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面向对象进阶

这块是java编程基础！！！！

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一、 static 静态

关于静态这个东西前面已经简单讲过，这里再详细讲一讲。

1 静态变量

（1）基本定义和用法

• 定义：被static修饰的成员变量，叫做静态变量。
• 特点：**被该类所有对象共享（简单来说你修改任意一个对象里面的static成员变量，所有对象的该成员变量的值都会变）
• 调用方式**
  （1）直接类名调用（推荐）
  （2）对象名调用

关于被该类所有对象共享这个举个例子说明一下。
一个学生类，里面有一个静态成员变量是老师，修改任意一个学生对象的老师这个成员变量，其余学生对象的老师也会统一修改。简单来说，静态成员变量是属于这个类，是属于所有对象，修改一个对象就会影响所有对象。（现实中学生类一个班老师肯定都是一样的，就可以使用静态成员变量修饰）

package cn.hjblogs.demo;

public class Student {
   
    private String name;
    private int age;
    public static String teacher_name;     // 静态变量
    // static String teacher_name;     // 不用public修饰就这样写就可以了

    public Student() {
   
    }

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

    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 String getTeacher_name() {
   
        return teacher_name;
    }

    public static void setTeacher_name(String teacher_name) {
   
        Student.teacher_name = teacher_name;
    }

    public void show(){
   
        System.out.println("name: " + name + ", age: " + age + ", teacher_name: " + teacher_name);
    }
}

package cn.hjblogs.demo;

public class Test {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        Student stu1 = new Student("张三", 18);
        Student stu2 = new Student("李四", 20);

        stu1.show();                   // name: 张三, age: 18, teacher_name: null
        stu2.show();                   // name: 李四, age: 20, teacher_name: null

        stu1.setTeacher_name("张老师");
        stu1.show();                   // name: 张三, age: 18, teacher_name: 张老师
        stu2.show();                   // name: 李四, age: 20, teacher_name: 张老师

//        Student.setTeacher_name("张老师");
//        stu1.show();                   // name: 张三, age: 18, teacher_name: 张老师
//        stu2.show();                   // name: 李四, age: 20, teacher_name: 张老师
    }
}

可以看到修改一个学生对象的老师其余学生对象的老师也变了。或者直接修改这个类的老师

（2）静态变量内存图

• 静态变量是随着内的加载而加载的，优于对象出现在内存里面的。
• 其实所有内存图都一样都是地址套地址，这里所有对象都拿着一个静态区里面静态变量的地址去找静态变量，这样静态变量还是个字符串，那又要拿着地址去串词里面找字符串（因为之前讲过字符串是存在串词里面的）所以这里面是一个地址套一个地址（一种比喻，反正肯定存在一个映射关系）

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2 静态方法

（1）基本定义和用法

• 定义：被static修饰的成员方法，叫做静态方法。
• 特点：
  （1）多用在测试类和工具类中
  （2）javabean类中很少会用
• 调用方式：
  （1）直接类名调用（推荐）
  （2）对象名调用

（2）工具类

工具类
目前我们已经学习了java中的三种类：

• javabean类：用来描述一类事物的类，比如：Student、Dog、老婆
• 测试类：用来检查其他类是否书写正确，带有main方法的类，是程序的入口
• 工具类：不是用来描述一类事物的，而是帮我们做一些事情的类（里面，java.lang里面的Math类就是这样一个工具类，帮我们封装了一些数学函数）

书写工具类有一些注意事项

• 类名见名知义
• 构造方法私有化要，因为工具类创建对象没有任何意义，那么我们就将构造方法私有化直接不让创建对象就可以了
• 方法定义为静态

下面的这个练习详细写了一个工具类的构造

练习：按下面需求写一个工具类

package cn.hjblogs.demo;

public class ArrayUtil {
   

    private ArrayUtil() {
   
    }

    public static String printArray(int[] arr) {
   
        StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
   
            sb.append(arr[i]);
            if (i != arr.length - 1) {
   
                sb.append(", ");
            }
        }
        sb.append("]");
        return sb.toString();
    }

    public static double getAverage(double[] arr) {
   
        double sum = 0;
        for (double v : arr) {
   
            sum += v;
        }
        return sum / arr.length;
    }
}

package cn.hjblogs.demo;

public class TestDemo {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        int[] arr = {
   1, 2, 3, 4, 5};
        System.out.println(ArrayUtil.printArray(arr));             // [1, 2, 3, 4, 5]

        double[] arr2 = {
   1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5};
        System.out.println(ArrayUtil.getAverage(arr2));     // 3.3
    }
}

