JAVA学习笔记二

五、继承、接口和抽象类

继承extends

父类/基类/超类
parent/base/super
子类/派生类
child/derived

子类不可访问父类private成员
同名方法优先调用子类

单根继承(区别于C++):每个类只能继承一个类
默认继承java.lang.Object（所有类构成类型继承树），Object类默认有clone,equals,finalize,getClass,hashCode,toString等方法

默认super()，只有一个super()，调用父类的构造函数

抽象类和接口

类：属性（0或多个）+方法（0或多个）
一个完整的类：所有的方法都有实现（方法体）
抽象类：暂时有方法未实现

抽象类组成（类名前加abstract class）：

(optional)成员变量
(optional)具体方法，方法有实现
(optional)抽象方法，加abstract关键字

子类必须实现父类抽象类所有的abstract方法才能成为完整类！

接口类interface：所有方法均未实现
P.s.方法不需要加abstract

一个类只可以继承（extends）一个类，但是可以实现（implements）多个接口，继承和实现可以同时。
P.s.弥补单根继承的不足

接口可以继承多个接口，没有实现的方法将会叠加。
没有全部实现方法，就是抽象类。
接口里可以定义变量，一般为常量（final）。

P.s.先extends后implements

抽象类和接口相同点：

两者都不能被实例化，不能new操作
P.s.抽象类可new，但是new时需要补全，只可以使用一次

抽象类和接口不同点：

抽象类可以有部分方法实现，接口所有方法不能有实现
一个类只能继承(extends)一个(抽象)类，实现(implements)多个接口
接口可以继承(extends)多个接口
抽象类有构造函数，接口没有构造函数
抽象类可以有main，也能运行，接口没有main函数
抽象类方法可以有private/protected, 接口方法都是public

转型、多态和契约设计

类转型

1.变量支持互相转化
2.子类可以转换成父类（向上转型），而父类不可以转换为子类（向下转型）
E.g.

Human obj1=new Man();
Man obj2=new Human(); //illegal,Man is a derived class Human

父类转为子类有一种情况例外
-就是父类本身就是从子类转化过来的。

E.g.

Human obj1=new Man();
Man obj2=(Man)obj1;

多态

重写(overwrite/override,not overload!)：子类继承父类的所有方法，但子类可以重新定义一个名字、参数和父类一样的方法
P.s.overload重载：形参不同
P.s.子类的方法的优先级高于父类。子类转换父类后，会优先调用子类的方法（理解为被掩盖却依旧存在）！

多态的作用：

以统一的接口来操纵某一类中不同的对象的动态行为
对象之间的解耦

E.g.父类[i]=子类实例0
父类[i].f()==子类.f()

契约设计

契约：规定规范对象应该包含的行为方法
接口定义了方法的名称、参数和返回值，规范了派生类的行为
基于接口，利用转型和多态，不影响真正方法的调用，成功地将调用类和被调用类解耦(decoupling)

契约设计：类不会直接使用另外一个类，而是采用接口的形式，外部可以“空投”这个接口下的任意子类对象

六、static、final和常量设计

static

变量方法类匿名代码块

静态变量，类公有成员？
依赖类存在，不依赖类实例存在
P.s.可用类.静态变量访问

static方法

静态方法也无需通过对象来引用，而通过类名可以直
接引用。
在静态方法中，只能使用静态变量，不能使用非静态
变量。
静态方法禁止引用非静态方法。

P.s.main前加static原因
用static修饰的方法，无须产生类的实例对象就可以调用该方法。

static块

只在类第一次被加载时调用，只运行一次。
执行顺序：static块 > 匿名块 > 构造函数。

static{
…
}
{
…
}

单例模式（单态模式）singleton

单例模式：保证一个类有且只有一个对象

采用static 来共享对象实例
采用private 构造函数，防止外界new操作

final

Java的final关键字同样可以用来修饰类、方法、字段

final的类，不能被继承
父类中如果有final的方法，子类中不能改写此方法

final的变量，不能再次赋值。

如果是基本型别的变量，不能修改其值
如果是对象实例，那么不能修改其指针(但是可以修改对象内部的值)

常量设计和常量池

常量设计

与C/C++不同，Java无constant关键字
public static final

不能修改，final
不会修改/只读/只要一份，static
方便访问public

P.s.建议变量名字全大写，以连字符相连，如UPPER_BOUND
一种特殊的常量：接口内定义的变量默认是常量

常量池 Constant Pool

常量池：相同的值只存储一份，节省内存，共享访问
Java为很多基本类型的包装类/字符串常量都建立常量池

基本类型的包装类

Boolean，Byte，Short，Integer，Long，Character，Float，Double
Boolean： true, false
Byte：-128~127, Character : \u0000–\u007f (0—127)
Short, Int, Long：-128~127
Float，Double：没有缓存(常量池)

