Java学习笔记-Day4

数据处理能力 / 大数据 / JavaSE
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Part5：面向对象编程

什么是面向对象

面向对象编程（Object-Oriented Programming, OOP）

面向对象编程的本质就是：以类的方式组织代码，以对象的方式封装数据。

从现实的角度：先有对象，再有类。对象是具体的事物，类是对对象的抽象。

从代码的角度：先有类，再有对象。类是抽象的模板，对象是类具体的实例。

类的基本构成：

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修饰符 class 类名{ //类名一般用大写字母开头
	// 属性：静态的属性
	修饰符 属性类型 属性名 = 属性值;  

	// 方法：动态的行为；构造器（构造方法：与类名相同的方法）默认自动生成
	// 构造器
	修饰符 类名(){
	// 用于类的初始化
	}
	// 其他方法
	修饰符 返回值类型 方法名(){
	// 代码块
	return ...;
	}
	
}

类与对象的创建

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// 学生类
public class Student {
    // 属性：字段
    String name; //null
    int age; //0

    // 静态方法，通过类名可以直接调用：Student.study()
    public static String study() {
        return "学习~";
    }

    // 非静态方法，需先实例化对象，通过对象调用
    /*
     Student student = new Student();
     student.sleep();
     */
    public String sleep() {
        return "睡觉~";
    }
}
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// 一个项目应该只有一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {

        //类是抽象的，需要先实例化
        //类实例化后会返回一个自己的对象！
        //xiaoming对象就是一个Student类的具体实例！
        Student xiaoming = new Student();
        Student xiaohong = new Student();

        xiaoming.name = "小明";
        xiaoming.age = 10;

        System.out.println(xiaoming.name);
        System.out.println(xiaoming.age);

        xiaohong.name = "小红";
        xiaohong.age = 11;

        System.out.println(xiaohong.name);
        System.out.println(xiaohong.age);
    }
}

方法的定义和调用

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package com.zhou.oop.Demo05;

// 学生类
public class Student {
    // 属性：字段
    String name; //null
    int age; //0


    // 静态方法，通过类名可以直接调用：Student.study()
    public static String study() {
        return "学习~";
    }

    // 非静态方法，需先实例化对象，通过对象调用
    /*
     Student student = new Student();
     student.sleep();
     */
    public String sleep() {
        return "睡觉~";
    }
}

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package com.zhou.oop;

import com.zhou.oop.Demo05.Student;

import java.io.IOException;

// 方法的定义和调用
public class Demo01 {
    // main方法
    public static void main(String[] args) {
        int max = max(10, 10);
        System.out.println(max);

        // 静态方法，通过类名可以直接调用：Student.study()
        String s1 = Student.study();
        System.out.println(s1);

        // 非静态方法，需先实例化对象，通过对象调用
        Student student = new Student();
        String s2 = student.study();
        System.out.println(s2);
    }

    /*
    修饰符 返回值类型 方法名(...){
        // 方法体
        return 返回值;
    }
     */
    public String sayHello() {
        return "Hello World";
    }

    public static int max(int a, int b) {
        return a>b ? a:b;
    }

    // 抛出异常
    public void readFile(String file) throws IOException{

    }
}

方法的重载

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package com.zhou.oop;

// 方法的重载
// 方法名相同，但参数不同
public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        double max = max(20, 10);
        System.out.println(max);
    }

    // 比大小
    public static int max(int num1, int num2) {
        int result = -1;

        if (num1 > num2) {
            result = num1;
            System.out.println("num1>num2");
        } else if (num1 == num2) {
            System.out.println("num1==num2");
            return 0;
        } else {
            result = num2;
        }

        return result;
    }

    public static double max(double num1, double num2) {
        double result = 0;

        if (num1 > num2) {
            result = num1;
        } else if (num1 == num2) {
            System.out.println("num1==num2");
            return 0;
        } else {
            result = num2;
        }
        return result;
    }
}

可变参数

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package com.zhou.oop;

// 可变参数（不定项参数）
// 在方法声明中，在指定参数类型后加一个省略号(...)
// 一个方法中只能有一个可变参数，它必须是方法的最后一个参数。
public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
            Demo03 demo03 = new Demo03();
            demo03.test(1,2,3,4,5,6);
        }

    public void test(int...i){
        for (int j = 0; j < i.length; j++) {
            System.out.println(i[j]);
        }
    }


}

递归

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package com.zhou.oop;

// 递归
public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int s = f(4);
        System.out.println("10!="+s);
    }

    public static int f(int n){
        if(n==1){
            return 1;
        }else {
            return n*f(n-1);
        }
    }
}

