一、final
1、认识final关键字
final关键字是最终的意思,可以修饰:类、方法、变量。
修饰类:该类被称为最终类,特点是不能被继承了。(一般是用在工具类中)
修饰方法:该方法被称为最终方法,特点是不能被重写了。
修饰变量(局部变量、成员变量(静态、实例)):该变量有且仅能被赋值一次。(一般是修饰静态变量)
final修饰变量的注意:
final修饰基本类型(int,double,boolean,char...)的变量,变量存储的数据不能被改变。
final修饰引用类型(String,Array...)的变量,变量存储的地址不能被改变,但地址所指向对象的内容是可以被改变的。
2、常量
常量:使用了static final修饰的成员变量就被称为常量。
作用:常用于记录系统的配置信息;常量都统一到常量包内(Constant),方便修改。
使用常量记录系统配置信息的优势、执行原理:
代码可读性更好,可维护性也更好。
程序编译后,常量会被“宏替换”:出现常量的地方全部会被替换成其记住的字面量,这样可以保证使用常量和直接用字面量的性能一样。
public class FinalDemo1{
//final修饰静态成员变量
//final修饰静态变量,这个变量今后被称为常量,可以记住一个固定值,并且程序中不能修改了,通常这个值作为系统的配置信息
//常量的名称都要大写,使用下划线分割
public static final double PI=3.14;
//final修饰实例变量(一般没有意义)
public final double rate=3.14;
public static void main(String[] args){
//认识final关键字的作用
//3、final修饰变量,变量的值有且只能赋值一次
/*
变量有哪些呢?
1、成员变量
静态成员变量 实例成员变量
2、局部变量
*/
final double rate=3.14;
//rate=5.14;//第二次赋值 报错
final int a=20;
//a=30;//不能修改
final int[] b={1,2,3};
b[2]=4;
}
}
//1、fianl修饰类,类不能被继承
final class A{}
//class B extends A{}
//2、final修饰方法,方法不能被重写
class C{
public final void show(){
System.out.println("show()");
}
}
class D extends C{
//@Override
//public void show(){
//System.out.println("show()");
//}
}
二、单例类(设计模式)
1、什么是设计模式:一个问题通常有n种解法,其中肯定有一种解法是最优的,这个最优的解法被人总结出来了,称之为设计模式。(设计模式解决什么问题、怎么写)
2、单例设计模式:确保某个类只能创建一个对象。
3、单例有啥应用场景,有啥好处:任务管理器对象、获取运行时对象(有且仅需要一个对象)。在这些业务场景下,使用单例模式,可以避免浪费内存。
4、单例设计模式的写法,实现步骤:
- 把类的构造器私有。
- 定义一个静态变量记住类的一个对象。
- 定义一个静态方法,返回对象。
5、饿汉式单例类:在类加载的时候就创建对象,不管用不用,都会创建。
//设计单例设计模式
public class A{
//1、私有化构造器:确保单例类对外不能创建太多对象,单例才有可能性
private A(){
}
//2、定义一个静态变量,用于记住本类的一个唯一对象
private static A a=new A();
//3、提供静态方法,返回A对象
public static A getInstance(){
return a;
}
}
public class Test{
public static void main(String[] args){
//设计单例类
A a1=A.getInstance();
A a2=A.getInstance();
System.out.println(a1==a2);
}
}
6、懒汉式单例类:在类加载的时候不会创建对象,只有当调用getInstance()方法时才会创建对象(延迟加载对象)。
写法:
- 把类的构造器私有。
- 定义一个静态变量用于存储对象。
- 提供一个静态方法,保证返回的是同一个对象。
//懒汉式单例类
public class B{
//1、私有化构造器
private B(){
}
//2、创建一个静态的私有的B对象
private static B instance;
//3、提供一个静态的公共方法,返回B对象,真正需要对象的时候才开始创建对象
public static B getInstance(){
if(instance==null)
{
//第一次拿对象时,会创建对象,给静态变量instance记住
instance=new B();
}
return instance;
}
}
public class Test{
public static void main(String[] args){
B b1=B.getInstance();
B b2=B.getInstance();
System.out.println(b1==b2);
}
}
三、枚举类
1、认识枚举类
枚举是一种特殊类。
枚举类的写法:修饰符 enum 枚举类名{名称1,名称2,其他成员;....}
