Java学习笔记（一）：基础概念和语法

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1 基础概念

1.1 二进制

字节是计算机中最小存储单元。计算机存储任何的数据，都是以字节的形式存储。8个bit（二进制位） 0000-0000表示为1个字节，写成1 byte或者1 B。

8 bit = 1 B
1024 B =1 KB
1024 KB =1 MB
1024 MB =1 GB
1024 GB = 1 TB

1.2 Java虚拟机

虚拟机是一种抽象化的计算机，通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。Java虚拟机（Java Virtual Machine，JVM ）有自己完善的硬体架构，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。Java虚拟机屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息，使得Java程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码)，就可以在多种平台上不加修改地运行。

所谓的java虚拟机，就是一台虚拟的机器。它是一款软件，用来执行一系列虚拟计算机指令，大体上虚拟机可以分为系统虚拟机和程序虚拟机。Visual Box、VMWare就属于系统虚拟机。他们完全是对物理计算机的仿真，提供一个可运行完整操作系统的软件平台。而java虚拟机就是典型程序虚拟机，它专门为执行单个计算机程序而设计，在java虚拟机中执行的指令我们称之为java字节码指令。java发展到今天，出现了很多虚拟机，最初sun使用的叫Classic的java虚拟机，到现在使用最广泛的是HotSpot虚拟机，除了sun以外还有BEA的JRockit,目前JRockit和HotSpot都被甲骨文公司收入旗下，大有整合的趋势。

任何软件的运行，都必须要运行在操作系统之上，而我们用Java编写的软件可以运行在任何的操作系
统上，这个特性称为Java语言的跨平台特性。该特性是由JVM实现的，我们编写的程序运行在JVM上，而JVM运行在操作系统上。

1.3 JRE 和 JDK

JRE（Java Runtime Environment）：是Java程序的运行时环境，包含 JVM 和运行时所需要的核心类库。
JDK（Java Development Kit)：是Java程序开发工具包，包含 JRE 和开发人员使用的工具。

我们想要运行一个已有的Java程序，那么只需安装 JRE 即可。我们想要开发一个全新的Java程序，那么必须安装 JDK 。

1.4 常量和变量

常量：程序运行中固定不变的量
变量：程序中运行可以变化的量

常量分类：

类型	含义	举例
整数常量	所有的整数	0，1， 567， -9
小数常量	所有的小数	0.0， -0.1， 2.55
字符常量	单引号引起来,只能写一个字符,必须有内容	'a' ， ' '， '好'
字符串常量	双引号引起来,可以写多个字符,也可以不写	"A" ，"Hello" ，"你好" ，""
布尔常量	只有两个值	true ， false
空常量	只有一个值	null

变量分类：

Java的数据类型分为两大类：

基本数据类型：整数、浮点数、字符、布尔。
引用数据类型：类、数组、接口。

数据类型	关键字	占用内存	取值范围
字节型	byte	1个字节	-128~127
短整型	short	2个字节	-32768~32767
整型	int（默认）	4个字节	$-2^{31}$ ~ $2^{31}-1$
长整型	long	8个字节	$-2^{63}$ ~ $2^{63}-1$
单精度浮点数	float	4个字节	1.4013E-45~3.4028E+38
双精度浮点数	double（默认）	8个字节	4.9E-324~1.7977E+308
字符型	char	2个字节	0-65535
布尔类型	boolean	1个字节	true，false

long类型：建议数据后加L表示
float类型：建议数据后加F表示

1.5 数据类型转换

自动类型转换（隐式）

特点：代码不需要进行特殊处理，自动完成。
规则：数据范围从小到大。

强制类型转换（显式）

特点：代码需要进行特殊的格式处理，不能自动完成。
格式：范围小的类型范围小的变量名 =（范围小的类型) 原本范围大的数据;

注意事项：

强制类型转换一般不推荐使用，因为有可能发生精度损失、数据溢出。
byte/short/char这三种类型都可以发生数学运算，例如加法“+”.
byte/short/char这三种类型在运算的时候，都会被首先提升成为int类型，然后再计算。
boolean类型不能发生数据类型转换

1.6 运算符

算数运算符

符号	说明
+	加法运算，字符串连接运算
-	减法运算
*	乘法运算
/	除法运算
%	取模运算，两个数字相除取余数
++ 、 --	自增自减运算

前++和后++的区别

public static void main(String[] args) {
    int a = 1;
    int b = ++a;
    System.out.println(a);//计算结果是2
    System.out.println(b);//计算结果是2
}

public static void main(String[] args) {
    int a = 1;
    int b = a++;
    System.out.println(a);//计算结果是2
    System.out.println(b);//计算结果是1
}

赋值运算符

符号	说明
=	等于号
+=	加等于
- =	减等于
*=	乘等于
/=	除等于
%=	取模等

比较运算符

符号	说明
==	比较符号两边数据是否相等，相等结果是true。
<	比较符号左边的数据是否小于右边的数据，如果小于结果是true。
>	比较符号左边的数据是否大于右边的数据，如果大于结果是true。
<=	比较符号左边的数据是否小于或者等于右边的数据，如果小于结果是true。
>=	比较符号左边的数据是否大于或者等于右边的数据，如果小于结果是true。
！ =	不等于符号，如果符号两边的数据不相等，结果是true。

逻辑运算符

符号	说明
&& 短路与	1. 两边都是true，结果是true 2. 一边是false，结果是false 短路特点：符号左边是false，右边不再运算
\|\| 短路或	1. 两边都是false，结果是false 2. 一边是true，结果是true 短路特点：符号左边是true，右边不再运算
！取反	1. ! true 结果是false 2. ! false结果是true

三元运算符

三元运算符格式：

数据类型 变量名 = 布尔类型表达式？结果1：结果2;

示例：

public static void main(String[] args) {
    int i = (1==2 ? 100 : 200);
    System.out.println(i);//200
    int j = (3<=4 ? 500 : 600);
    System.out.println(j);//500
}

1.7 JShell脚本工具

JShell脚本工具是JDK9的新特性,当我们编写的代码非常少的时候，而又不愿意编写类，main方法，也不愿意去编译和运行，这个时候可以使用JShell工具。

启动JShell工具，在DOS命令行直接输入JShell命令。

1.8 IDEA快捷键

快捷键	功能
Alt + Enter	导入包，自动代码修正
Ctrl+Y	删除光标所在行
Ctrl+D	复制光标所在行的内容，插入光标位置下面
Ctrl+Alt+L	格式化代码
Ctrl+/	单行注释
Ctrl+Shift+/	选中代码注释，多行注释，再按取消注释
Alt+Ins	自动生成代码，toString，get，set等方法
Alt+Shift+ 上下箭头	移动当前代码行
Shift+F6	同时修改不同地方的同一个量
输入sout	System.out.println();
输入psvm	public static void main(String[] args)
输入5.fori	for（int i = 0; i < 5; i++)
输入arr.fori或者arr.forr	for循环变量数组

2 流程控制语句

2.1 判断语句if-else

语句格式：

if (判断条件1) {
   执行语句1;  
} else if (判断条件2) {
   执行语句2;  
}
...
}else if (判断条件n) {
  执行语句n;   
} else {
   执行语句n+1;  
}

2.2 选择语句swich-case

语句格式：

switch(表达式) {
  case 常量值1:
    语句体1;
    break;
  case 常量值2:
    语句体2;
    break;
  ...
  default:
    语句体n+1;
    break;
}