构造器详解

使用new关键字创建对象时，除了分配内存空间外，还会给创建好的对象进行默认的初始化，以及对类中构造器的调用。

类中的构造器也称为构造方法，是在进行创建对象时必须要调用的。并且构造器有以下两个特点：

  1. 必须和类的名字相同
  2. 必须没有返回类型，也不能写void
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package com.zhou.oop.Demo05;

public class Person {

    //一个类即使什么都不写，也会默认存在一个方法，即构造器

    String name;
    int age;

    //显示定义一个构造器
    //1. 使用new关键字，本质是在调用构造器
    //2. 用来初始化值
    public Person(){
        // 实例化初始值
        this.name = "guiyi";
    }

    //有参构造：一旦定义了有参构造，无参构造就必须显示定义

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }


    // alt+insert快捷键 生成有参构造器
}

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package com.zhou.oop.Demo05;

// 一个项目应该只有一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {

        //类是抽象的，需要先实例化
        //类实例化后会返回一个自己的对象！
        //xiaoming对象就是一个Student类的具体实例！
        Student xiaoming = new Student();
        Student xiaohong = new Student();

        xiaoming.name = "小明";
        xiaoming.age = 10;

        System.out.println(xiaoming.name);
        System.out.println(xiaoming.age);

        xiaohong.name = "小红";
        xiaohong.age = 11;

        System.out.println(xiaohong.name);
        System.out.println(xiaohong.age);

        System.out.println("===================================");

        Person person = new Person();
        System.out.println(person.name);

        Person zhangfei = new Person("张飞",13);
        System.out.println(zhangfei.name);
        System.out.println(zhangfei.age);
    }
}


封装、继承和多态

封装（数据的隐藏）

通常，应禁止直接访问一个对象中数据的实际表示，而应通过操作接口来访问，这称为信息隐藏。

封装的好处：

  1. 提高程序的安全性，保护数据
  2. 隐藏代码的实现细节
  3. 统一接口
  4. 系统可维护性增加了

概况一句话就是：属性私有，get/set

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package com.zhou.oop.Demo05;

public class Teacher {
    // 属性私有
    private String name;
    private int age;

    // get/set 快捷键：alt+insert

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    // 通过封装，使用set可以帮助判断参数设置的合理性
    public void setAge(int age) {
        if (age>=0 && age<=120){
            this.age = age;
        }else{
            System.out.println("年龄错误");
        };
    }
}

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package com.zhou.oop.Demo05;

// 一个项目应该只有一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher teacher = new Teacher();
        teacher.setAge(130);
        System.out.println(teacher.getAge());
    }
}

继承和多态

继承是类和类之间的一种关系。除此之外，类和类之间的关系还有依赖、组合、聚合等。

继承关系的两个类，一个为子类（派生类），一个为父类（基类）。子类继承父类，使用关键字extends来表示。

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package com.zhou.oop.Demo05;

public class Person {

    // 开放权限从大到小：public > protected > default > private
    public String name;
    protected int age;  // 继承树中的类可以使用
    char sex;  // default
    private int money = 1000_000_000;
    public double height = 1.7;

    public Person(){
        System.out.println("Person无参构造执行了");
    }

    public int getMoney() {
        return money;
    }

    public void setMoney(int money) {
        this.money = money;
    }
}

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package com.zhou.oop.Demo05;

// ctrl + H 查看继承树
// object类是所有类共同的祖先
public class Teacher extends Person{

    private double height = 1.9;
    private String subject;

    public Teacher(){
        // 隐藏代码：调用了父类的无参构造
        // this()和super()不能同时调用，因为他们都要放在构造器里第一行！
        super(); // 调用父类的构造器，必须放在子类构造器的第一行
        //this("语文"); // 调用自己的有参构造
        System.out.println("Teacher无参构造执行了");
    }

    public Teacher(String subject){
        this.subject = subject;
    }

    public void teach(){
        System.out.println("教你学java~");
    }

    // 比较this、super
    public void test(double height){
        System.out.println(height);  // 方法传递过来的参数
        System.out.println(this.height);  // 当前类下的height属性：1.9
        System.out.println(super.height); // 父类中的height属性：1.7
    }

}

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package com.zhou.oop.Demo05;

// 一个项目应该只有一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher teacher = new Teacher();
        teacher.name = "zhou";
        teacher.age = 20;
        teacher.sex = '1';
        // teacher.money; // 报错，私有属性无法被继承！！

