Java: 面向对象编程

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Java面向对象编程

数据类型

  • java的数据类型分为两种：基础数据类型和对象类型
  • java允许自动提升，不允许自动down cast，需要强制类型转换
  • 基础数据类型只有八种，且全小写，分别为byte、short、int、long、float、double、boolean、char，它们直接存储在栈中
    • 不带后缀的整数均为int型字面量
    • 不带后缀的浮点数均为double型字面量
    • boolean类型字面量只有true和false
    • char类型字面量均为Unicode编码，一个字符占两个字节
    • 其它类型的字面量：0x????、????h、0b????、?.??f
  • 对象类型是类类型，它们真正存在于堆中，由new关键字创建 所有对象类型的变量存储在栈中的值都是指针，称为引用，指向在堆中的对象
  • java得益于有GC，所以没有delete也没有析构函数，此乃一胜
  • null为空指针
  • 基本数据类型的默认值为零，且不能将null赋给基本数据类型

运算符

  • 赋值运算符=：所有的赋值均为传值，是将复制栈中的值给另一个变量，给方法传参也是赋值
  • 比较运算符：所有的比较均为比较栈中的值，所以针对引用变量时，没有意义
  • obj instanceof Type：只用于引用类型，如果obj是Type或Type派生类的对象时，返回true
  • 按位运算符：其中移位运算>>>为无符号右移，>>为有符号右移，<<在移动位数大于总位数时会将移动位数自动对总位数取模
  • 逻辑运算符：||、&&
  • 算术运算符：针对基础数据类型中的整型类型，最小单位是int，例如两个byte运算时会把byte提升到int然后返回int
  • 成员访问运算符.：针对引用类型变量，对比cpp就是->

Object

  • Object是所有类的基类，所有类若没有显式地继承哪个类，就会隐式地继承Object
  • Object对象提供的方法一般没有意义，重要在于提供了一套规范的方法名，重点在于重写
    • public boolean equals(Object o)：判等，注意参数为Object类型
    • public int hashCode()：获取哈希值
    • public String toString()：将对象转化为字符串，若实现该方法，则可以通过字符串的+语法糖自动转换
    • protected Object clone() throws CloneNotSupportedException：创建并返回本对象的副本(浅拷贝副本)，会抛出受检异常CloneNotSupportedException，防止你没有重写但又在某个地方调用了该方法 重写它一般需要声明implements Cloneable(一个空接口)并public地重写 但是clone()是很没用的，一般使用一些集成框架提供的深拷贝或浅拷贝的克隆方法
    • Class<?> getClass()：获取引用指向的对象所属的类，是堆中正在运行的那个对象的类，而不是引用的类 详见java反射机制

this、super

  • this引用：指向现在在JVM中正在运行的那个对象，无论this在哪个类中，其本质是一个动态绑定的引用 例如以下例子：

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    class A {
      public void a() {}
      void b() {
          a();
      }
    }
    class B extends A {
      public void a() {
          b();
      }
    }

    若声明A a = new B()，并调用a.b()，即执行A类的b()方法，即执行this.a()，即执行B类中重写的方法(因为this指向一个B类的实例)，所以这是一个无限循环的调用

  • super关键字：super和this不同，其本质只是一个关键字，静态绑定所在类的父类的一个对象 同样是上面的例子：

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    class BaseA {
      public void a() {}
    }
    class A extends BaseA {
      public void a() {}
      void b() {
          a();
          super.a();
      }
    }
    class B extends A {
      public void a() {
          b();
      }
    }

    同样，调用b()后会调用this.a()，执行B类的a() 而super.a()静态绑定了所在类A的父类BaseA的a()方法，和this指向的对象隔了两代，所以区别还是很大的

  • 但总而言之，this和super都不应该用来访问类的静态成员

  • this(参数)和super(参数)还可以引用构造方法，同上this动态绑定当前运行的对象，super静态绑定所属类的父类对象

类的构造器

  • 构造器：
    • 若没有自定义构造器，编译器提供一个没有参数的构造器
    • 若有自定义构造器，编译器不再提供没有参数的构造器
    • 所有构造器的第一条语句，如果不是通过this或super引用的构造方法，则会隐式地添加super()，即父类的无参构造器 所以当父类没有无参构造器且子类没有构造器时，编译器会检查出错误
  • java创建一个对象分为四步(初始化的顺序)：
    • new：分配内存
    • 默认赋值：基础类型赋为零，引用类型赋为null
    • 显式初始化：若在声明属性时用=赋值了，那么会将其放在this或super引用的构造器之后，构造方法代码之前
    • 执行用户的代码

注解(Annotation)

  • 注解是一种元数据，编译器不会跳过注解，而是根据注解进行检查或其它操作

  • 注解以@开头，例如重写方法要用@Override注解，下面介绍一下java标准库的注解

  • 针对代码的注解：

    • @Override：表明方法被重写
    • @Deprecated：表明方法已过时，检查到使用该方法时，会警告
    • @SuppressWarnings(value={"key"})：标注部分内容，令编译器忽视被标注内容发出的警告

  • 针对注解的注解(元注解)：

    • @Retention：标识该如何存储注解
    • @Documented：标识注解应该包含在用户文档中
    • @Inherited：标识注解继承于哪个注解

  • 自定义注解模板：

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    @Documented // 可选, 表明该注解可以存在于Javadoc中
    @Target({ElementType.TYPE, ...})    // 指定注解的类型, ElementType是一个枚举, 用于限制该注解作用的范围
    public @interface MyAnnocation {}   // 自定义注解需要实现Annocation接口, @interface表明该注解实现了它

  • 自定义注解的作用主要体现在反射机制上

接口

  • Java 8后支持在接口内存在有实现的方法或类，具体规则在本节不讨论
  • 接口同样支持多态，可以通过接口类型的引用访问实现了该接口的类对象实例
  • 接口的作用：
    • 空接口：接口支持多重实现，空接口可以作为一个标记，然后通过泛型编程就能筛选掉那些没有这个标记的类 例如java.io.Serializable，可序列化空接口
    • 接口可以将程序划分为多个模块，模块解耦实现多人分工
    • 用接口定义公共API更为清晰
  • 标准库常用接口：
    • Comparable<T>：包含public int compareTo(T o)
    • Runnable：包含void run()，用于多线程编程
    • 集合框架的接口