2.3 循环语句

循环语句for

语句格式：

for(初始化表达式①; 布尔表达式②; 步进表达式④){
循环体③        
}

执行流程
执行顺序：①②③④ >②③④>②③④…②不满足为止。
①负责完成循环变量初始化
②负责判断是否满足循环条件，不满足则跳出循环
③具体执行的语句
④循环后，循环条件所涉及变量的变化情况

循环语句while

语句格式1:

初始化表达式①
  while(布尔表达式②){
    循环体③
    步进表达式④
}

执行流程
执行顺序：①②③④ >②③④>②③④…②不满足为止。
①负责完成循环变量初始化。
②负责判断是否满足循环条件，不满足则跳出循环。
③具体执行的语句。
④循环后，循环变量的变化情况。

语句格式2：

初始化表达式①
    do{
    循环体③
    步进表达式④
}while(布尔表达式②);

执行流程

执行顺序：①③④ >②③④>②③④…②不满足为止。

①负责完成循环变量初始化。

②负责判断是否满足循环条件，不满足则跳出循环。

③具体执行的语句

④循环后，循环变量的变化情况

2.4 break和continue

break

使用场景：终止 switch或者循环

在选择结构 switch语句中
在循环语句中
离开使用场景的存在是没有意义的

示例：

public static void main(String[] args) {
    for (int i = 1; i<=10; i++) {
        //需求:打印完两次HelloWorld之后结束循环
        if(i == 3){
          break;
        }
        System.out.println("HelloWorld"+i);
    }
}

continue

使用场景：结束本次循环，继续下一次的循环

示例：

public static void main(String[] args) {
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        //需求:不打印第三次HelloWorld
        if(i == 3){
          continue;
        }
        System.out.println("HelloWorld"+i);
    }
}

3 数组

3.1 容器

容器：是将多个数据存储到一起，每个数据称为该容器的元素。

3.2 数组概念

数组概念：数组就是存储数据长度固定的容器，保证多个数据的数据类型要一致。

3.3 数组的定义

方式一

格式：

数组存储的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度];

示例：

int[] arr = new int[3];

方式二

格式：

数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};

示例：

int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};

方式三

格式：

数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3...};

示例：

int[] arr = {1,2,3,4,5};

【注意】：

数组有定长特性，长度一旦指定，不可更改
方式三同样也进行了new操作

3.4 数组操作

索引：每一个存储到数组的元素，都会自动的拥有一个编号，从0开始，这个自动编号称为数组索引(index)，可以通过数组的索引访问到数组中的元素。
数组的长度：每个数组都具有长度，而且是固定的，Java中赋予了数组的一个属性，可以获取到数组的长度，语句为： 数组名 .length ，属性length的执行结果是数组的长度，int类型结果。由次可以推断出，数组的最大索引值为数组名 .length-1。
索引访问数组中的元素: 数组名[索引]

示例：

public static void main(String[] args) {
    //定义存储int类型数组，赋值元素1，2，3，4，5
    int[] arr = {1,2,3,4,5};
    //为0索引元素赋值为6
    arr[0] = 6;
    //获取数组0索引上的元素
    int i = arr[0];
    System.out.println(i);
    //直接输出数组0索引元素
    System.out.println(arr[0]);
}

数组取最大值

代码如下：

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = { 5, 15, 2000, 10000, 100, 4000 };
    //定义变量，保存数组中0索引的元素
    int max = arr[0];
    //遍历数组，取出每个元素
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
      //遍历到的元素和变量max比较
      //如果数组元素大于max
      if (arr[i] > max) {
        //max记录住大值
        max = arr[i];
      }
    }
    System.out.println("数组最大值是： " + max);
}

数组反转

代码如下：

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    /*
      循环中定义变量min=0最小索引
      max=arr.length‐1最大索引
      min++,max‐‐
      */
    for (int min = 0, max = arr.length ‐ 1; min <= max; min++, max‐‐) {
      //利用第三方变量完成数组中的元素交换
      int temp = arr[min];
      arr[min] = arr[max];
      arr[max] = temp;
    }
    // 反转后，遍历数组
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
      System.out.println(arr[i]);
    }
}

3.5 数组内存划分

内存是计算机中的重要原件，临时存储区域，作用是运行程序。我们编写的程序是存放在硬盘中的，在硬盘中的程序是不会运行的，必须放进内存中才能运行，运行完毕后会清空内存。

Java虚拟机要运行程序，必须要对内存进行空间的分配和管理。

Java的内存需要划分成为5个部分:

栈（Stack）: 存放的都是方法中的局部变量。方法的运行一定要在栈当中运行。
- 局部变量:方法的参数，或者是方法{}内部的变量
- 作用域:一旦超出作用域，立刻从栈内存当中消失。
堆（Heap）: 凡是new出来的东西，都在堆当中。
- 堆内存里面的东西都有一一个地址值: 16进制
- 堆内存里面的数据，都有默认值。规则:
  - 如果是整数: 默认为0
  - 如果是浮点数: 默认为0.0
  - 如果是字符: 默认为'\u0000'
  - 如果是布尔: 默认为false
  - 如果是引用类型: 默认为null
方法区（Method Area）: 存储class相关信息，包含方法的信息。
本地方法栈（Native Method Stack）: 与操作系统相关。
寄存器（PC Register）: 与CPU相关。

示例：

public static void main(String[] args) {
    
    // 定义数组，存储3个元素
    int[] arr = new int[3];
    
    //数组索引进行赋值
    arr[0] = 5;
    arr[1] = 6;
    arr[2] = 7;
    
    //输出3个索引上的元素值
    System.out.println(arr[0]);
    System.out.println(arr[1]);
    System.out.println(arr[2]);

}

代码执行流程：

main方法进入方法栈。程序运行前main方法存储在方法区，程序运行时，main方法进入栈
创建数组。JVM在堆内存中开辟一个内存空间存储数组（new int[3])，数组中的三个元素默认值为0。内存地址以一个十六进制数表示（0xff343）。
JVM将内存地址赋值给变量 arr。变量arr保存的是数组内存中的地址，而不是一个具体的数值，因此数组为引用数据类型。
根据数组索引给数组的3个元素赋值，分布赋值为5，6，7。然后进行打印。

数组内存图

两个变量指向同一个数据：

public static void main(String[] args) {
    // 定义数组，存储3个元素
    int[] arr = new int[3];
    //数组索引进行赋值
    arr[0] = 5;
    arr[1] = 6;
    arr[2] = 7;
    //输出3个索引上的元素值
    System.out.println(arr[0]);
    System.out.println(arr[1]);
    System.out.println(arr[2]);
    //定义数组变量arr2，将arr的地址赋值给arr2
    int[] arr2 = arr;
    arr2[1] = 9;
    System.out.println(arr[1]);
}

上述代码中，arr和arr2都指向同一个内存地址，arr2[1] = 9执行后，arr[1]也会跟着改变。

4 面向对象

Java语言是一种面向对象的程序设计语言，而面向对象思想是一种程序设计思想，我们在面向对象思想的指引下，
使用Java语言去设计、开发计算机程序。这里的对象泛指现实中一切事物，每种事物都具备自己的属性和行为。面向对象思想就是在计算机程序设计过程中，参照现实中事物，将事物的属性特征、行为特征抽象出来，描述成计算机事件的设计思想。它区别于面向过程思想，强调的是通过调用对象的行为来实现功能，而不是自己一步一步的去操作实现。