特点:
- 枚举类中的第一行,只能写枚举类的对象名称,且要用逗号隔开。
- 这些名称,本质是常量,每个常量都记住了枚举类的一个对象。
枚举类的特点:
- 枚举都是最终类,不可以被继承,枚举类都是继承java.lang.Enum类的。
- 枚举类的第一行只能罗列一些名称,这些名称都是常量,并且每个常量会记住枚举类的一个对象。
- 枚举类的构造器都是私有的(写不写都只能是私有的),因此,枚举类对外不能创建对象。
- 编译器为枚举类新增了几个方法。
//枚举类
public enum A{
//枚举类的第一行,只能罗列枚举对象的名称,这些名称本质是常量
X,Y,Z;
}
public class Test{
public static void main(String[] args){
//认识枚举类,搞清楚其本质特点
A a=A.X;
System.out.println(a);
A b=A.Y;
System.out.println(b);
System.out.println(a.name());//X
System.out.println(b.name());//Y
System.out.println(a.ordinal());//索引0
System.out.println(b.ordinal());//索引1
}
}
2、枚举类的常见应用场景
枚举类很适合做信息分类和标志。
(枚举类常用于定义常量,枚举类中的常量只能是枚举类的实例,不能被修改。)
虽说也可以用常量类作为信息的标志与分类,但是参数值不受约束(就是传入的参数不是限定内的那四个都能行得通,写别的不报错),但是枚举类的话写限定外的就会报错。
public enum Direction{
UP,DOWM,LEFT,RIGHT;
}
public class Constant{
public static final int UP=0;//上
public static final int DOWN=1;//下
public static final int LEFT=2;//左
public static final int RIGHT=3;//右
}
public class Test2{
public static void main(String[] args){
//掌握枚举类的应用场景:做信息的分类和标志
//需求:模拟上下左右移动图片
//第一种是常量做信息标志和分类,但参数值不受约束
move(Constant.UP);
//第二种是枚举做信息标志和分类,参数值受枚举类约束
move2(Constant.RIGHT);
}
public static void move2(Direction direction)
{
//根据这个方向做移动:上下左右
switch (direction)
{
case Direction.UP:
System.out.println("向上移动");
break;
case Direction.DOWN:
System.out.println("向下移动");
break;
case Direction.LEFT:
System.out.println("向左移动");
break;
case Direction.RIGHT:
System.out.println("向右移动");
break;
default:
System.out.println("输入有误");
}
}
public static void move(int direction)
{
//根据这个方向做移动:上下左右
switch (direction)
{
case Constant.UP:
System.out.println("向上移动");
break;
case Constant.DOWN:
System.out.println("向下移动");
break;
case Constant.LEFT:
System.out.println("向左移动");
break;
case Constant.RIGHT:
System.out.println("向右移动");
break;
default:
System.out.println("输入有误");
}
}
}
四、抽象类
1、认识抽象类
在java中有一个关键字叫:abstract,它就是抽象的意思,可以用它修饰类、成员方法。
abstract修饰类,这个类就是抽象类。
abstract修饰方法,这个方法就是抽象方法。
抽象类的注意事项、特点:
- 抽象类中不一定要有抽象方法,有抽象方法的类必须是抽象类。
- 类有的成员:成员变量、方法、构造器,抽象类都可以有。
- 抽象类最主要的特点:抽象类不能创建对象,仅作为一种特殊的父类,让子类继承并实现。
- 一个类继承抽象类,必须重写完抽象类的全部抽象方法,否则这个类也必须定义为抽象类。
//抽象类
public abstract class A {
private String name;
private int age;
public A(){
System.out.println("A的无参构造器");
}
public A(String name,int age){
this.name=name;
this.age=age;
}
//抽象方法:必须用abstract修饰,没有方法体,只有方法声明
public abstract void show();
public void show1(){
