLine()的区别

  • nextLine()方法返回的是Enter键之前的所有字符,它是可以得到带空格的字符串的。结束符只是Enter键。
  • next()会自动消去有效字符前的空格,只返回输入的字符,不能得到带空格的字符串。在输入有效字符之后,将其后输入的空格键、Tab键或Enter键等视为分隔符或结束符。

注意:

public static void main(String[] args) {
	Scanner in = new Scanner(System.in);
	System.out.print("请输入第一个字符串:");  
	String s1=in.next(); 
	System.out.println("输入的字符串是:"+s1);
	
	System.out.print("请输入第二个字符串:"); 
	String s2=in.nextLine(); 
	System.out.println("输入的字符串是:"+s2);
}

输出
请输入第一个字符串     sdafs  
输入的字符串是sdafs
请输入第二个字符串输入的字符串是  

nextLine()自动读取了被next()去掉的Enter作为他的结束符,所以没办法从键盘输入值。其他的next的方法,如nextDouble()nextFloat()nextInt() 等与nextLine()连用时都存在这个问题。

解决的办法是:
在每一个next()nextDouble()nextFloat()nextInt() 等语句之后加一个nextLine()语句,将被next()去掉的Enter结束符过滤掉。

参考文献

Java 重写(Override)与重载(Overload)
Java 修饰符
Java transient关键字使用小记 在Java中如何使用transient