面向对象思想是一种更符合我们思考习惯的思想，它可以将复杂的事情简单化，并将我们从执行者变成了指挥者。面向对象的语言中，包含了三大基本特征，即封装、继承和多态。

4.1 类和对象

类：是一组相关属性和行为的集合。可以看成是一类事物的模板，使用事物的属性特征和行为特征来描述该
类事物。
属性：事物的状态信息。
行为：事物能够做什么。
对象：是一类事物的具体体现。对象是类的一个实例，必然具备该类事物的属性和行为。
类与对象的关系
类是对一类事物的描述，是抽象的。
对象是一类事物的实例，是具体的。
类是对象的模板，对象是类的实体。

4.2 类的定义

定义格式：

public class ClassName {
  //成员变量
  //成员方法
}

示例：

public class Student {
   //成员变量  
   String name；//姓名  
   int age；//年龄
   
   //成员方法
   //学习的方法
    public void study() {
    System.out.println("好好学习，天天向上");
  }
  //吃饭的方法
  publicvoid eat() {
    System.out.println("学习饿了要吃饭");
  }
}

4.3 对象使用

对象的使用格式

创建对象：

类名 对象名 = new 类名();

使用对象访问类中的成员:

对象名.成员变量；
对象名.成员方法()；

示例：

public class Test01_Student {
  public static void main(String[] args) {
    //创建对象格式：类名 对象名 = new 类名();
    Student s = new Student();
    System.out.println("s:"+s); //cn.itcast.Student@100363
    //直接输出成员变量值
    System.out.println("姓名："+s.name); //null
    System.out.println("年龄："+s.age); //0
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
    //给成员变量赋值
    s.name = "赵丽颖";
    s.age = 18;
    //再次输出成员变量的值
    System.out.println("姓名："+s.name); //赵丽颖
    System.out.println("年龄："+s.age); //18
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
    //调用成员方法
    s.study(); // "好好学习，天天向上"
    s.eat(); // "学习饿了要吃饭"
  }
}

成员变量的默认值

基本类型：
- 整数（byte，short，int，long）：0
- 浮点数（float，double）：0.0
- 字符（char）： '\u0000'
- 布尔（boolean）：false
引用类型：数组，类，接口 null

4.4 成员变量和局部变量区别

public class Car{
    String color; //成员变量
    public void drive(){
        int speed = 80; //局部变量
        //......
    }
}

在类中的位置不同
- 成员变量：类中，方法外
- 局部变量：方法中或者方法声明上（形式参数)
作用范围不一样
- 成员变量：类中
- 局部变量：方法中
初始化值的不同
- 成员变量：有默认值
- 局部变量：没有默认值。必须先定义，赋值，最后使用在内
存中的位置不同
- 成员变量：堆内存
- 局部变量：栈内存
生命周期不同
- 成员变量：随着对象的创建而存在，随着对象的消失而消失
- 局部变量：随着方法的调用而存在，随着方法的调用完毕而消失

5 封装

面向对象编程语言是对客观世界的模拟，客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的，外界无法直接操作和修改。封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被其他类随意访问。要访问该类的数据，必须通过指定的方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护，也加强了代码的安全性。

封装的步骤

使用 private 关键字来修饰成员变量。
对需要访问的成员变量，提供对应的一对 getXxx 方法、 setXxx 方法。

5.1 private关键字

private的含义

private是一个权限修饰符，代表最小权限。
可以修饰成员变量和成员方法。
被private修饰后的成员变量和成员方法，只在本类中才能访问。

private的使用格式：

private 数据类型 变量名;

使用 private 修饰成员变量，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
}

提供 getXxx 方法 / setXxx 方法，可以访问成员变量，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  public void setName(String n) {
    name = n;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setAge(int a) {
    age = a;
  }
  public int getAge() {
    return age;
  }
}

5.2 this关键字

this的含义this代表所在类的当前对象的引用（地址值），即对象自己的引用。

方法被哪个对象调用，方法中的this就代表那个对象。即谁在调用，this就代表谁。

this使用格式:

this.成员变量名;

使用 this 修饰方法中的变量，解决成员变量被隐藏的问题，代码如下：

由于形参变量名与成员变量名重名，导致成员变量名被隐藏，方法中的变量名，无法访问到成员变量，从而赋值失败。所以，我们只能使用this关键字，来解决这个重名问题。

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  public void setName(String name) {
    //name = name;
    this.name = name;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setAge(int age) {
    //age = age;
    this.age = age;
  }
  public int getAge() {
    return age;
  }

5.3 构造方法

当一个对象被创建时候，构造方法用来初始化该对象，给对象的成员变量赋初始值。

无论你与否自定义构造方法，所有的类都有构造方法，因为Java自动提供了一个无参数构造方法，一旦自己定义了构造方法，Java自动提供的默认无参数构造方法就会失效。

构造方法的定义格式:

修饰符 构造方法名(参数列表){
// 方法体    
}

构造方法的写法上，方法名与它所在的类名相同。它没有返回值，所以不需要返回值类型，甚至不需要void。使用构造方法后，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  // 无参数构造方法
  public Student() {}
  // 有参数构造方法
  public Student(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
}

注意事项

如果你不提供构造方法，系统会给出无参数构造方法。
如果你提供了构造方法，系统将不再提供无参数构造方法。
构造方法是可以重载的，既可以定义参数，也可以不定义参数。

5.4 JavaBean

JavaBean 是 Java语言编写类的一种标准规范。符合 JavaBean 的类，要求类必须是具体的和公共的，并且具有无参数的构造方法，提供用来操作成员变量的 set 和 get 方法。

public class ClassName{
  //成员变量
  //构造方法
  //无参构造方法【必须】
  //有参构造方法【建议】
  //成员方法   
  //getXxx()
  //setXxx()
}

编写符合 JavaBean 规范的类，以学生类为例，标准代码如下：

public class Student {
  //成员变量
  private String name;
  private int age;
  //构造方法
  public Student() {}
  public Student(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  //成员方法
  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setAge(int age) {
    this.age = age;
  }
  public int getAge() {
    return age;
  }
}

6 继承

多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那一个类即可。

其中，多个类可以称为子类，单独那一个类称为父类、超类（superclass）或者基类。

父类更通用，子类更具体。我们通过继承，可以使多种事物之间形成一种关系体系。

6.1 定义

继承：就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。

好处:

提高代码的复用性。
类与类之间产生了关系，是多态的前提。

格式：

通过 extends 关键字，可以声明一个子类继承另外一个父类，定义格式如下：

class 父类 {
...    
}
class 子类 extends 父类 {
...    
}

示例：

/*
 * 定义员工类Employee，做为父类
 */
class Employee {
    String name; // 定义name属性    
    // 定义员工的工作方法    
    public void work() {    
        System.out.println("尽心尽力地工作");        
    }    
}
/*
 * 定义讲师类Teacher 继承 员工类Employee
 */
class Teacher extends Employee {
    // 定义一个打印name的方法    
    public void printName() {    
        System.out.println("name=" + name);        
    }    
}
/*
 * 定义测试类
 */
public class ExtendDemo01 {
    public static void main(String[] args) {    
        // 创建一个讲师类对象
        Teacher t = new Teacher();        
             