基本类型的包装类和字符串有两种创建方式：
常量式(字面量)赋值创建，放在栈内存 (将被常量化，栈内存)

Integer a = 10;
String b = “abc”;

new对象进行创建，放在堆内存 (不会常量化，堆内存)

Integer c = new Integer(10);
String d = new String(“abc”);

这两种创建方式导致创建的对象存放的位置不同

自动装箱自动拆箱

不可变对象和字符串

不可变对象 Immutable Object

一旦创建，这个对象（状态/值）不能被更改了，内在的成员变量的值就不能修改了。

典型的不可变对象
-八个基本型别的包装类的对象
-String，BigInteger和BigDecimal等的对象

不可变对象传指针（引用）
由于不可变，临时对象指向新内存，外部实参的指针不改动
在这里插入图片描述
输出结果：
abc
abc
abc

如何创建不可变对象
-immutable对象是不可改变，有改变，请clone/new一个对
象进行修改
-所有的属性都是final和private的
-不提供setter方法
-类是final的，或者所有的方法都是final
-类中包含mutable对象，那么返回拷贝需要深度clone

不可变对象的优点
-只读，线程安全
-并发读，提高性能
-可以重复使用
缺点
-制造垃圾，浪费空间

可变对象Mutable Object

普通对象

字符串

String定义方法：
-常量赋值
-new对象，堆分配内存

字符串内容比较：equals方法
是否指向同一个对象：指针比较==

//字符串加法
String a=“abc”;
a = a+“def”;

内存会产生abc以及abcdef，a指向后者，效率差
建议 append方法：
-StringBuffer(同步，线程安全，修改快速)，
-StringBuilder(不同步，线程不安全，修改更快)

总结

-不可变对象提高读效率
-不可变对象设计的方法
-字符串append操作速度：StringBuilder>StringBuffer>String

第七章、package、import和classpath

java分布式放置和调用

package和import

放置在同一个目录下面的类，类之间的相互调用无需显式声明调用。
统一目录下类名不可以相同

Java支持多个目录放置Java，并且package/import/classpath/jar等机制配合使用，可以支持跨目录放置和调用Java类。

package 包，和C++中namespace类似

类全称（长名称）=包名+类名
短名称=类名
p.s.包名package name和目录层次一样，尽量唯一，常用域名

引用类（即import package）的时候，必须采用全称引用;程序正文可以用短名称

pakage 1.2
import 1.2.example
//可以采用 import 1.2.*//*不可递归到所有子程序
//若example和当前类在同一目录下，可以省略上句的import

import 1.2.ex

//也可以采用import

总结

-Java通过包(package)来分开类
-package必须和目录层次一样
-Java通过引用(import)来导入类
-import类尽量准确

jar文件导出和导入

jar文件是一组class文件的压缩包，类似于C++的DLL

jar文件优势
-jar文件可以包括多个class，比多层目录更加简洁实用
-jar文件经过压缩，只有一个文件，在网络下载和传播方面，更具有优势
-jar文件只包括class，而没有包含java文件，在保护源文件知识版权方面，能够可以起到更好的作用
-将多个class文件压缩成jar文件（只有一个文件），可以规定给一个版本号，更容易进行版本控制

-利用IDE的Export功能导出jar文件
-使用JDK自带的jar.exe。jar.exe位于JAVA_HOME的bin目录下。

classpath

包的具体位置可以在编译和运行的时候通过classpath再指定

java -classpath .;c:\temp cn.com.test.Man
第一部分：java，执行命令，是java.exe的简写。
第二部分：-classpath 固定格式参数，可以简写成-cp
第三部分：是一个(Windows分号,Linux/Mac冒号连接起来的) 字符串。按分隔符隔开，得到一个个子路径。当运cn.com.test.Man类的过程中，如果需要用到其他的类，就会分裂第三部分的字符串，得到多个子路径，然后依次在每个路径下，再去寻找相应类（全称，包名以点隔开对应到目录）。
第四部分：主执行类的全称（含包名）

编译和运行规则

编译一个类，需要java文件的全路径，包括扩展名。
运行一个类，需写类名全称（非文件路径），无须写扩展名。
编译类的时候，需要给出这个类所依赖的类（包括依赖的类再次依赖的所有其他类）的所在路径。
运行类的时候，需要给出这个类，以及被依赖类的路径总和。
classpath参数也可以包含jar包。如果路径内有空格，请将classpath 参数整体加双引号。
java -classpath “.;c:\test.jar;c:\temp;c:\a bc” cn.com.test.Man

总结

包名和类所在的目录必须严格一致
在命令行中，必须依靠classpath来指引所需要的类
编译需要文件的全路径，运行需要类的完整名字

JAVA访问权限

JAVA访问权限:

private: 私有的，只能本类访问
default(通常忽略不写)：同一个包内访问
protected：同一个包，子类均可以访问
public：公开的，所有类都可以访问