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3 static注意事项

关键：静态只能访问静态，不能访问动态；动态可以访问所有

• 静态方法只能访问静态变量和静态方法（静态方法中，只能访问静态）
  因为静态变量和方法是随着类的加载而加载的，优于对象出现在内存里面的。我们一般都会限定不能实例化，那么除了静态变量和方法其他的都没实例化，都没有进入内存，访问个屁。
• 静态方法中是没有this关键字的
  前面讲this内存时将过this指向实例化的那个对象，但现在静态方法压根不需要实例化对象，this自然也就没有
• 非静态方法可以访问所有

一句话：静态的东西随着类的加载而加载。当类被编译成字节码文件里面方法放进方法区，所有静态的就全部加载到内存（静态区里面去了），这里方法都没进栈呢，对象压根还没到创建的时候，静态的就早早进内存了，但非静态的东西是和对象有关的，对象都没创建进内存，访问个屁。
参考视频

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4 重新认识main方法

• public :被JVM调用，访问权限足够大
• static：被JVM调用，静态，不用创建对象，直接类名访问
  因为main方法是静态的，所以测试类中其他方法也需要是静态的（因为静态只能访问静态，不能访问动态）
• void:被JVM调用，不需要JVM返回值
• main：一个通用的名称，虽然不是关键字，但是被JVM识别
• String[] args:以前用于接收键盘录入数据的，现在没用； String[] 数组 args 变量名

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二、继承

1 继承的概念

继续面向对象三大特性之一继承的学习
面向对象三大特性：封装、继承、多态

那么继承怎么理解呢？

继承：

• java中提供一个关键字extends，用这个关键字，我们可以让一个类和另一个类建立起继承关系
• 语法：public class Student extends Persons { }
• Student称为子类（派生类），Persons称为父类（基类或超类）

使用继承的好处：

• 可以把多个子类中重复的代码抽取到父类中了，提高了代码的复用性。
• 子类可以在父类的基础上，增加其他功能，使子类更强大。

学好继承主要有两个点：

• 自己设计
• 能会用别人的

什么时候考虑用继承呢？

2 继承的特点

• java只支持单继承，不支持多继承，但支持多层继承（A继承B，B继承C这种）。
• 单继承：一个子类只能继承一个父类
• 不支持多继承：子类不能同时继承多个父类
• 支持多层继承（A继承B，B继承C这种）：但这种关系有一个头的，java的设计中java的每一个类都间接或者直接的继承与Object这个总类。
• 子类继承父类的所有属性和方法，你实例化子类但父类不一定实例化父类，所以你set改变了子类中的东西，父类是没有任何变化的，因为父类都没有实例化。所以如果你对继承有疑惑，修改子类对象东西会影响到父类吗？答案是你修改子类，父类都不一定实例化了，根本没有任何影响。但是反过来父类是影响子类的，
  （1）修改子类不会影响父类
  （3）父类发生变化会影响子类
  （3）子类继承父类的几乎所有属性和方法（具体能继承哪些，后面有一节会详细说明，另外还一般是非私有的才能继承），可以直接 子类.属性或者子类.父类方法调用
  比如 public class Student { } 如果我们没有写继承，但java内部这个类默认是会直接继承Object这个类的。

【注】：java不支持多继承，但是Python和C++支持多继承。

下面来一个练习，看是不是真的理解了

先看一下结构

package cn.hjblogs.Animal;

public class Animal {
   
    public Animal() {
   
    }
    public void eat(){
   
        System.out.println("吃饭");
    }
    public void drink(){
   
        System.out.println("喝水");
    }
}

package cn.hjblogs.Animal;
public class Cat extends Animal {
   

    public Cat() {
   
    }
    public void catchMouse() {
   
        System.out.println("抓老鼠");
    }
}

package cn.hjblogs.Animal;
public class Dog extends Animal {
   
    public Dog() {
   
    }
    public void seeDoor() {
   
        System.out.println("看家");
    }
}

package cn.hjblogs.Animal;
public class DragenLiCat extends Cat {
   
    public DragenLiCat() {
   
    }
}

package cn.hjblogs.Animal;
public class RagdollCat extends Cat{
   
    public RagdollCat() {
   
    }
}

package cn.hjblogs.Animal;
public class HuskyDog {
   
    public HuskyDog() {
   
    }
    public void downHome() {
   
        System.out.println("拆家");
    }
}

package cn.hjblogs.Animal;
public class TeddyDog extends Dog {
   
    public TeddyDog() {
   
    }
    public void wipe(){
   
        System.out.println("蹭一蹭");
    }
}

package cn.hjblogs.Animal;

public class Test {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        // 创建对象
        RagdollCat a = new RagdollCat();
        // 调用方法
        a.eat();         // 吃饭
        a.drink();       // 喝水 
        a.catchMouse();   // 抓老鼠
    }
}