        // 为该员工类的name属性进行赋值
        t.name = "小明";         
             
        // 调用该员工的printName()方法  
        t.printName(); // name = 小明        
               
       // 调用Teacher类继承来的work()方法  
       t.work();  // 尽心尽力地工作  
    }    
}

6.2 继承后的特点

成员变量

成员变量不重名
- 如果子类父类中出现不重名的成员变量，这时的访问是没有影响的。
成员变量重名
- 如果子类父类中出现重名的成员变量，这时的访问是有影响的。
- 子父类中出现了同名的成员变量时，在子类中需要访问父类中非私有成员变量时，需要使用 super 关键字，修饰父类成员变量，类似于之前学过的 this 。

成员方法

成员方法不重名
- 如果子类父类中出现不重名的成员方法，这时的调用是没有影响的。
- 对象调用方法时，会先在子类中查找有没有对应的方法，若子类中存在就会执行子类中的方法，若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。
成员方法重名 ——重写(Override)
- 如果子类父类中出现重名的成员方法，这时的访问是一种特殊情况，叫做方法重写（Override)。

构造方法

构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个 super() ，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。

class Fu {
  private int n;
  Fu(){
    System.out.println("Fu()");
  }
}

class Zi extends Fu {
  Zi(){
    // super（），调用父类构造方法
    super();
    System.out.println("Zi（）");
  } 
}
public class ExtendsDemo07{
  public static void main (String args[]){
    Zi zi = new Zi();
  }
}
输出结果：
Fu（）
Zi（）

Java继承特点

Java只支持单继承，不支持多继承。

6.3 重写（Override）

方法重写：子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。声明不变，重新实现。

示例：

子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。既沿袭了父类的功能名称，又根据子类的需要重新实现父类方法，从而进行扩展增强。比如新的手机增加来电显示头像的功能，代码如下：

class Phone {
    public void sendMessage(){    
        System.out.println("发短信");        
    }    
    public void call(){    
        System.out.println("打电话");        
    }    
    public void showNum(){    
        System.out.println("来电显示号码");        
    }    
}

//智能手机类
class NewPhone extends Phone {
   
    //重写父类的来电显示号码功能，并增加自己的显示姓名和图片功能    
    public void showNum(){    
        //调用父类已经存在的功能使用super        
        super.showNum();        
        //增加自己特有显示姓名和图片功能        
        System.out.println("显示来电姓名");        
        System.out.println("显示头像");        
    }    
}
public class ExtendsDemo06 {
public static void main(String[] args) {    
       // 创建子类对象  
       NewPhone np = new NewPhone()；  
       
        // 调用父类继承而来的方法
        np.call();
     
       // 调用子类重写的方法  
       np.showNum();  
}    
}

注意事项

子类方法覆盖父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。
子类方法覆盖父类方法，返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。

6.4 super 和this

父类空间优先于子类对象产生

在每次创建子类对象时，先初始化父类空间，再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间，便可以包含其父类的成员，如果父类成员非private修饰，则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构造方法调用时，一定先调用父类的构造方法。

super和this的含义

super ：代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。
this ：代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)。

super和this的用法

访问成员

this.成员变量     ‐‐    本类的   
super.成员变量     ‐‐    父类的  
this.成员方法名()   ‐‐    本类的      
super.成员方法名()   ‐‐    父类的

示例：

class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("animal : eat");
    }
}
class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("cat : eat");
    }
    public void eatTest() {
        this.eat();   // this  调用本类的方法
        super.eat();  // super 调用父类的方法
    }
}
public class ExtendsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Animal();
        a.eat();
        Cat c = new Cat();
        c.eatTest();
    }
}
输出结果为：
animal : eat
cat : eat
animal : eat

访问构造方法

this(...)     ‐‐    本类的构造方法   
super(...)    ‐‐    父类的构造方法

子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。
super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。

6.5 抽象类-abstract

父类中的方法，被它的子类们重写，子类各自的实现都不尽相同。那么父类的方法声明和方法主体，只有声明还有意义，而方法主体则没有存在的意义了。我们把没有方法主体的方法称为抽象方法。Java语法规定，包含抽象方法的类就是抽象类。

抽象方法 : 没有方法体的方法。

使用 abstract 关键字修饰方法，该方法就成了抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体

格式：

修饰符 abstract 返回值类型 方法名 (参数列表);

示例：

public abstract void run();

抽象类：包含抽象方法的类。

格式：

abstract class 类名字 {
 
}

示例：

public abstract class Animal {
    public abstract void run()；
}

抽象的使用：

继承抽象类的子类必须重写父类所有的抽象方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该父类的抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能创建对象，失去意义。

public class Cat extends Animal {
    public void run (){
       System.out.println("小猫在墙头走~~~")；         
    }
}
public class CatTest {
   public static void main(String[] args) {   
        // 创建子类对象
        Cat c = new Cat();
      
        // 调用run方法
        c.run();
   }  
}
输出结果：
小猫在墙头走~~~

此时的方法重写，是子类对父类抽象方法的完成实现，我们将这种方法重写的操作，也叫做实现方法。

7 多态

多态：是指同一行为，具有多个不同表现形式。

7.1 多态的体现

多态体现的格式：

父类类型 变量名 = new 子类对象； //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。
变量名.方法名();

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。

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
        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();              
    } 
}

7.2 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。

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。

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。

7.3 引用类型转换

多态的转型分为向上转型与向下转型两种

向上转型

向上转型：多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程，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();

向下转型

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:Cat c =(Cat) a;

为什么要转型

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        
    } 
}

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。这两个类型并没有任何继承关系，不符合类型转换的定义。

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，返回true。
如果变量不属于该数据类型，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
        }
    } 
}

8 接口

接口，是Java语言中一种引用类型，是方法的集合，如果说类的内部封装了成员变量、构造方法和成员方法，那么接口的内部主要就是封装了方法，包含抽象方法（JDK 7及以前），默认方法和静态方法（JDK 8），私有方法（JDK 9）。

接口的定义，它与定义类方式相似，但是使用 interface 关键字。它也会被编译成.class文件，但一定要明确它并不是类，而是另外一种引用数据类型。

接口的使用，它不能创建对象，但是可以被实现（ implements ，类似于被继承）。一个实现接口的类（可以看做是接口的子类），需要实现接口中所有的抽象方法，创建该类对象，就可以调用方法了，否则它必须是一个抽象类。

定义格式

 public interface 接口名称 {
    // 抽象方法
    // 默认方法
    // 静态方法
    // 私有方法
}

类与接口的关系为实现关系，即类实现接口，该类可以称为接口的实现类，也可以称为接口的子类。实现的动作类似继承，格式相仿，只是关键字不同，实现使用 implements 关键字。

非抽象子类实现接口：

必须重写接口中所有抽象方法。
继承了接口的默认方法，即可以直接调用，也可以重写。

实现格式：

class 类名 implements 接口名 {
    // 重写接口中抽象方法【必须】
   // 重写接口中默认方法【可选】  
}

8.1 抽象方法

抽象方法：使用 abstract 关键字修饰，可以省略，没有方法体。该方法供子类实现使用。

抽象方法必须实现。

定义接口：

public interface LiveAble {
    // 定义抽象方法
    public abstract void eat();
    public abstract void sleep();
}