使用范围:

四种都可以用来修饰成员变量、成员方法、构造函数
default和public可以修饰类

第八章、JAVA常用类

JAVA类库概述

官方文档目前以英文为主
可以下载文档离线版本(chm格式)
这些文档原先是程序中的注释。利用JavaDoc技术，将这些注释抽取出来，组织形成的以HTML为表现形式的API （Application Programming Interface，应用编程接口）文档。

Java类库

包名以 java 开始的包是 Java 核心包 (Java Core Package)
包名以 javax 开始的包是 Java 扩展包 (Java Extension Package)

数字相关类

java.math包
Java 数字类

整数 Short, Int, Long
浮点数 Float, Double
大数类 BigInteger(大整数), BigDecimal(大浮点数)
随机数类 Random
工具类 Math

整数类型

short，16位，2个字节，有符号的以二进制补码表示的整数
(-32768-32767, -2^15-215-1)，默认值0
int, 32位，4个字节,有符号的以二进制补码表示的整数
(-2147483648–2147483647, -2^31-231-1)，默认值0
long, 64位，8个字节,有符号的以二进制补码表示的整数 -9,223,372,036,854,775,808（-2⁶³）~9,223,372,036,854,775,807（2⁶³ -1），默认值0L

浮点数类型

float，单精度，32位，4个字节，符合IEEE 754标准的浮点数，默认值0.0f。float的范围为1.40129846432481707e-45 to 3.40282346638528860e+38 (无论正负)。
double，双精度，32位，4个字节，符合IEEE 754标准的浮点数，默认值0.0d。double的范围为4.94065645841246544e324d to 1.79769313486231570e+308d (无论正负) 。
P.s.float和double都不能用来表示很精确的数字。

大数字类

大整数类BigInteger –支持无限大的整数运算
大浮点数BigDecimal –支持无限大的小数运算
P.s.注意精度和截断 –查看BigDecimalTest.java

随机数类

Random 随机数
nextInt() 返回一个随机int
nextInt(int a) 返回一个[0,a)之间的随机int
nextDouble()返回一个[0.0,1.0]之间double
ints 方法批量返回随机数数组

Math.random() 返回一个[0.0,1.0]之间double

数字工具类 • java.lang.Math：
绝对值函数abs；对数函数log；比较函数max、min；幂函数pow；四舍五入函数round等；向下取整floor；向上取整ceil

总结

根据数字特点选择合适的类
尽量使用类库自带的方法
浮点数需要注意精度

字符串相关类

Java中使用频率最高的类，是一个不可变对象，加减操作性能较差

常见方法：charAt, concat, contains, endsWith,equals, equalsIgnoreCase, hashCode, indexOf, length, matches, replace, replaceAll, split, startsWith, subString, trim, valueOf

可变字符串

StringBuffer（字符串加减，同步，性能好）
StringBuilder（字符串加减，不同步，性能更好）

StringBuffer/StringBuilder：方法一样，区别在同步

append/insert/delete/replace/substring
length 字符串实际大小，capacity字符串占用空间大小
trimToSize(): 去除空隙，将字符串存储压缩到实际大小
P.s.如有大量append，事先预估大小，再调用相应构造函数
StringBuffer初始大小为（16+初始字符串长度）

时间相关类

Calendar；抽象类

Calendar gc=Calendar.getInstance(); 

Calendar gc= new GregorianCalendar();

get(Field) 来获取时间中每个属性的值. 注意，月份0-11.
getTime()返回相应的Date对象 –getTimeInMillis(), 返回自1970.1.1以来的毫秒数
set(Field) 设置时间字段
add(field, amount) 根据指定字段增加/减少时间
roll(field, amount) 根据指定字段增加/减少时间，但不影响上一级的时间段

java.time包：新的Java日期/时间API的基础包

java.time.chrono包：为非ISO的日历系统定义了一些泛化的API
java.time.format包：格式化和解析日期时间对象的类
java.time.temporal包：包含一些时态对象，可以用其找出关于日期/时间对象的某个特定日期或时间
java.time.zone包：包含支持不同时区以及相关规则的类

java.time包主要类

LocalDate：日期类
LocalTime：时间类(时分秒-纳秒)
LocalDateTime: LocalDate + LocalTime
Instant: 时间戳

格式化相关类

java.text包java.text.Format的子类

NumberFormat：数字格式化，抽象类；DecimalFormat工厂模式
例如：将1234567格式化输出为1,234,567
MessageFormat：字符串格式化
-支持多个参数值对位复制文本
-支持变量的自定义格式
例如将”Hello {1}”根据变量值格式化为Hello World
DateFormat：日期/时间格式化，抽象类；SimpleDateFormat工厂模式
-parse：将字符串格式化为时间对象
-format：将时间对象格式化为字符串
如将当前时间转为化YYYY-MM-DD HH24:MI:SS输出

java.time.format包下