        // 通过方法调用父类中的私有属性
        System.out.println(teacher.getMoney());

        teacher.test(1.5);
    }
}

/*
输出内容：

Person无参构造执行了
Teacher无参构造执行了
1000000000
1.5
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1.7

 */


super注意点：

  1. super()调用父类的构造方法，必须在子类构造方法中的第一行，且不能和this()同时调用
  2. super.方法或super.属性必须只能出现在子类的方法或构造方法中

多态

Java的方法调用总是作用于运行期对象的实际类型，这种行为称为多态。

一个对象的实际类型是确定的，但可以指向对象的引用类型有很多（父类，有关系的类）。

多态存在的条件

  1. 有继承关系
  2. 子类重写父类的方法
  3. 父类引用指向子类对象

注意：多态是方法的多态，属性没有多态性

方法的重写

重写都是方法的重写，跟属性无关！

重写需要有继承关系，子类重写父类的方法！

  1. 方法名必须相同
  2. 参数列表必须相同
  3. 修饰符：范围可以扩大但不能缩小（private和final无法被重写）： public > Protected > Default > private
  4. 抛出的异常：范围可以被缩小，但不能扩大：ClassNotFoundException(小) --> Exception(大)

为什么需要重写：

  1. 父类的功能，子类不一定需要，或者不一定满足
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package com.zhou.oop.Demo05;

public class B {

    public void test() {
        System.out.println("B=>test()");
    }
}

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package com.zhou.oop.Demo05;

public class A extends B{

    // @Override 重写
    /*
     注意：
     1. 只能重写不带static关键字的非静态方法
     因为static静态方法是类的方法，可通过类名直接调用，而不需要通过对象调用
     2. 重写的方法关键字不能为
     */
    public void test() {
        System.out.println("A=>test()");
    }
}

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package com.zhou.oop.Demo05;

// 一个项目应该只有一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();

        // 父类的引用指向了子类
        // 方法的调用只和左边（即定义的数据类型）有关
        // Java的方法调用总是作用于运行期对象的实际类型，这种行为称为多态
        B b = new A();

        System.out.println("static静态方法无法被重写");
        a.test1();
        b.test1();

        // 父类的方法被子类重写，执行子类的方法
        System.out.println("父类方法被子类重写后：");
        a.test2();
        b.test2();
    }
}

/*
输出结果：

static静态方法无法被重写
A=>test()
B=>test()
父类方法被子类重写后：
A=>test()
A=>test()

 */

抽象类和接口

抽象类

abstract修饰符可以用来修饰方法，也可以修饰类，如果修饰方法，那么该方法就是抽象方法；如果修饰类，那么该类就是抽象类。

抽象类中可以没有抽象方法，但抽象方法的类一定要声明为抽象类。

抽象类，不能使用new关键字来创建对象，它是用来让子类继承的。

抽象方法，只有方法的声明，没有方法的实现，它是用来让子类实现的。

子类继承抽象类，那么就必须要实现抽象类没有实现的抽象方法，否则该子类也要声明为抽象类。

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package com.zhou.oop;

// abstract 抽象类：类 extend:单继承   （接口可以多继承）
public abstract class Demo06 {
    public abstract void doSomething();
}

接口

普通类：只有具体实现

抽象类：具体实现和规范（抽象方法）都有！

接口：只有规范！

接口就是规范，定义的是一组规则。

声明类的关键字是class，声明接口的关键字是interface

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package com.zhou.oop.demo07;

public interface UserService {

    // 接口中的所有定义的方法其实都是抽象的 public abstract
    void add(String name);
    void delete(String name);
    void update(String name);
    void query(String name);

}

Part6：异常处理

异常包括：抛出异常、捕获异常

异常处理五个关键字：try, catch, finally, throw, throws

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package com.zhou.exception;

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
         new Demo01().test(1,0);
    }

    public void test(int a, int b){
        if (b==0){
            throw new ArithmeticException(); // 主动抛出异常，一般在方法中
        }
    }
}

// try catch finally
/*
    public static void main(String[] args) {

        int a = 1;
        int b = 0;

        // 假设要捕获多个异常：从小到大！
        // 快捷键：ctrl + alt + t
        try { // try监控区域
            System.out.println(a / b);
        } catch (Error e) { // catch(想要捕获的异常类型) 捕获异常
            System.out.println("Error");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("Exception");
        } catch (Throwable t) {
            System.out.println("Throwable");
        } finally {  // finally可以不要，用于处理善后工作
            System.out.println("finally");
        }
    }
  */
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