接口实现类：

public class Animal implements LiveAble {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃东西");
    }
    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("晚上睡");
    }
}

测试类：

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象 
        Animal a = new Animal();
        // 调用实现后的方法
        a.eat();
        a.sleep();
    }
}
输出结果：
吃东西
晚上睡

8.2 默认方法

使用 default修饰，不可省略，供子类调用或者子类重写。

可以继承，可以重写，二选一，但是只能通过实现类的对象来调用。

继承默认方法

定义接口：

public interface LiveAble {
    public default void fly(){
        System.out.println("天上飞");
    }
}

定义实现类：

public class Animal implements LiveAble {
// 继承，什么都不用写，直接调用    
}

定义测试类：

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象 
        Animal a = new Animal();
        // 调用默认方法
        a.fly();
    }
}
输出结果：
天上飞

重写默认方法

定义接口:

public interface LiveAble {
    public default void fly(){
        System.out.println("天上飞");
    }
}

定义实现类：

public class Animal implements LiveAble {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("自由自在的飞");
    }
}

定义测试类：

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象 
        Animal a = new Animal();
        // 调用重写方法
        a.fly();
    }
}
输出结果：
自由自在的飞

8.3 静态方法

静态方法：使用 static 修饰，供接口直接调用。

静态方法与.class 文件相关，只能使用接口名调用，不可以通过实现类的类名或者实现类的对象调用

定义接口：

public interface LiveAble {
    public static void run(){
        System.out.println("跑起来~~~");
    }
}

定义实现类：

public class Animal implements LiveAble {
// 无法重写静态方法    
}

测试类：

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Animal.run(); // 【错误】无法继承方法,也无法调用
        LiveAble.run(); //
    }
}
输出结果：
跑起来~~~

8.4 私有方法

私有方法：使用 private 修饰，供接口中的默认方法或者静态方法调用。

私有方法：只有默认方法可以调用。
私有静态方法：默认方法和静态方法可以调用。

如果一个接口中有多个默认方法，并且方法中有重复的内容，那么可以抽取出来，封装到私有方法中，供默认方法去调用。从设计的角度讲，私有的方法是对默认方法和静态方法的辅助。

示例：

public interface LiveAble {
    default void func(){
        func1();
        func2();
    }
    private void func1(){
        System.out.println("跑起来~~~");
    }
    private void func2(){
        System.out.println("跑起来~~~");
    }
}

8.5 接口的多实现

在继承体系中，一个类只能继承一个父类。而对于接口而言，一个类是可以实现多个接口的，这叫做接口的多实现。并且，一个类能继承一个父类，同时实现多个接口。

实现格式：

class 类名 [extends 父类名] implements 接口名1,接口名2,接口名3... {
    // 重写接口中抽象方法【必须】
   // 重写接口中默认方法【不重名时可选】  
}

抽象方法多实现

接口中，有多个抽象方法时，实现类必须重写所有抽象方法。如果抽象方法有重名的，只需要重写一次。

定义多个接口：

interface A {
    public abstract void showA();
    public abstract void show();
}
interface B {
    public abstract void showB();
    public abstract void show();
}

实现：

public class C implements A,B{
    @Override
    public void showA() {
        System.out.println("showA");
    }
    @Override
    public void showB() {
        System.out.println("showB");
    }
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("show");
    }
}

默认方法多实现

接口中，有多个默认方法时，实现类都可继承使用。如果默认方法有重名的，必须重写一次。

定义多个接口：

interface A {
    public default void methodA(){}
    public default void method(){}
}
interface B {
    public default void methodB(){}
    public default void method(){}
}

实现：

public class C implements A,B{
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("method");
    }
}

静态方法多实现

接口中，存在同名的静态方法并不会冲突，原因是只能通过各自接口名访问静态方法。

优先级的问题

当一个类，既继承一个父类，又实现若干个接口时，父类中的成员方法与接口中的默认方法重名，子类就近选择执行父类的成员方法。

定义接口：

interface A {
    public default void methodA(){
        System.out.println("AAAAAAAAAAAA");
    }
}

定义父类：

class D {
    public void methodA(){
        System.out.println("DDDDDDDDDDDD");
    }
}

定义子类：

class C extends D implements A {
   // 未重写methodA方法  
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        C c = new C();
        c.methodA();
    }
}
输出结果:
DDDDDDDDDDDD

8.6 接口的多继承

一个接口能继承另一个或者多个接口，这和类之间的继承比较相似。接口的继承使用 extends 关键字，子接口继承父接口的方法。如果父接口中的默认方法有重名的，那么子接口需要重写一次。

定义父接口：

interface A {
    public default void method(){
        System.out.println("AAAAAAAAAAAAAAAAAAA");
    }
}
interface B {
    public default void method(){
        System.out.println("BBBBBBBBBBBBBBBBBBB");
    }
}

定义子接口：

interface D extends A,B{
    @Override
    public default void method() {
        System.out.println("DDDDDDDDDDDDDD");
    }
}

8.7 主要事项

子接口重写默认方法时，default关键字可以保留。
子类重写默认方法时，default关键字不可以保留。
接口中，无法定义成员变量，但是可以定义常量，其值不可以改变，默认使用 public static final修饰。
接口中，没有构造方法，不能创建对象。
接口中，没有静态代码块。

9 static关键字

关于 static 关键字的使用，它可以用来修饰的成员变量和成员方法，被修饰的成员是属于类的，而不是单单是属
于某个对象的。也就是说，既然属于类，就可以不靠创建对象来调用了。

9.1 类变量

当 static 修饰成员变量时，该变量称为类变量。该类的每个对象都共享同一个类变量的值。任何对象都可以更改该类变量的值，但也可以在不创建该类的对象的情况下对类变量进行操作。

格式：

static 数据类型 变量名；

示例：

创建Student类

public class Student {
    private int id;
    private String name;
    private int age;
    static String room;
    private static int idCounter = 0; //学号计数器，每当new了一个新对象的时候，计数器++

    public Student(){
        this.id = ++idCounter;
    }

    public Student(String name,int age) {
        this.id = ++idCounter;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

调用：

public class StaticDemo {
    public static void main(String[] args) {

        // 首先设置一下教室，这是静态的东西，应该通过类名称进行调用
        Student.room = "101教室";

        Student stu1 = new Student("xiaoming",18);
        System.out.println("id："+ stu1.getId()+",姓名："+ stu1.getName()+"，年龄："+stu1.getAge()+",教室："+Student.room);
        System.out.println("=====================");

        Student stu2 = new Student("xiaohong",19);
        System.out.println("id："+ stu2.getId()+",姓名："+ stu2.getName()+"，年龄："+stu2.getAge()+",教室："+Student.room);
        System.out.println("=====================");

        Student stu3 = new Student("xiaowang",22);
        System.out.println("id："+ stu3.getId()+",姓名："+ stu3.getName()+"，年龄："+stu3.getAge()+",教室："+Student.room);
        System.out.println("=====================");

    }
}

类变量的修改还调用一般直接使用类名

9.2 静态方法

当 static 修饰成员方法时，该方法称为类方法 。静态方法在声明中有 static ，建议使用类名来调用，而不需要创建类的对象。调用方式非常简单。

使用 static关键字修饰的成员方法，习惯称为静态方法。

格式：

修饰符 static 返回值类型 方法名 (参数列表){
// 执行语句     
}

示例：在Student类中定义静态方法

public static void showNum() {
  System.out.println("num:" +  numberOfStudent);
}

