JAVA基础知识4（static、继承）

news2024/9/24 21:29:28

JAVA基础知识4

  • static
      • 静态成员变量
      • 静态成员方法
      • 解释
      • 注意点
  • 继承
      • 父类（基类或超类）
      • 子类（派生类）
      • 使用继承的示例
      • 解释
      • 运行结果
    • 成员变量的访问特点
    • 成员方法的访问特点
    • 构造方法的访问特点
  • Java项目，包和类之间的联系
      • 包的概念
      • 包的声明
      • 类和包的关系
      • 包和类的示例
      • 使用包的优点
      • 导入包中的类
      • 完整示例

static

在这里插入图片描述

在 Java 中，static 关键字可以用来修饰成员方法和成员变量。以下是它们的用法和需要注意的点。

静态成员变量

静态成员变量（也叫类变量）是属于类的，而不是属于类的实例。它们在类的所有实例之间共享。

public class Students {
    private int id;
    private String name;
    private int age;
    private static int studentCount = 0; // 静态成员变量

    public Students(int id, String name, int age) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
        studentCount++; // 每创建一个实例，studentCount 增加
    }

    // Getter 和 Setter 方法
    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    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;
    }

    public static int getStudentCount() {
        return studentCount; // 静态方法可以访问静态变量
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Students{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

静态成员方法

静态成员方法是属于类的，而不是属于类的实例。它们可以直接通过类名调用，而不需要创建类的实例。静态方法只能访问静态变量和调用其他静态方法。

import java.util.ArrayList;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Students> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Students(1, "玛丽", 18));
        list.add(new Students(2, "迪丽热巴", 35));
        list.add(new Students(3, "赵丽颖", 18));

        printStudent(list, 1);

        // 打印学生总数
        System.out.println("学生总数: " + Students.getStudentCount());
    }

    public static void printStudent(ArrayList<Students> list, int index) {
        System.out.println("学生的id\t学生的名字\t学生的年纪");
        System.out.println(list.get(index).getId() + "\t" + list.get(index).getName() + "\t" + list.get(index).getAge());
    }
}

解释

  1. 静态成员变量：

    • private static int studentCount = 0; 是一个静态成员变量，用来统计创建的 Students 对象的数量。
    • studentCount 在类的所有实例之间共享，每创建一个新的 Students 对象，它都会增加。

  2. 静态成员方法：

    • public static int getStudentCount() 是一个静态方法，用来获取 studentCount 的值。
    • 静态方法可以直接通过类名调用，例如：Students.getStudentCount()。

  3. 静态方法中的调用：

    • 在 main 方法中，通过 printStudent(list, 1); 调用静态方法 printStudent 打印 list 中索引为 1 的 Students 对象的信息。
    • 通过 Students.getStudentCount() 获取学生总数，并打印出来。

注意点

  • 静态成员变量和静态成员方法是属于类的，而不是属于类的实例。
  • 静态方法只能访问静态变量和调用其他静态方法，不能直接访问非静态变量或调用非静态方法。
  • 静态方法通常用于工具类方法或与特定实例无关的操作。
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继承

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继承是面向对象编程中的一个重要概念，它允许一个类（子类）从另一个类（父类）继承属性和方法，从而实现代码重用和扩展。以下是一个简单的示例，展示如何在 Java 中实现继承。

父类（基类或超类）

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

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

    public void makeSound() {
        System.out.println("Some generic animal sound");
    }

    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;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Animal{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

子类（派生类）

子类 Dog 继承了父类 Animal，并可以添加自己的属性和方法。

public class Dog extends Animal {
    private String breed;

    public Dog(String name, int age, String breed) {
        super(name, age); // 调用父类的构造函数
        this.breed = breed;
    }

    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Woof! Woof!");
    }

    public String getBreed() {
        return breed;
    }

    public void setBreed(String breed) {
        this.breed = breed;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Dog{" +
                "name='" + getName() + '\'' +
                ", age=" + getAge() +
                ", breed='" + breed + '\'' +
                '}';
    }
}

使用继承的示例

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal genericAnimal = new Animal("Generic Animal", 5);
        System.out.println(genericAnimal);
        genericAnimal.makeSound();

        Dog dog = new Dog("Buddy", 3, "Golden Retriever");
        System.out.println(dog);
        dog.makeSound();
    }
}

解释

  1. 父类 Animal：

    • 包含属性 name 和 age，以及方法 makeSound、getName、setName、getAge、setAge 和 toString。
    • makeSound 方法在父类中提供了一个通用的实现。

  2. 子类 Dog：

    • 继承了 Animal 类的所有属性和方法。
    • 添加了新的属性 breed，以及相应的 getter 和 setter 方法。
    • 重写了 makeSound 方法，为 Dog 类提供特定的实现。
    • 使用 super(name, age) 调用了父类的构造函数。

  3. Main 类：

    • 创建了一个 Animal 对象和一个 Dog 对象，分别调用它们的 toString 和 makeSound 方法，展示继承和方法重写的效果。

运行结果

Animal{name='Generic Animal', age=5}
Some generic animal sound
Dog{name='Buddy', age=3, breed='Golden Retriever'}
Woof! Woof!