3 继承到底能继承父类中的哪些内容？

先说结论吧，能继承的东西无非就是 构造方法、成员变量、成员方法中考虑就是了

内容	非私有	私有
构造方法	不能	不能
成员变量	能	能
成员方法（只有虚方法才能被继承）	能	不能

内容	虚方法（非private、static、final修饰的方法）	非虚方法
成员方法（只有虚方法才能被继承）	能	不能

其实在不同语言中基本上私有的都继承不了
1、java这里面有个特例，但没关系，私有就算能继承但由于是私有继承了子类也访问不了，这个继承了和没继承效果是一样的。（对于继承下来的私有变量非要用就只能通过get和set方法进行拿和修改了，前提是父类中的get和set不是私有，要是也是私有那完了，彻底访问不了了）
2、所以我们记住，私有的不能被继承（不是很严谨，但是够用）

这三个里面比较复杂的就是构造方法的问题了，这里面涉及到了方法的重写和super调用。具体的语法详情我们在（5）继承中的语法中会详细演示

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4 继承中的内存图

参考视频

成员变量

和之前主要有两个不同之处

• public class Zi extends Fu{}: 加载字节码文件时同时会将父类的字节码文件一起存到方法区中
• new 创建对象在堆中一个地址分成了两块，一块存父的所有属性和方法，另一块存子独有的

成员方法
开始这个之前先要了解一下java中的虚方法表，java在继承中调用方法并不是一级一级不断往上找，因为这样如果继承链过长，会导致效率过慢。java的设计解决方法是从最上层每个类将自己的虚方法（能被继承方法）放进自己的虚方法表，子类继承这个表再在里面添加自己的虚方法，这样每个子类调用方法去自己的虚方法表里面找效率一下就提高了，不是虚方法表再回自己独有的去找，找不到就报错。

5 继承中的语法特点（主要讲述继承中的语法）

（1）继承中：成员变量的访问调用

成员变量的访问特点很简单就一句话：就近原则，先在本类中就近原则（先在方法内部找，方法内部找不到去类里面成员变量区找），本类找不到（成员变量区都找不到）再去父类中找。
下面这个例子就是典型的就近原则，但是现实中写代码不可能这么写啊（妥妥的超级危险代码），这里演示就近原则才举一个这么极端的例子：

小练习：

package cn.hjblogs.Business;

public class Test {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        // 创建对象
        Zi z = new Zi();
    }
}

class Fu{
   
    String name = "Fu";
    String hobby = "喝茶";
}

class Zi extends Fu{
   
    String name = "Zi";              // 子类继承属性，属性是可以重写的属性
    String game = "吃鸡";

    public Zi(){
   
        //如何打印Zi
        System.out.println(name);          // Zi(就近原则)
        System.out.println(this.name);     // Zi
        //如何打印Fu
        System.out.println(super.name);    // Fu
        //如何打印喝茶
        System.out.println(hobby);         // 喝茶(就近原则)
        System.out.println(this.hobby);    // 喝茶(继承父类属性，并且没有重写)
        System.out.println(super.hobby);   // 喝茶
        //如何打印吃鸡
        System.out.println(game);          // 吃鸡(就近原则
        System.out.println(this.game);     // 吃鸡
    }
}

可以看到就近原则的存在，使得用法很灵活，但就近原则这个东西虽然java给你做了一层就近原则的防护，但这是危险代码的事实不会改变，因此我们平时应该养成习惯，就近原则尽量不要使用，用this、和super不香吗，没必要折腾给代码增加风险。

总结一下就近原则：

• （1）直接变量名访问，先在调用的方法的局部找，找不到再到类的成员变量区找，还找不到就只能到父类里面去找了
• （2）使用this访问，直接到类的成员变量区去找（并且如果类继承了父类，直接this也能找到对应属性；理解成this的成员变量区有部分属性是隐藏的，带上this还是能够访问到）。
• （3）使用super访问：直接到父类去找了。

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（2）继承中：成员方法的访问调用和子类对父类方法的重写

成员方法的调用还是一样的规则，使用就近原则。（所以子类对父类方法的重写就是典型的调用案例）
结合下面的直接调用，完全重写和部分重新的代码，一下子就清晰了

package cn.hjblogs.Business;

public class Test {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        // 创建对象
        ChinesePerson a = new ChinesePerson();
        // 调用方法
        a.lunch();         // 吃饭 喝水 吃饭 喝水
        System.out.println("=====================================");

        ForeignPerson b = new ForeignPerson();
        b.lunch();         // 外国人吃牛排 喝水 外国人吃牛排 喝水 吃饭 喝水


    }
}

class Person {
   

    public void eat() {
   
        System.out.println("吃饭");
    }

    public void drink() {
   
        System.out.println("喝水");
    }
}


// 演示继承中方法调用的优先级 this和super
class ChinesePerson extends Person {
   
    public void lunch(){
   
        // this这里方法调用同样是就近原则，先调用子类的方法，如果子类没有再调用父类的方法
        this.eat();
        this.drink();