调用格式：

被static修饰的成员可以并且建议通过类名直接访问。虽然也可以通过对象名访问静态成员，原因即多个对象均属于一个类，共享使用同一个静态成员，但是不建议，会出现警告信息。

格式：

// 访问类变量
类名.类变量名；
    
// 调用静态方法
类名.静态方法名(参数)；

示例：

//访问静态变量(类变量)
System.out.println(Student.room);

//访问静态方法
Student.showNum();

静态方法调用的注意事项：

静态方法可以直接访问类变量和静态方法。
静态方法不能直接访问普通成员变量或成员方法。反之成员方法可以直接访问类变量或静态方法。
静态方法中，不能使用 this关键字。

9.3 静态原理图解

static 修饰的内容：

是随着类的加载而加载的，且只加载一次。
存储于一块固定的内存区域（静态区），所以，可以直接被类名调用。
它优先于对象存在，所以，可以被所有对象共享。

静态的内存图

9.4 静态代码块

静态代码块：定义在成员位置，使用static修饰的代码块{ }。

位置：类中方法外。
执行：随着类的加载而执行且执行一次，优先于 main方法和构造方法的执行。

格式：

public class ClassName{
  static {
    // 执行语句
  }
}

示例：

public class Person {

    static {
        System.out.println("静态代码块执行！");
    }

    public Person() {
        System.out.println("构造方法执行！");
    }

}

调用Person类

/*
静态代码块特点：当第一次用到本类时，静态代码块执行唯一的一次。
静态内容总是优先于非静态，所以静态代码块比构造方法先执行。

静态代码块的典型用途：用来一次性地对静态成员变量进行赋值。
 */
public class Demo04Static {

    public static void main(String[] args) {
        
        //静态代码块先执行，且只执行一次，构造方法执行了两次
        Person one = new Person();
        Person two = new Person();
    }

}

10 final关键字

学习了继承后，我们知道，子类可以在父类的基础上改写父类内容，比如，方法重写。那么我们能不能随意的继承API中提供的类，改写其内容呢？显然这是不合适的。为了避免这种随意改写的情况，Java提供了final关键字，用于修饰不可改变内容。

final：不可改变。可以用于修饰类、方法和变量。

类：被修饰的类，不能被继承。
方法：被修饰的方法，不能被重写。
变量：被修饰的变量，不能被重新赋值。

10.1 修饰类

格式如下：

final class 类名 {
 
}

查询 API发现像 public final class String 、 public final class Math 、 public final class Scanner等，很多我们学习过的类，都是被final修饰的，目的就是供我们使用，而不让我们所以改变其内容。

10.2 修饰方法

格式如下：

修饰符 final 返回值类型 方法名(参数列表){
    //方法体
}

重写被 final 修饰的方法，编译时就会报错。

10.3 修饰变量

局部变量—基本类型

基本类型的局部变量，被final修饰后，只能赋值一次，不能再更改。代码如下：

public class FinalDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 声明变量，使用final修饰
        final int a;
        // 第一次赋值
        a = 10;
        // 第二次赋值
        a = 20; // 报错,不可重新赋值
        // 声明变量，直接赋值，使用final修饰
        final int b = 10;
        // 第二次赋值
        b = 20; // 报错,不可重新赋值
    }
}

局部变量—引用类型

引用类型的局部变量，被final修饰后，只能指向一个对象，地址不能再更改。但是不影响对象内部的成员变量值的修改，代码如下：

public class FinalDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 User 对象
        final   User u = new User();
        // 创建 另一个 User对象
        u = new User(); // 报错，指向了新的对象，地址值改变。
        // 调用setName方法
        u.setName("张三"); // 可以修改
    }
}

成员变量

成员变量涉及到初始化的问题，初始化方式有两种，只能二选一：

显示初始化:

public class User {
    final String USERNAME = "张三";
    private int age;
}

构造方法初始化:

public class User {
    final String USERNAME ;
    private int age;
    public User(String username, int age) {
        this.USERNAME = username;
        this.age = age;
    }
}

被final修饰的常量名称，一般都有书写规范，所有字母都大写。

11 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，

public ：公共的。
protected ：受保护的
default ：默认的
private ：私有的

不同权限的访问能力:

类	public	protected	default（空的）	private
同一类中	YES	YES	YES	YES
同一包中(子类与无关类)	YES	YES	YES	NO
不同包的子类	YES	YES	NO	NO
不同包中的无关类	YES	NO	NO	NO

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。

注意：不加权限修饰符，其访问能力与default修饰符相同

12 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。

12.1 成员内部类

成员内部类：定义在类中方法外的类。

定义格式：

class 外部类 {
    class 内部类{
    }
}

在描述事物时，若一个事物内部还包含其他事物，就可以使用内部类这种结构。比如，汽车类 Car 中包含发动机类 Engine ，这时， Engine 就可以使用内部类来描述，定义在成员位置。

代码举例：

class Car { //外部类
    class Engine { //内部类
    }
}

访问特点

内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有成员。
外部类要访问内部类的成员，必须要建立内部类的对象。

创建内部类对象格式：

外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类型().new 内部类型()；

访问演示，代码如下：
定义类：

public class Person {
    private  boolean live = true;
    class Heart {
        public void jump() {
            // 直接访问外部类成员
            if (live) {
                System.out.println("心脏在跳动");
            } else {
                System.out.println("心脏不跳了");
            }
        }
    }
    public boolean isLive() {
        return live;
    }
    public void setLive(boolean live) {
        this.live = live;
    }
}

定义测试类：

public class InnerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建外部类对象
        Person p  = new Person();
        // 创建内部类对象
        Heart heart = p.new Heart();
        // 调用内部类方法
        heart.jump();
        // 调用外部类方法
        p.setLive(false);
        // 调用内部类方法
        heart.jump();
    }
}

输出结果:
心脏在跳动
心脏不跳了

内部类仍然是一个独立的类，在编译之后会内部类会被编译成独立的 .class文件，但是前面冠以外部类的类名和$符号。
比如，Person$Heart.class

内部类重名变量访问：

public class Outer {
    int num = 10;
    public  class Inner{
        int num = 20;
        public void methodInner(){
            int num = 30;
            System.out.println(num);
            System.out.println(this.num);
            System.out.println(Outer.this.num);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Outer.Inner inner =  new Outer().new Inner();
        inner.methodInner();
    }
}

输出：
30
20
10

12.2 匿名内部类

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。

匿名内部类必须继承一个父类或者实现一个父接口。

格式:

new 父类名或者接口名(){
    // 方法重写
    @Override
    public void method() {
        // 执行语句
    }
};

使用方式

以接口为例，匿名内部类的使用，代码如下：
定义接口：

public abstract class FlyAble{
    public abstract void fly();
}

创建匿名内部类，并调用：

public class InnerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        1.等号右边:是匿名内部类，定义并创建该接口的子类对象
        2.等号左边:是多态赋值,接口类型引用指向子类对象
        */
        FlyAble  f = new FlyAble(){
            public void fly() {
                System.out.println("我飞了~~~");
            }
        };
        //调用 fly方法,执行重写后的方法
        f.fly();
    }
}