System.out.println("show1方法");
}
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;
}
}
//一个类继承抽象类,必须重写完继承的全部抽象方法,否则这个类也必须定义成抽象类
public class B extends A{
@Override
public void show() {
System.out.println("B类重写show方法");
}
}
public class abstractdemo1 {
public static void main(String[] args)
{
//认识抽象类,抽象方法,搞清它们的特点
//抽象类的核心特点:有的有失(得到了抽象方法的能力,失去了创建对象的能力
//抽象类不能创建对象
//A a = new A();//报错了
//抽象类的使命就是被子类继承
B b = new B();
b.setName("jack");
b.setAge(20);
b.show();
b.show1();
}
}
2、使用抽象类的好处
父类知道每个子类都要做某个行为,但每个子类要做的情况不一样,父类就定义成抽象方法,交给子类去重写实现,我们设计这样的抽象类,就是为了更好的支持多态。
抽象类简化了需要重写的父类方法的代码,更加便于调用子类时多态的实现,更具解耦性。
public abstract class Animal {
//每个动物的叫声
public abstract void cry();
}
public class Cat extends Animal{
@Override
public void cry() {
System.out.println("猫是喵喵喵的叫");
}
}
public class Dog extends Animal{
@Override
public void cry() {
System.out.println("狗是汪汪汪的叫");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args)
{
//搞清楚使用抽象类的好处
Animal a = new Cat();
a.cry();
}
}
3、模板方法设计模式
提供一个方法作为完成某类功能的模板,模板方法封装了每个实现步骤,但允许子类提供特定步骤的实现。
模板方法设计模式可以:提高代码的复用、并简化子类设计。
写法:
1、定义一个抽象类。
2、在里面定义2个方法。
一个是模板方法:把共同的实现步骤放里面去。
一个是抽象方法:不确定的实现步骤,交给具体的子类来完成。
建议使用final关键字修饰模板方法,为什么?
- 模板方法是给子类直接使用的,不能被子类重写。
- 一旦子类重写了模板方法,模板方法就失效了。
public abstract class People {
//模板方法设计模式
public final void write(){
System.out.println("\t\t\t《我的爸爸》");
System.out.println("\t我爸爸是一个好人,我特别喜欢他,他对我很好,我来介绍一下");
//模板方法知道子类一定要写正文,但是每个子类写的信息是不同的,父类定义一个抽象方法
//具体的实现交给子类来重写正文
writeBody();
System.out.println("\t我爸爸真好,你有这样的爸爸吗?");
}
public abstract void writeBody();
}
public class Student extends People{
@Override
public void writeBody() {
System.out.println("\t我爸爸很牛逼");
}
// public void write(){
// System.out.println("\t\t\t《我的爸爸》");
// System.out.println("\t我爸爸是一个好人,我特别喜欢他,他对我很好,我来介绍一下");
// System.out.println("\t我爸爸很牛逼");
// System.out.println("\t我爸爸真好,你有这样的爸爸吗?");
// }
}
public class Teacher extends People{
@Override
public void writeBody() {
System.out.println("\t我爸爸给我买橘子");
}
// public void write(){
// System.out.println("\t\t\t《我的爸爸》");
// System.out.println("\t我爸爸是一个好人,我特别喜欢他,他对我很好,我来介绍一下");
// System.out.println("\t我爸爸给我买橘子");
// System.out.println("\t我爸爸真好,你有这样的爸爸吗?");
// }
}
public class Test {
public static void main(String[] args)
{
//理解抽象类的使用场景之一:模板方法设计模式
//学生和老师都要写一篇作文:《我的爸爸》
//第一段是一样的:我爸爸是一个好人,我特别喜欢他,他对我很好,我来介绍一下
//第二段是不一样的:老师和学生各自写各自的
//第三段是一样的:我爸爸真好,你有这样的爸爸吗?
