JAVA基础笔记——对象、异常、static总结

• 一、对象
• • 1.1 对象的创建
  • 1.2 类中的构造器/构造方法
  • 1.3 对象建立、内存分析
  • • 1.3.1 堆
    • 1.3.2 栈
    • 1.3.3 方法区
    • 1.3.4 对象建立过程中内存分配分析
  • 1.4 对象的特性
  • • 1.4.1 封装
    • 1.4.2 继承
    • • 1.4.2.1 继承的使用
      • 1.4.2.2 Object类
      • 1.4.2.3 this/super
      • 1.4.2.4 方法重写
    • 1.4.3 多态
    • • 1.4.3.1 多态的使用
      • 1.4.3.2 instanceof
      • 1.4.3.3 类型转换
  • 1.5 final
  • • 1.5.1 修饰类
    • 1.5.2 修饰方法
    • 1.5.3 修饰局部变量
    • 1.5.4 修饰成员变量
  • 1.6 抽象类/方法
  • 1.7 接口
  • 1.8 内部类
  • • 1.8.1 成员内部类
    • 1.8.2 静态内部类
    • 1.8.3 局部内部类
    • 1.8.4 匿名内部类
• 二、static的总结
• • 2.1 类中的static
  • 2.2 静态导入包
• 三、异常
• • 3.1 异常定义和体系结构
  • 3.2 捕获异常
  • 3.3 抛出异常
  • 3.4 自定义异常

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一、对象

打补丁：类的命名应遵守首字母大写和驼峰原则

1.1 对象的创建

tips:

1. 本质：类是抽象的，对象是类的具体化；以类的方法组织代码，以对象的方式封装数据
2. 创建：使用new创建对象，除了分配内存空间外，会给建立好的对象进行默认的初始化或者调用类中的构造器。
3. example:新建学生类，显示默认的初始化成员
   1）学生类 stu.java

public class stu {//属性
    String name;
    int age;
    //方法
    public void setAge(int stuAge){this.age=stuAge;
    }
    public int getAge(){return this.age;
    }
}

2）运行代码 application.java

public class application {public static void main(String[] args) {//new实例化类
        stu stuList=new stu();
        int stuAge=stuList.getAge();
        System.out.println("年龄："+stuAge);
    }
}

3)测试结果

1.2 类中的构造器/构造方法

tips:

1. 作用：用于对象初始化
2. 显式和隐式构造方法：
   1） 当没有显式定义任何构造方法时，系统默认一个构造方法，给所有成员赋默认值；
   2）当显式定义有参构造方法后，无参构造方法也必须显式定义，否则无参实例化会报错；
   3）必须写无参构造方法，避免父类只有有参构造方法导致子类的构造方法报错（原因：父类没有可调用的无参构造方法，详见继承）
3. 特点：
   1）构造方法名与类名一致；
   2）必须没有返回值，特别是不可以写void
4. idea的构造方法（读写成员变量等）自动生成快捷键：
   Alt+Insert,如果insert在键盘中与其他按键共建（如跟F12或者Delete)，则快捷键为Fn+Alt+Insert
   1)按下快捷键，选择生成“构造函数”
   
   2）长按ctrl，通过鼠标单击选择（取消）初始化的字段，ctrl+A全选，此处需要注意，当显式有参构造方法后，无参构造方法也需要显式定义
   
   3）生成代码：
   
   5.example:新建学生类,使用有参和无参构造方法
   1）学生类 stu.java

public class stu {//属性
    String name;
    int age;
    double height;
    //方法
    public stu() {System.out.println("无参构造方法被调用");
    }
    public stu(String name, int age,double height) {this.name = name;
        this.age = age;
        this.height=height;
        System.out.println("有参构造方法被调用");
    }
    public int getAge() {return age;
    }
    public void setAge(int age) {this.age = age;
    }
}

2）运行代码 application.java

public class application {public static void main(String[] args) {//new实例化类
        stu stuNull=new stu();
        stu stuList=new stu("liqour",21,180);
        int stuAge=stuList.getAge();
        System.out.println("年龄："+stuAge);

    }
}

3）测试结果

1.3 对象建立、内存分析 1.3.1 堆

tips:

1. 存放new的对象和数组
2. 可以被所有的线程共享

1.3.2 栈

tips:

1. 存放基本变量类型和具体数值
2. 引用对象的变量和该引用变量在堆里的地址

1.3.3 方法区

tips:

1. 是堆中一个特殊的区域
2. 可以被所有的线程共享
3. 包含了所有的class类和static变量/方法

1.3.4 对象建立过程中内存分配分析

tips:

1. example：一个学生类，建立两个对象stuA和stuB。
   1）学生类 stu.java

public class stu {//属性
    int age;
    String name;
    //方法
    public stu() {System.out.println("无参构造方法被调用");
    }
    public stu(int age, String name) {this.age = age;
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {return age;
    }
    public void setAge(int age) {this.age = age;
    }
}

2）运行代码 application.java

public class application {public static void main(String[] args) {//new实例化类
        stu stuA=new stu(21,"liquor");
        int stuAge= stuA.getAge();
        System.out.println("A年龄："+stuAge);
        stu stuB=new stu(20,"gin");
        stuAge= stuB.getAge();
        System.out.println("B年龄："+stuAge);
    }
}

3)内存分配

1.4 对象的特性 1.4.1 封装

tips:
1.程序设计需要追求高内聚，低耦合。类的内部数据操作细节自己完成，外部不可干涉；尽量少向外部暴露。
2.方法：属性定义为私有private，通过get/set获取/修改（快捷键Alt+Fn+Insert）

1.4.2 继承 1.4.2.1 继承的使用

tips:

1. 本质：对一批类的抽象，是类之间的关系，子类（派生类）继承成父类（基类）
2. 目的：较少重复的代码，提高可维护性
3. 单继承和多继承：
   JAVA只有单继承，没有多继承（C++)
   单继承：一个子类只能继承一个父类，java
   多继承：一个子类可以继承多个父类，c++
4. 意义： 子类拥有父类非private的属性和方法（私有private无法被继承）；子类在父类的基础上进行拓展（即拥有自己的方法）
5. 语法结构：在子类申明时使用关键字extends

public class 子类名 extends 父类名
{子类内容;
}

6. 在类的方法中调用本身的属性/方法，使用关键字this
   在类的方法中调用父类的属性/方法，使用关键字super
7. 父类子类的构造方法
   1）系统默认在子类构造方法的最初隐式调用父类的无参构造方法，若需要在子类构造方法中显式调用父类的有参构造方法，则调用必须写在第一行，调用语句：super(传递给父类构造方法实参表);
   2）父类一定要显式写明无参构造方法，因为子类的构造方法中，若没有显式调用父类有参的构造方法，系统默认在代码最初隐式调用父类的无参构造方法。如果父类只显式声明了有参构造方法，会导致系统默认的父类的无参构造方法失效（详见类的建立），使得子类在隐式调用时报错。
   example:
   1）Person类

public class Person {//属性
    private String name;
    private int age;
	//无参
    public Person() {System.out.println("Person的无参构造方法被调用");
    }
	//有参
    public Person(String name, int age) {this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public int getAge() {return age;
    }

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

    public String getName() {return name;
    }

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

2）Stu类

public class Stu extends Person{//属性
    private String name;
    //方法
    //无参
    public Stu() {//此处存在系统隐式调用的父类无参构造函数
        System.out.println("Stu的无参构造方法被调用");
    }

    public String getName() {return name;
    }

    public void setName(String name) {this.name = name;
    }
	//有参
    public Stu(int age, String name, String stuName) {//显式调用父类的有参构造函数
        super(name,age);
        //父类构造函数必须在第一行
        this.name=stuName;
        System.out.print("Person类的姓名："+super.getName()+"\n");//取父类的非private方法
        System.out.println("Stu类的姓名："+this.getName());//调用本身
    }
}

3）运行代码 Application.java

public class Application {public static void main(String[] args) {//子类无参构造
        Stu stuA=new Stu();
        //子类有参构造
        Stu stuB=new Stu(21,"liquor","gin");
    }
}

4）运行结果

1.4.2.2 Object类

tips:

1. 在java中，所有的类都会自动继承Object类
2. /******后续回来打补丁/

1.4.2.3 this/super

tips:

1. super用于在类中调用父类的非private方法和属性；
2. this用于在类中调用自身的方法和属性；
3. super(实参表);用于调用父类的构造方法，在子类构造的第一行
4. this(实参表);用于本类的构造，也需要在第一行，所以this()和super()调用构造方法都要求在第一行，不能同时出现在一个方法中

1.4.2.4 方法重写

tips:

1. 作用意义：由于父类的功能不满足子类的具体需要，子类对父类非私有、非静态的方法，重写内容

2. 特性：
   1）是继承之间，子类对父类操作
   2）方法名和参数列表必须一致
   3）子类重写的方法修饰符范围只能缩小不能扩大（public>protected>default>private）
   4）重写会抛出异常，子类异常的范围可以缩小不能扩大

3. IDEA快捷键：Ctrl+O或者在生成栏（Fn+Insert+Alt）中可以自动生成代码

4. 重写方法中，父类会有标记（箭头向下）
   
   子类会有标记（箭头向上）和注释 @Override

5. 方法是否静态（staitc）

方法状态	影响
静态	静态方法的调用只和定义的左边的类型有关（非重写）
非静态	当父类的引用指向子类（多态），非静态非私有的，调用子类的方法

1.4.3 多态 1.4.3.1 多态的使用

tips:

1. 动态编译，类型有可扩展性
2. 一个对象的实际类型是确定的，但指向的引用类型可以不确定，如父类的变量new子类
3. 父类的引用指向子类（多态），比如，若F是S的父类

F father=new S();

4. 父类子类之间调用关系(假设F是父类，S是子类）

声明	调用范围
子类变量new子类，S a=new S();	对象a能调用自己的方法或者从父类继承的非私有的方法
父变量new子类，F a=new S();	当子类S中有对父类F非私有非静态方法重写时，调用子类重写的方法；但是不可以调用子类独有的方法

5. 特性：
   1）多态只有方法，没有属性
   2）多态是父类变量New子类，必须有父子关系，否则出现类型转换异常，报错：ClassCastException!

6. 动态的父类调用逻辑
   1）首先看该方法能否被调用，即父类是否拥有该方法。某种方法（名）能否被调用，看等式的左侧类型是否包含该方法（即多态的父类变量不可以调用子类独有的方法，此处要与继承区分，继承是子类可以调用父类所有非私有的方法），见example1。
   2）其次看该方法是否被子类重写，若该方法（非私有非静态）被子类重写，则动态的父类调用子类的方法。见example2。

7. example1:
   父类Person独有非静态非私有方法fatherTest()，可以被子类变量继承调用；子类Stu独有方法不能被父类变量调用
   1）父类Person

public class Person {private String name;
    private int age;

    public Person() {}
    public Person(String name, int age) {this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public void fatherTest(){System.out.println("fatherTest");
    }
}

2）子类Stu

public class Stu extends Person{//方法
    public Stu() {}
    public Stu(int age, String name) {//显式调用父类的有参构造函数
        super(name,age);
    }

   public void sonTest()
   {   System.out.println("SonTest");
   }
}

3）运行代码(报错截图） Application.java

8. example2:
   父类Person，子类Stu，对test()重写，testSta()作为静态方法参照
   1）父类Person

public class Person {private String name;
    private int age;

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

    public void test() {System.out.println("Person->getName");
    }

    public static void testSta() {System.out.println("Person->test");
    }
}

2）子类Stu

public class Stu extends Person{//方法
    public Stu() {}
    public Stu(int age, String name) {//显式调用父类的有参构造函数
        super(name,age);
    }

    @Override
    public void test() {System.out.println("Stu->getName");

    }
    public static void testSta() {System.out.println("Stu->test");
    }
}

3）测试代码 Application.java

package oop;

public class Application {public static void main(String[] args) {Stu stuA=new Stu();
        Person stuB=new Stu();//重写
        Person stuC=new Person();
        //非静态
        stuA.test();
        stuB.test();
        stuC.test();
        //静态
        stuA.testSta();
        stuB.testSta();
        stuC.testSta();

    }
}

4）运行结果

1.4.3.2 instanceof

tips:

1. 作用：判断类之间是否存在父子/祖先子孙关系
2. 语法结构：A、B、C为类

A relVar=new B();
boolean result=relVar instanceof C;

3. 原型链：从该类型向上回溯所有的祖先类
   比如，对于example中的配图，Teacher的原型链为Teacher->Person->Object；Person的原型链为Person->Object
4. 判断方法：
   1）是否通过编译：若C在A的原型链或者是以A为根的树上（以A为源头，向下找树，向上找链），则instanceof可以通过编译
   2）是否为True:以B为起点，向上回溯原型链（即B的所有父类、祖父类和本身）
5. example:标红经过结点符合要求
   1）判断以下类的关系：
   
   2）Object ob=new Stu();

可编译：

结果为True:

运行结果：

3）Person per=new Stu();
可编译：

结果为True:

运行结果：

4）Person person=new Person();
可编译：

结果为True:

测试结果：

1.4.3.3 类型转换

tips:
1.方便方法调用，用于解决父类引用指向子类时，又希望调用子类独有方法的情况。

转换方向	方法	应用
父类转换子类	强制转换	解决父类引用指向子类时，解决多态存在父类变量不可以调用子类独有的方法的问题
子类转换父类	自动转换	见多态

2. 语法结构：F为父类，独有方法fatherTest()；S为子类，独有方法sonTest()

F relVar=new S();
((S) relVar).sonTest();

1.5 final

参考整理自Java中final关键字

1.5.1 修饰类

1. 作用：终止继续向下继承
2. 语法结构：

public final class 类名{}

3. 特性：不能与abstract共用

1.5.2 修饰方法

tips:

1. 作用：禁止该方法被覆盖重写
2. 语法结构：

public final 返回值类型 方法名(形参表){}

3. 特性：不能与abstract共用

1.5.3 修饰局部变量

tips:

1. 对于基本变量，变量的数值不可改变
2. 对于引用变量，变量中存储的地址不可改变（即不可以换另一个对象），但地址指向的对象本身内容可变

1.5.4 修饰成员变量

tips:

1. 对于成员变量，修饰后变量的值也不可以改变，即不可以再调用set()函数修改
2. 使用final后需要显式赋值，系统不再赋默认值
3. 对于final修饰的成员变量显式赋值，可通过直接赋值或者构造方法赋值，其中，构造方法要保证所有重载的方法都对该变量赋值。

1.6 抽象类/方法

tips:

1. 修饰符abstract，可以用于修饰类或者方法
2. java的抽象类只能单继承，具有局限性
3. 语法结构：

public abstract class 类名{public abstract void test();

}

4. 抽象类中可以没有抽象方法，但是抽象方法的类一定要声明为抽象类
5. 抽象类不能通过new来创建具体的对象，本质上是用于子类继承的
6. 抽象方法只有方法的声明，没有方法的实现，本质上是用于子类实现的
7. 子类继承了抽象类，要么实现抽象类的抽象方法，要么该子类也需要声明为抽象类，需要继续向下继承。

1.7 接口

tips:

1. 接口可以多继承，本质上是一种约束，不可以被实例化，没有构造方法
2. 对比普通类、抽象类和接口

类别	特性
普通类	具体实现方法
抽象类	具体实现方法和抽象方法都有，局限是只能单继承
接口	只有规范,不能写方法

2. 声明接口的关键字是”interface"，IDEA中标签为绿色的大写I

public interface 接口名{}

3. 接口中的方法是隐式定义为public abstract的，常量隐式定义为public static final的，不可修改。
4. 实现接口的类，必须要重写接口中的所有方法
5. 实现接口的类增加关键字 implements；多继承时，接口名通过都好隔开

public class 类名 implements 接口名1,接口名2{}

1.8 内部类

简记科普，后续再打补丁

1.8.1 成员内部类

tips:

1. 可以获得外部类的私有属性
2. example：内部类Inner，外部类Outer，通过内部类调用外部类的私有属性
   1）类的代码

public class Outer {private int id=10;

    public Outer() {}

    public Outer(int id) {this.id = id;
    }
    public void out(){System.out.println("外部类的方法");
    }
    public class Inner{public void in(){System.out.println("内部类的方法");
        }
        //内部类获得外部类的私有属性
        public void getID(){System.out.println(id);
        }
    }
}

2）运行代码Application.java

package oop;

public class Application {public static void main(String[] args) {Outer outer=new Outer();//初始化外部类
        Outer.Inner inner=outer.new Inner();//初始化内部类
        inner.getID();

    }
}

3. 一个java类中可以有多个class类，但是只能有一个public class类
4. 在其他class类中可以写测试代码（但最好用Application.java单独做一个文件）

1.8.2 静态内部类

tips:
1.静态内部类不能取外部类的私有属性，因为静态先生成
2.相比成员内部类，增加一个static修饰词

1.8.3 局部内部类

tips:

1. 在外部类的方法中写内部类
2. example:

public calss Outer{public void method(){class Inner{	public void in(0{	}
		}
	}
}

1.8.4 匿名内部类

tips：

1. 没有名字初始化类，不用将实例保存在内存中。
2. example:

new Outer().out();