        // 直接调用父类的方法
        super.eat();
        super.drink();
    }
}

// 演示继承中方法的重写的两种方式 1.完全重写 2.部分重写（在父类的部分上进行修改  一般结合super）

class ForeignPerson extends Person {
   

    // 完全重写
    public void eat(String a) {
   
        System.out.println(a);   // 外国人吃牛排
    }
    // 部分重写（在父类的部分上进行修改  一般结合super）
    @Override
    public void drink() {
   
        super.drink();  // 调用父类的方法
        System.out.println("外国人喝红酒");
    }


    public void lunch(){
   
        // this这里方法调用同样是就近原则，先调用子类的方法，如果子类没有再调用父类的方法
        String food = "外国人吃牛排";
        this.eat(food);         // 外国人吃牛排
        this.drink();       // 喝水 外国人喝红酒

        // 直接调用父类的方法
        super.eat();         // 吃饭
        super.drink();       // 喝水
    }
}

【注】：关于方法继承重写，添加新的方法参数没有任何关系，如果要用super调用父类中的方法，该有的参数就都要传全才行

另外关于方法重写在java中还有一些语法规范：

• 当父类的方法不能满足子类现在的需求时，需要进行方法重写
• 书写格式：函数名一样即可（严格来说就是子类出现了和父类中一模一样的方法声明，我们就称子类这个方法是重写的方法）。java中重写方法的名称、形参列表必须与父类中的一致。（不一致就不是方法的重写了，叫做创建了一个新方法）。这点来看Python要比java灵活多了。
• @Override重写注释（不加也没任何关系）
  （1）@Override是放在重写后的方法上，校检子类重写时语法是否正确。
  （2）加上注解后如果有红色波浪线，表示语法错误。
  （3）建议重写方法都加@Override注解，代码安全，优雅！但是我个人觉得不加这个注解会更加灵活好用，下面是解释，反正我以后没有特殊规定是不会写的。

另外，在java中@Override认为如果方法重写过程中参数变多，或者参数顺序变量，那么@Override认为这就不是方法的重写，这是一个新的属于子类的方法。（结合前面的方法重载来解释，好像java中的确是将参数不同，顺序不同的同名函数不是看成一个函数，而是多个函数），这是一个小细节。
Python中就没这些规定了，语言不同，一些细微差别还是有的，所以建议@Override注解如果没有强制要求，可以不写，加了@Override注解反而丧失了灵活性，代码给自己看的，何必管别人。
我喜欢将java中的这种方法重写叫做狭义的方法重写，Python中的那种更加灵活叫做广义的方法重写。java中想实现广义的方法重写也简单，不要加@Override注解就行了，参数顺序随便变，随便加参数，新方法就新方法呗，够灵活就可以了。

• 子类重写父类方法时，访问权限子类必须大于等于父类（空着不写<protected<public），通常都是public，public，所有权限都给你
• 子类重写父类方法时，返回值类型必须小于等于父类（不重要，针对狗类里面有方法返回动物类这种离谱现象的操作，子类里面有个方法的返回值是父类，很扯）
• 只有被添加到虚方法表（非private、static、final修饰的方法）中的方法才可以被重写。

最后，不要将眼光限定在java一种规则上，如果其他语言的规则更好用，我们为什么不直接使用那种规则，更加灵活当然更好啊。

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（3）构造方法在继承调用语法（采用继承中的方法重写手段）

基本用法

• java中构造方法不能继承很显然，毕竟子类和父类构造方法不可能重名，这种涉及天然导致java中的构造方法不能被继承。因此在子类中只能进行构造方法的重写。
• Python中的构造方法_init_如果在子类中没有被显式写出，那么Python会默认继承父类的_init_方法；但是我们写Python类怎么可能不写_init_方法，因此，还是要进行_init_方法的重写

在子类中进行构造方法的重写，有分先后顺序必须要干的三件事情（严格按照顺序）

• 第一件事情就是父类中构造方法传入的参数，子类的构造方法也必须要传入
• 第二件事情：用super调用父类的构造方法把继承来的父类属性初始化了
• 第三件事情：初始化子类其他的属性或者其他操作

看下面代码示例就很好理解了，java和Python版都有：

【注】：java可以一个文件里面写多个类（但是只有一个类能被public修饰），这里为了好讲述才这样写一下，实际java开发中还是要一个类一个文件夹. 算了还是分多个文件class避免误解吧！

java版

public class Parent {
   
    int value;

    Parent(int value) {
   
        this.value = value;
    }
}

public class Child extends Parent {
   
    int childValue;

    Child(int value, int childValue) {