//解决:抽出一个父类,父类中还抽取一个模板方法给子类直接用
Student s=new Student();
s.write();
}
}
五、接口
1、接口概述
Java提供了一个关键字interface定义出接口。
接口不能创建对象。
接口是用来被类实现(implements)的,实现接口的类称为实现类,一个类可以同时实现多个接口。
//接口:使用interface关键字定义
public interface A {
//JDK 8之前,接口中只能定义常量和抽象方法
//常量:接口中定义常量可以省略public static final不写,默认会加
String SCHOOL_NAME="黑马程序员";
//抽象方法:接口中定义抽象方法可以省略public abstract不写,默认会加
void show();
String go();
}
public interface B {
void play();
}
public class Test {
public static void main(String[] args)
{
//认识接口,搞清楚接口的特点,基本使用
System.out.println(A.SCHOOL_NAME);
//接口不能创建对象
//接口是用来被类实现的
C c = new C();
c.show();
System.out.println(c.go());
c.play();
}
}
//C被称为实现类,同时实现了多个接口
//实现类实现多个接口,必须重写完全部接口的全部抽象方法,否则这个类必须定义成抽象类
class C implements A,B{
@Override
public void show() {
System.out.println("C show");
}
@Override
public String go() {
return "黑马程序员";
}
@Override
public void play() {
System.out.println("C play");
}
}
2、接口的好处
弥补了类单继承的不足,一个类可以实现多个接口,使类的角色更多,功能更强大。
让程序可以面向接口编程,更利于程序的解耦合。
public class Test {
public static void main(String[] args)
{
//理解Java设计接口的好处、用处
//接口弥补了类单继承的不足,可以让类拥有更多角色,类的功能更强大
People p = new Student();
Driver d = new Student();//多态
BoyFriend bf = new Student();
//接口可以实现面向接口编程,更利于解耦合
Driver a = new Teacher();
}
}
interface Driver{}
interface BoyFriend{}
class People{}
class Student extends People implements Driver, BoyFriend{}
class Teacher implements Driver, BoyFriend{}
3、接口的综合小案例
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Student {
private String name;
private char sex;
private double score;
}
public interface ClassDataInter {
void printAllStudentInfos();
void printAverageScore();
}
public class ClassDataInterImpl1 implements ClassDataInter{
private Student[] students;//记住送来的全班学生对象信息
public ClassDataInterImpl1(Student[] students) {
this.students = students;
}
@Override
public void printAllStudentInfos() {
System.out.println("全班学生信息如下:");
for (int i = 0; i < students.length; i++) {
System.out.println(students[i].getName()+" "+students[i].getSex()+" "+students[i].getScore());
}
}
@Override
public void printAverageScore() {
double sum=0;
for (int i = 0; i < students.length; i++) {
sum+=students[i].getScore();
}
System.out.println("全班平均成绩为:"+sum/students.length);
}
}
//定义第二套实现类,实现接口:实现打印学生信息(男女人数),实现打印平均分(去掉最高分和最低分)
public class ClassDataInterImpl2 implements ClassDataInter{
private Student[] students;//记住送来的全班学生对象信息
public ClassDataInterImpl2(Student[] students)
{
this.students=students;
}
@Override
public void printAllStudentInfos() {
int maleCount=0;
System.out.println("全班学生信息如下:");
for (int i = 0; i < students.length; i++) {
System.out.println(students[i].getName()+" "+students[i].getSex()+" "+students[i].getScore());
if(students[i].getSex()=='男')
maleCount++;
}
System.out.println("男学生人数为:"+maleCount);
System.out.println("女学生人数为:"+(students.length-maleCount));
}
@Override
public void printAverageScore() {
double max=students[0].getScore();
double min=students[0].getScore();
double sum=0;