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：

public class InnerDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        1.等号右边:定义并创建该接口的子类对象
        2.等号左边:是多态,接口类型引用指向子类对象
       */
        FlyAble  f = new FlyAble(){
            public void fly() {
                System.out.println("我飞了~~~");
            }
        };
        // 将f传递给showFly方法中
        showFly(f);
    }
    public static void showFly(FlyAble f) {
        f.fly();
    }
}

以上两步，也可以简化为一步，代码如下：

public class InnerDemo3 {
    public static void main(String[] args) {           
        /*
       创建匿名内部类,直接传递给showFly(FlyAble f) 
        */
        showFly( new FlyAble(){
            public void fly() {
                System.out.println("我飞了~~~");
            }
        });
    }
    public static void showFly(FlyAble f) {
        f.fly();
    }
}

13 引用类型用法总结

实际的开发中，引用类型的使用非常重要，也是非常普遍的。我们可以在理解基本类型的使用方式基础上，进一步去掌握引用类型的使用方式。基本类型可以作为成员变量、作为方法的参数、作为方法的返回值，那么当然引用类型也是可以的。

13.1 class 作为成员变量

在定义一个类Role（游戏角色）时，代码如下：

class Role {
   int id; // 角色id  
   int blood; // 生命值  
   String name; // 角色名称  
}

使用 int 类型表示角色id和生命值，使用 String 类型表示姓名。此时， String 本身就是引用类型，由于使用的方式类似常量，所以往往忽略了它是引用类型的存在。如果我们继续丰富这个类的定义，给 Role 增加武器，穿戴装备等属性，我们将如何编写呢？

定义武器类，将增加攻击能力：

class Weapon {
  String name； // 武器名称   
    int hurt； // 伤害值
}

定义穿戴盔甲类，将增加防御能力，也就是提升生命值：

class Armour {
   String name；// 装备名称  
    int protect；// 防御值 
}

定义角色类：

class Role {
    int id；
    int blood；
    String name；
    // 添加武器属性
    Weapon wp；
    // 添加盔甲属性
    Armour ar；
    // 提供get/set方法
    public Weapon getWp() {
        return wp;
    }
    public void setWeapon(Weapon wp) {
        this.wp = wp;
    }
    public Armour getArmour() {
        return ar;
    }
    public void setArmour(Armour ar) {
        this.ar = ar;
    }
    // 攻击方法
    public void attack(){
        System.out.println("使用"+ wp.getName() +", 造成"+wp.getHurt()+"点伤害"); 
    }
    // 穿戴盔甲
    public void wear(){
        // 增加防御,就是增加blood值
        this.blood += ar.getProtect();
        System.out.println("穿上"+ar.getName()+", 生命值增加"+ar.getProtect());
    } 
}

测试类：

public class Test {
   public static void main(String[] args) {  
     // 创建Weapon 对象     
       Weapon wp = new Weapon("屠龙刀" , 999999);        
       // 创建Armour 对象  
       Armour ar = new Armour("麒麟甲",10000);  
       // 创建Role 对象  
       Role r = new Role();        
       
       // 设置武器属性  
       r.setWeapon(wp);   
       // 设置盔甲属性   
       r.setArmour(ar);  
     
       // 攻击  
       r.attack();  
        // 穿戴盔甲
       r.wear();  
   }  
}

输出结果:
使用屠龙刀,造成999999点伤害
穿上麒麟甲 ,生命值增加10000

类作为成员变量时，对它进行赋值的操作，实际上，是赋给它该类的一个对象。

13.2 interface 作为成员变量

接口是对方法的封装，对应游戏当中，可以看作是扩展游戏角色的技能。所以，如果想扩展更强大技能，我们在Role 中，可以增加接口作为成员变量，来设置不同的技能。

定义接口：

// 法术攻击
public interface FaShuSkill {
    public abstract void faShuAttack();
}

定义角色类：

public class Role {
    FaShuSkill fs;
    public void setFaShuSkill(FaShuSkill fs) {
        this.fs = fs;
    }
    // 法术攻击
    public void faShuSkillAttack(){
        System.out.print("发动法术攻击:");
        fs.faShuAttack();
        System.out.println("攻击完毕");
    }
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建游戏角色
        Role role = new Role();
        // 设置角色法术技能
        role.setFaShuSkill(new FaShuSkill() {
            @Override
            public void faShuAttack() {
                System.out.println("纵横天下");
            }
        });
        // 发动法术攻击
        role.faShuSkillAttack();
        // 更换技能
        role.setFaShuSkill(new FaShuSkill() {
            @Override
            public void faShuAttack() {
                System.out.println("逆转乾坤");
            }
        });
        // 发动法术攻击
        role.faShuSkillAttack();
    }    
}

输出结果:
发动法术攻击:纵横天下
攻击完毕
发动法术攻击:逆转乾坤
攻击完毕

我们使用一个接口，作为成员变量，以便随时更换技能，这样的设计更为灵活，增强了程序的扩展性。
接口作为成员变量时，对它进行赋值的操作，实际上，是赋给它该接口的一个子类对象。

13.3 interface 作为方法参数和返回值类型

当接口作为方法的参数时,需要传递什么呢？当接口作为方法的返回值类型时，需要返回什么呢？对，其实都是它的子类对象。 ArrayList 类我们并不陌生，查看API我们发现，实际上，它是 java.util.List 接口的实类。所以，当我们看见 List 接口作为参数或者返回值类型时，当然可以将 ArrayList 的对象进行传递或返回。

请观察如下方法：获取某集合中所有的偶数。

定义方法：

public static List<Integer> getEvenNum(List<Integer> list) {
    // 创建保存偶数的集合
    ArrayList<Integer> evenList = new ArrayList<>();
    // 遍历集合list,判断元素为偶数,就添加到evenList中
    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        Integer integer = list.get(i);
        if (integer % 2 == 0) {
            evenList.add(integer);
        }
    }
    /*
   返回偶数集合
   因为getEvenNum方法的返回值类型是List,而ArrayList是List的子类, 
   所以evenList可以返回 
   */  
    return evenList;
}

调用方法：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建ArrayList集合,并添加数字
        ArrayList<Integer> srcList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            srcList.add(i);
        }
        /*
       获取偶数集合  
       因为getEvenNum方法的参数是List,而ArrayList是List的子类,  
       所以srcList可以传递  
       */  
        List list = getEvenNum(srcList);
        System.out.println(list);
    }
}

接口作为参数时，传递它的子类对象。

接口作为返回值类型时，返回它的子类对象。

14 递归

14.1 概述

递归：指在当前方法内调用自己的这种现象。
递归的分类:
- 递归分为两种，直接递归和间接递归。
- 直接递归称为方法自身调用自己。
- 间接递归可以A方法调用B方法，B方法调用C方法，C方法调用A方法。
注意事项：
- 递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。
- 在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
- 构造方法,禁止递归

public class Demo01DiGui {
    public static void main(String[] args) {
        // a();
        b(1);
    }
    
    /*
     * 3.构造方法,禁止递归
     * 编译报错:构造方法是创建对象使用的,不能让对象一直创建下去
     */
    public Demo01DiGui() {
        //Demo01DiGui();
    }


    /*
     * 2.在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
     * 4993
     *  Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
     */
    private static void b(int i) {
        System.out.println(i);
        //添加一个递归结束的条件,i==5000的时候结束
        if(i==5000){
            return;//结束方法
        }
        b(++i);
    }