通过这个示例，你可以看到继承如何在子类中复用父类的代码，同时通过方法重写实现特定行为。
在这里插入图片描述
在 Java 中，子类确实无法直接访问父类中的私有成员变量。但是，子类可以通过父类提供的公共方法（如 getter 和 setter 方法）间接访问和操作这些私有成员变量。在我们的例子中，子类 Dog 并没有直接访问父类 Animal 的私有成员变量 name 和 age，而是通过父类提供的公共方法（getName 和 getAge）来获取这些值。
解释
父类 Animal：
name 和 age 是私有成员变量，无法被子类直接访问。
提供了 getName、setName、getAge 和 setAge 等公共方法，允许子类通过这些方法间接访问和修改私有成员变量。
子类 Dog：
子类 Dog 没有直接访问父类 Animal 的私有成员变量 name 和 age。
在子类 Dog 的 toString 方法中，调用了 getName 和 getAge 方法来获取父类的私有成员变量值。
总结
私有成员变量：子类无法直接访问父类的私有成员变量。
公共方法：子类可以通过父类提供的公共方法（getter 和 setter）来访问和操作父类的私有成员变量。
构造方法不能被继承。
封装性：私有成员变量的设计是为了保持封装性，确保数据只能通过受控的方式访问和修改。

描写继承结构

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成员变量的访问特点

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成员方法的访问特点

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构造方法的访问特点

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Java项目，包和类之间的联系

在 Java 中，包和类之间有着密切的联系。包（package）用于组织类和接口，以避免命名冲突，并提供访问控制。以下是包和类之间关系的详细解释：

包的概念

  • 包 是一组相关类和接口的集合。它们在逻辑上是相关的，可以在同一个包中进行分组。
  • 包名通常是由小写字母组成的，以避免与类名发生冲突。
  • 包可以嵌套，也就是说一个包可以包含多个子包。

包的声明

每个 Java 文件都可以选择性地包含一个包声明。包声明必须是文件的第一条语句（除非存在注释）。例如：

package com.example.myapp;

类和包的关系

  1. 类的组织：

    • 类可以被组织到包中，通过包名来区分不同的类。
    • 使用包可以避免类名冲突。例如，两个不同的开发者可以在不同的包中创建名称相同的类。

  2. 包的层次结构：

    • 包可以有层次结构，例如 com.example.myapp 表示 com 包下的 example 子包，再下是 myapp 子包。
    • 这种层次结构使得类的组织更有条理，便于管理和维护。

  3. 访问控制：

    • 包还提供了访问控制功能。例如，默认（包级）访问权限允许同一个包中的类相互访问，但不允许不同包中的类访问。
    • 通过使用 public、protected 和 private 关键字，可以进一步控制类和类成员的访问权限。

包和类的示例

假设我们有一个包 com.example.myapp，并在其中创建几个类。

// 文件：src/com/example/myapp/Main.java
package com.example.myapp;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User("Alice", 30);
        System.out.println(user);
    }
}

// 文件：src/com/example/myapp/User.java
package com.example.myapp;

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

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

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

使用包的优点

  1. 命名冲突的避免：通过包名可以有效避免命名冲突。
  2. 代码的组织和管理：包有助于逻辑上组织代码，使项目更易于管理和维护。
  3. 访问控制：包提供了一种机制来控制类的访问权限，增强了代码的安全性。

导入包中的类

为了在一个类中使用另一个包中的类，必须使用 import 语句导入该类。例如：

import com.example.myapp.User;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User("Bob", 25);
        System.out.println(user);
    }
}

完整示例

假设我们有一个 Java 项目，目录结构如下：

src/
├── com/
│   └── example/
│       └── myapp/
│           ├── Main.java
│           └── User.java

Main.java 文件内容：

package com.example.myapp;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User("Alice", 30);
        System.out.println(user);
    }
}

User.java 文件内容：

package com.example.myapp;

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

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

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

在这个示例中，我们通过包 com.example.myapp 来组织 Main 和 User 两个类。Main 类使用了 User 类，展示了包和类之间的联系。

希望这些解释能帮助你理解包和类之间的关系。如果有任何问题，请随时告诉我！

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