for (int i = 0; i < students.length; i++) {
if(students[i].getScore()>max)
max=students[i].getScore();
if(students[i].getScore()<min)
min=students[i].getScore();
sum+=students[i].getScore();
}
System.out.println("最高分是:"+max);
System.out.println("最低分是:"+min);
System.out.println("全班平均成绩为:"+(sum-max-min)/(students.length-2));
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args)
{
//完成接口的小案例
//1、定义学生类,创建学生对象,封装学生数据,才能交给别人处理
//2、准备学生数据,目前我们自己造一些测试数据
Student[] allstudents=new Student[10];
allstudents[0]=new Student("张三",'男',90);
allstudents[1]=new Student("李四",'女',80);
allstudents[2]=new Student("王五",'男',70);
allstudents[3]=new Student("赵六",'女',60);
allstudents[4]=new Student("钱七",'男',50);
allstudents[5]=new Student("孙八",'女',40);
allstudents[6]=new Student("周九",'男',30);
allstudents[7]=new Student("吴十",'女',20);
allstudents[8]=new Student("郑十一",'男',10);
allstudents[9]=new Student("王十二",'女',0);
//3、提供两套业务实现方案,支持灵活切换(解耦合):面向接口编程
//定义一个接口(规范思想):必须完成打印全班学生信息,打印平均分
//定义第一套实现类,实现接口:实现打印学生信息,实现打印平均分
//定义第二套实现类,实现接口:实现打印学生信息(男女人数),实现打印平均分(去掉最高分和最低分)
ClassDataInter cdi=new ClassDataInterImpl2(allstudents);
cdi.printAllStudentInfos();
cdi.printAverageScore();
}
}
4、JDK8开始,接口新增的三种方法
默认方法:使用default修饰,使用实现类的对象调用。
静态方法:static修饰,必须用当前接口名调用。
私有方法:private修饰,jdk9开始才有的,只能在接口内部被调用。
他们都会默认被public修饰。
新增的方法增强接口能力,便于项目扩展与维护(若新增方法,可以直接写在接口中,不用修改实现类,更方便扩展)。
public interface A {
//1、默认方法(普通实例方法):必须加default修饰
//默认用public修饰
//如何调用? 使用接口的实现类的对象来调用
default void go(){
System.out.println("go方法执行了");
run();
}
//2、私有方法
//私有的实例方法
//如何调用? 使用接口中的其他实例方法来调用它
private void run(){
System.out.println("run方法执行了");
}
//3、静态方法
//默认会用public修饰
//如何调用? 只能使用当前接口名来调用
static void show(){
System.out.println("show方法执行了");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args)
{
//搞清楚接口新增的三种方法,并理解其好处
AImpl a = new AImpl();
a.go();
A.show();
}
}
class AImpl implements A{
}
5、接口的注意事项
1、接口与接口可以多继承:一个接口可以同时继承多个接口。
类与类:单继承,一个类只能有一个父类。
类与接口:多继承,一个类可以同时实现多个接口。
2、一个接口继承多个接口,如果多个接口中存在方法签名冲突,则此时不支持多继承,也不支持多实现。
3、一个类继承了父类,又同时实现了接口,如果父类中和接口中有同名的默认方法,实现类会优先用父类的。
4、一个类实现了多个接口,如果多个接口中存在同名的默认方法,可以不冲突,这个类重写该方法即可。
public class Test {
public static void main(String[] args)
{
//理解接口的几点注意事项
Dog dog = new Dog();
dog.go();
C3 c3 = new C3();
c3.show();
}
}
//4、一个类实现了多个接口,如果多个接口中存在同名的默认方法,可以不冲突,这个类重写该方法即可
interface A3{
default void show(){
System.out.println("接口A3的show方法");
}
}
interface B3{
default void show(){
System.out.println("接口B3的show方法");
}
}
class C3 implements A3,B3{
@Override
public void show() {
A3.super.show();
B3.super.show();
}
}
//3、一个类继承了父类,又同时实现了接口,如果父类中和接口中有同名的方法,实现类会优先用父类的
interface A2{
default void show(){
System.out.println("接口的show方法");
}
}
class Animal{
public void show(){
System.out.println("父类的show方法");
}
}
class Dog extends Animal implements A2{
public void go(){
show();//父类的
super.show();//父类的
A2.super.show();//接口的
}
}
//2、一个接口继承多个接口,如果多个接口中存在方法签名冲突,则此时不支持多继承,也不支持多实现
interface A1{
void show();
}
interface B1{
String show();
}
//interface C1 extends A1,B1{
//
//}