---

二、static的总结 2.1 类中的static

tips:

1. 静态属性变量： 可以用对象名或者类名调用。主要用于多线程。
   example:
   1）Person类

public class Person {private  String name;
    public static int nom;

    public Person() {}
}

2）测试代码Application.java

public class Application {public static void main(String[] args) {Person personVar=new Person();
        int nom=personVar.nom;//对象名调用
        nom=Person.nom;//类名调用
    }
}

2. 静态方法
   在一个类中，非静态方法可以直接通过方法名调用静态方法；静态方法不可以直接调用非静态方法

3. 静态代码块
   1）只会执行一次
   2）语法结构

public class Person
{static{//静态代码块
	}
}

3）example：静态代码块、匿名代码块、构造方法执行顺序：静态代码块执行一次，之后每次new新对象，执行匿名代码块和构造方法。

public class Teacher{{System.out.println("匿名代码块");
    }
    static{System.out.println("静态代码块");
    }

    public Teacher() {System.out.println("构造方法");
    }

    public static void main(String[] args) {   Teacher per1=new Teacher();
        System.out.println("***************");
        Teacher per2=new Teacher();
    }
}

2.2 静态导入包

tips:

1. 作用：调用时通过方法名random()直接调用，而不通过Math.random()
2. 语法结构：

import static java,lang.Math.random;

---

三、异常

简记科普，后续再打补丁

3.1 异常定义和体系结构

tips:

1. 分类

名称	定义
检查性异常	最具代表性的是用户错误或问题引起的异常，无法被遇见，在编译时不能被简单忽略
运行时异常	可能被程序员避免的异常，在编译时会被忽略
错误	错误不是异常，是脱离程序员控制的问题，如栈溢出，在编译时无法报错

3. Java 把异常当初对象来处理 ，定义了一个基础类java.lang.Throwable作为所有异常的超类。
4. 区分错误Error和异常Exception
   1）Error：灾难性的致命错误，程序无法控制和处理，JVM一般会选择终止线程
   2）Exception：通常情况是可以被程序处理的，并且在程序中应该尽可能的去处理。
5. 异常的类型和大小关系
   
6. 异常中重要的分支运行时异常，包含数组下标越界、空指针、算数异常、丢失资源、找不到类等，一般是由于程序逻辑错误引起的，从逻辑进度应该尽量避免可以在程序中选择捕捉，也可以不处理。

3.2 捕获异常

tips

1. 捕获异常相关的关键字

关键字	用法
try	监控区域
catch	捕获异常，括号内是希望捕获的异常类型 ，可以写多个catch捕获多个异常，要将异常类型最小的写在最前面，层层递进
finally	无论是否捕获到异常都会执行，在try-catch-finally中，finally可以没有，但主要用于IO流时关闭资源

3. 语法结构：

try{}catch( 异常类型 异常名称1){}catch(异常类型  异常名称2){}
finally{}

4. IDEA捕获异常快捷键Ctrl+Alt+T，选中需要监管的语句，按下快捷键，选择try-catch-finally
   
   

3.3 抛出异常

tips：

1. 抛出异常一般用于方法中，当该方法处理不了异常，可以将异常抛出
2. 抛出异常关键字

关键字	作用
throw	在方法内
throws	在声明方法时

3. 语法结构

public void 方法名(形参表) throws 异常类型{//代码块
	throw new 异常类型();
}

3.4 自定义异常

tips:

1. Java内置异常类已经可以处理大部分情况，但用户可以通过继承Exception类来自定义异常。

2. 自定义异常类步骤：
   1）创建自定义异常类
   2）在方法中通过throw抛出异常对象
   3）如果在抛出异常的方法中处理异常，则使用try catch语句捕获处理；否则通过throws指明要抛出给方法调用者的异常
   4）在方法调用处捕获并处理异常

3. example:
   1）自定义异常类myException

public class myException extends Exception{private int detail;

    public myException(int detail) {this.detail = detail;
    }

    public String toString(){return "myException("+detail+")";
    }
}

2）测试类test

public class test {static void test(int a) throws myException{System.out.println("传参为"+a);
        if(a>10){throw new myException(a);
        }
        System.out.println("ok");
    }

    public static void main(String[] args) {try {test(1);
        } catch (myException e) {System.out.println("myException=>"+e);
        } finally {}
    }
}

3）结果
a<=10

a>10

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新闻来源：http://ybzwz.com/article/cshees.html