    /*
     * 1.递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。 Exception in thread "main"
     * java.lang.StackOverflowError
     */
    private static void a() {
        System.out.println("a方法");
        a();
    }
}

14.2 递归累加求和

计算1 ~ n的和

分析：num的累和 = num + (num-1)的累和，所以可以把累和的操作定义成一个方法，递归调用。

实现代码：

public class DiGuiDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //计算1~num的和，使用递归完成
        int num = 5;
        // 调用求和的方法
        int sum = getSum(num);
        // 输出结果
        System.out.println(sum);
        
    }
    /*
      通过递归算法实现.
      参数列表:int 
      返回值类型: int 
    */
    public static int getSum(int num) {
        /* 
           num为1时,方法返回1,
           相当于是方法的出口,num总有是1的情况
        */
        if(num == 1){
            return 1;
        }
        /*
          num不为1时,方法返回 num +(num-1)的累和
          递归调用getSum方法
        */
        return num + getSum(num-1);
    }
}

代码执行图解

递归累和

小贴士：递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，次数不要太多，否则会发生栈内存溢出。

14.3 递归求阶乘

阶乘：所有小于及等于该数的正整数的积。

n的阶乘：n! = n * (n-1) *...* 3 * 2 * 1

分析：这与累和类似,只不过换成了乘法运算，学员可以自己练习，需要注意阶乘值符合int类型的范围。

推理得出：n! = n * (n-1)!

代码实现：

public class DiGuiDemo {
    //计算n的阶乘，使用递归完成
    public static void main(String[] args) {
        int n = 3;
        // 调用求阶乘的方法
        int value = getValue(n);
        // 输出结果
        System.out.println("阶乘为:"+ value);
    }
    /*
      通过递归算法实现.
      参数列表:int 
      返回值类型: int 
    */
    public static int getValue(int n) {
        // 1的阶乘为1
        if (n == 1) {
            return 1;
        }
        /*
          n不为1时,方法返回 n! = n*(n-1)!
          递归调用getValue方法
        */
        return n * getValue(n - 1);
    }
}

14.4 递归打印多级目录

分析：多级目录的打印，就是当目录的嵌套。遍历之前，无从知道到底有多少级目录，所以我们还是要使用递归实现。

代码实现：

public class DiGuiDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建File对象
        File dir  = new File("D:\\aaa");
        // 调用打印目录方法
        printDir(dir);
    }

    public static void  printDir(File dir) {
        // 获取子文件和目录
        File[] files = dir.listFiles();
        // 循环打印
        /*
          判断:
          当是文件时,打印绝对路径.
          当是目录时,继续调用打印目录的方法,形成递归调用.
        */
        for (File file : files) {
            // 判断
            if (file.isFile()) {
                // 是文件,输出文件绝对路径
                System.out.println("文件名:"+ file.getAbsolutePath());
            } else {
                // 是目录,输出目录绝对路径
                System.out.println("目录:"+file.getAbsolutePath());
                // 继续遍历,调用printDir,形成递归
                printDir(file);
            }
        }
    }
}

14.5 综合案例

文件搜索

搜索D:\aaa 目录中的.java 文件。

分析：

目录搜索，无法判断多少级目录，所以使用递归，遍历所有目录。
遍历目录时，获取的子文件，通过文件名称，判断是否符合条件。

代码实现：

public class DiGuiDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建File对象
        File dir  = new File("D:\\aaa");
        // 调用打印目录方法
        printDir(dir);
    }

    public static void printDir(File dir) {
        // 获取子文件和目录
        File[] files = dir.listFiles();
        
        // 循环打印
        for (File file : files) {
            if (file.isFile()) {
                // 是文件，判断文件名并输出文件绝对路径
                if (file.getName().endsWith(".java")) {
                    System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
                }
            } else {
                // 是目录，继续遍历,形成递归
                printDir(file);
            }
        }
    }
}

文件过滤器优化

java.io.FileFilter是一个接口，是File的过滤器。该接口的对象可以传递给File类的listFiles(FileFilter) 作为参数，接口中只有一个方法。

boolean accept(File pathname) ：测试pathname是否应该包含在当前File目录中，符合则返回true。

分析：

接口作为参数，需要传递子类对象，重写其中方法。我们选择匿名内部类方式，比较简单。
accept方法，参数为File，表示当前File下所有的子文件和子目录。保留住则返回true，过滤掉则返回false。保留规则：
1. 要么是.java文件。
2. 要么是目录，用于继续遍历。
通过过滤器的作用，listFiles(FileFilter)返回的数组元素中，子文件对象都是符合条件的，可以直接打印。

代码实现：

public class DiGuiDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        File dir = new File("D:\\aaa");
        printDir2(dir);
    }
  
    public static void printDir2(File dir) {
        // 匿名内部类方式,创建过滤器子类对象
        File[] files = dir.listFiles(new FileFilter() {
            @Override
            public boolean accept(File pathname) {
                return pathname.getName().endsWith(".java")||pathname.isDirectory();
            }
        });
        // 循环打印
        for (File file : files) {
            if (file.isFile()) {
                System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
            } else {
                printDir2(file);
            }
        }
    }
}

Lambda优化

分析：FileFilter是只有一个方法的接口，因此可以用lambda表达式简写。

lambda格式：

()->{ }

代码实现：

public static void printDir3(File dir) {
    // lambda的改写
    File[] files = dir.listFiles(f ->{ 
        return f.getName().endsWith(".java") || f.isDirectory(); 
    });
    
    // 循环打印
    for (File file : files) {
        if (file.isFile()) {
            System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
        } else {
            printDir3(file);
        }
    }
}

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Java学习笔记（一）：基础概念和语法

1 基础概念

1.1 二进制

1.2 Java虚拟机

1.3 JRE 和 JDK

1.4 常量和变量

1.5 数据类型转换

1.6 运算符

算数运算符

赋值运算符

比较运算符

逻辑运算符

三元运算符

1.7 JShell脚本工具

1.8 IDEA快捷键

2 流程控制语句

2.1 判断语句if-else

2.2 选择语句swich-case

2.3 循环语句

循环语句for

循环语句while

2.4 break和continue

break

continue

3 数组

3.1 容器

3.2 数组概念

3.3 数组的定义

方式一

方式二

方式三

3.4 数组操作

数组取最大值

数组反转

3.5 数组内存划分

4 面向对象

4.1 类和对象

4.2 类的定义

4.3 对象使用

4.4 成员变量和局部变量区别

5 封装

5.1 private关键字

5.2 this关键字

5.3 构造方法

5.4 JavaBean

6 继承

6.1 定义

6.2 继承后的特点

成员变量

成员方法

构造方法

Java继承特点

6.3 重写（Override）

6.4 super 和this

6.5 抽象类-abstract

抽象方法 : 没有方法体的方法。

抽象类 ：包含抽象方法的类。

7 多态

7.1 多态的体现

7.2 多态的好处

7.3 引用类型转换

向上转型

向下转型

为什么要转型

转型的异常

8 接口

8.1 抽象方法

8.2 默认方法

继承默认方法

重写默认方法

8.3 静态方法

8.4 私有方法

8.5 接口的多实现

抽象方法多实现

默认方法多实现

静态方法多实现

优先级的问题

8.6 接口的多继承

8.7 主要事项

9 static关键字

抽象类：包含抽象方法的类。