//class D1 implements A1,B1{
//
//}
//1、接口与接口可以多继承:一个接口可以同时继承多个接口
//类与类:单继承 一个类只能继承一个直接父类
//类与接口:多实现 一个类可以同时实现多个接口
//接口与接口:多继承 一个接口可以同时继承多个接口
interface A{
void show1();
}
interface B{
void show2();
}
interface C extends A,B{
void show3();
}
class D implements C{
public void show1()
{
}
public void show2()
{
}
public void show3()
{
}
}
6、抽象类、接口的区别对比
相同点:
1、都是抽象形式,都可以有抽象方法,都不能创建对象。
2、都是派生子类形式:抽象类是被子类继承使用,接口是被实现类实现。
3、一个类继承抽象类,或者实现接口,都必须重写完它们的抽象方法,否则自己要成为抽象类或者报错。
4、都能支持多态,都能实现解耦合。
不同点:
1、抽象类中可以定义类的全部普通成员,接口只能定义常量,抽象方法(JDK8新增的三种方式)。
2、抽象类只能被类单继承,接口可以被类多实现。
3、一个类继承抽象类就不能再继承其他类,一个类实现了接口(还可以继承其他类或者实现其他接口)。
4、抽象类体现模板思想:更利于作父类,实现代码的复用性。
5、接口更适合做功能的解耦合:解耦合性更强更灵活。
六、综合案例
某智能家居系统,可以让用户选择要控制的家用设备(吊灯,电视机,洗衣机,落地窗),并可以对它们进行打开或者关闭操作。
public interface Switch {
void press();//按压
}
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
//家电
@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class JD implements Switch{
private String name;
//状态:开或者关
private boolean status;//false默认是关闭
@Override
public void press() {
//控制当前设备开和关
status = !status;
}
}
//电视机
public class TV extends JD{
public TV(String name, boolean status) {
super(name, status);
}
}
//洗衣机
public class WashMachine extends JD{
public WashMachine(String name, boolean status) {
super(name, status);
}
}
//空调
public class Air extends JD{
public Air(String name, boolean status) {
super(name, status);
}
}
//灯
public class Lamp extends JD{
public Lamp(String name, boolean status) {
super(name, status);
}
}
//智能控制系统 单例类
public class SmartHome {
private static final SmartHome sh=new SmartHome();
private SmartHome()
{
}
public static SmartHome getInstance()
{
return sh;
}
//多态
public void control(JD jd)
{
System.out.println(jd.getName()+"状态目前是:"+(jd.isStatus()?"开":"关"));
System.out.println("开始您的操作");
jd.press();//按下开关
System.out.println(jd.getName()+"状态目前是:"+(jd.isStatus()?"开":"关"));
}
public void printAllStatus(JD[] jds)
{
for(int i=0;i<jds.length;i++)
{
System.out.println(jds[i].getName()+"状态目前是:"+(jds[i].isStatus()?"开":"关"));
}
}
}
import java.util.Scanner;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//目标:面向对象编程实现智能家具控制系统
//角色:设备(吊灯,电视机,洗衣机,落地窗,。。。)
//具备的功能:开和关
//谁控制他们:智能控制系统(单例对象),控制调用设备的开和关
//1、定义设备类:创建设备对象代表家里的设备
//2、准备这些设备对象,放到数组中,代表整个家庭的设备
JD[] jds = new JD[4];
jds[0] = new Lamp("吊灯",true);
jds[1] = new TV("小米电视机",true);
jds[2] = new WashMachine("美的洗衣机",false);
jds[3] = new Air("美的空调",false);
//3、为每个设备制定一个开和关的功能
//4、创建智能控制系统对象,控制设备开和关
SmartHome sh = SmartHome.getInstance();
//5、控制吊灯
//sh.control(jds[0]);
//6、提示用户操作 a、展示全部设备的当前情况 b、让用户选择哪一个操作
//打印全部设备的开和关的现状
while (true) {
sh.printAllStatus(jds);
System.out.println("请选择要控制的设备");
Scanner sc = new Scanner(System.in);
String choice = sc.next();
switch (choice){
case "1":
sh.control(jds[0]);
break;
case "2":
sh.control(jds[1]);
break;
case "3":
sh.control(jds[2]);
break;
case "4":
sh.control(jds[3]);
break;
case "exit":
System.out.println("退出程序");
return;
default:
System.out.println("输入有误");
}
}
}
}