day03-面向对象-内部类泛型常用API

一、内部类

内部类是类中的五大成分之一（成员变量、方法、构造器、代码块、内部类）

如果一个类定义在另一个类的内部，这个类就是内部类。

场景：当一个类的内部，包含了一个完整的事物，且这个事物没有必要单独设计时，就可以把这个事物设计成内部类

内部类分为四种：

成员内部类[了解]：位于一个类里面成员位置的类

静态内部类[了解]：使用static修饰的成员内部类

局部内部类[了解]：在方法里面定义的类

匿名内部类[重点]：一种特殊的局部内部类

1.1 成员内部类（了解）

成员内部类
 定义在一个类中成员位置的类

定义类的格式:
 public class Outer{
     //成员内部类
     public class Inner{

     }
 }
创建对象的格式:
 外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类(..).new 内部类(..);
 Outer.Inner in  = new Outer().new Inner();

使用特点及注意:
 1、成员内部类中可以定义实例成员，静态成员 (注意: 静态成员从JDK16开始支持)
 2、成员内部类中的实例方法中，可以直接访问外部类的实例成员，静态成员
 3、如果内部和外部类出现了重名的成员，可以通过(外部类名.this.xxx) 强行访问外部类的成员

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象: 外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类(..).new 内部类(..);
        Car.Engine engine = new Car().new Engine();
        //调用内部类方法
        engine.setPower(211);
        //访问内部类的静态成员
        System.out.println(Car.Engine.price);
        engine.showName();
        engine.showPrice();
    }
}
class Car{
    private String name = "宝马";
    private int price = 300000;

    //成员内部类（与成员变量同级）
    public class Engine{
        private int power;
        //静态成员变量
        public static int price = 1000;

        //2、成员内部类中的实例方法中，可以直接访问外部类的实例成员，静态成员
        public void showName(){
            System.out.println("name=" + name);
        }

        //3、如果内部和外部类出现了重名的成员，可以通过(外部类名.this.xxx) 强行访问外部类的成员
        public void showPrice(){
            System.out.println("price=" + price);
            System.out.println("price=" + Car.this.price);
        }
        //get/set
        public int getPower() {
            return power;
        }

        public void setPower(int power) {
            this.power = power;
        }
    }
}

3.2 静态内部类（了解）

静态内部类
     使用static修饰的内部类

定义类的格式:
 public class Outer{
     public static class Inner{

     }
 }

创建对象的格式:
 外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类(..).内部类(..);
 Outer.Inner in  = new Outer().Inner();

特点:
    1. 可以直接访问外部类的静态成员
    2. 不可以直接访问外部类的实例成员

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建静态内部类对象
        Outer.Inner inner = new Outer.Inner();
        //静态内部类,只能访问外部类的静态成员
        inner.show();
    }
}
class Outer{
    private static int num = 100;
    private String name = "张三";
    public static class Inner{
        public void show(){
            System.out.println(num);//静态内部类,只能访问外部类的静态成员
            //System.out.println(name);//静态内部类不可以直接访问外部类的实例成员
        }
    }
}

3.3 ⭐匿名内部类⭐

匿名内部类
 作用
     更方便的创建一个子类对象(简化操作类、接口的代码)
 格式
     new 类名/接口名(参数值){
         一般都是方法重写;
     };

 特点
     本质是一个子类对象, 编译器会帮我们创建一个子类的对象

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
     //原始写法：
        //需求1: 创建Animal的子类对象,并调用方法
        Animal dog1 = new Dog();
        dog1.eat();
        //需求2: 创建Bird的实现类对象,并调用方法
        Bird crow1 = new Crow();
        crow1.drink();

     // 匿名内部类写法：
        //需求3: 创建Animal的子类对象,并调用方法(匿名内部类实现)
        Animal dog2 = new Animal() {
            @Override
            public void eat() {
                System.out.println("狗吃肉");
            }
        };
        dog2.eat();
        //需求4: 创建Bird的实现类对象,并调用方法(匿名内部类实现)
        Bird crow2 = new Bird() {
            @Override
            public void drink() {
                System.out.println("乌鸦喝可乐");
            }
        };
        crow2.drink();
    }
}

//抽象类
abstract class Animal {
    public abstract void eat();
}

//创建Animal的子类
class Dog extends Animal {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃骨头");
    }
}

//接口(Bird 鸟   Crow 乌鸦)
interface Bird {
    void drink();
}

// 创建Bird的实现类对象
class Crow implements Bird{

    @Override
    public void drink() {
        System.out.println("乌鸦喝水");
    }
}

匿名内部类应用场景

匿名内部类应用场景------作为方法的参数进行传递
     如果一个方法将一个抽象类/接口做为参数，那我们可以直接传递该抽象类/接口的匿名内部类对象

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        //需求1: 调用test1方法, 打印出 狗在吃肉
            test1(new Animal() {
                @Override
                public void eat() {
                    System.out.println("狗在吃肉");
                }
            });
        //需求2: 调用test2方法, 打印出 乌鸦在喝水
        test2(new Bird() {
            @Override
            public void drink() {
                System.out.println("乌鸦在喝水");
            }
        });
    }

    public static void test1(Animal animal) {
        animal.eat();
    }

    public static void test2(Bird bird) {
        bird.drink();
    }
}

//抽象类
abstract class Animal {
    public abstract void eat();
}

//接口
interface Bird {
    void drink();
}

二、泛型

2.1 认识泛型

定义
    定义类、接口、方法时，同时声明的类型变量（如：<E>） ，称为泛型。

作用
    泛型提供了在编译阶段约束所能操作的数据类型，并自动进行检查的能力！
    这样可以避免强制类型转换，及其可能出现的异常。
本质
    把具体的数据类型作为参数传给类型变量

分类
     泛型类、泛型接口、泛型方法

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //需求1. 定义一个ArrayList不设置泛型, 保存元素, 然后遍历求元素的长度
       /* ArrayList list1 = new ArrayList();
        list1.add("hello");
        list1.add("world");
        list1.add(123);
        list1.add(true);
        for (int i = 0; i < list1.size(); i++) {
            Object o = list1.get(i);//多态
           //强转
            String s = (String) o;
            System.out.println(s.length());//运行时异常
        }*/

        //需求2. 定义一个ArrayList, 设置泛型为String, 保存数据, 然后遍历求元素的长度
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("莉莉");
        list.add("小明");
        list.add("hello");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            String s = list.get(i);
            System.out.println(s.length());
        }

    }
}

2.2 ⭐泛型类⭐

泛型类
    在定义类的时候设置泛型, 然后在后续方法上使用

格式
     修饰符 class 类名<类型变量，类型变量，…> {

     }
    
注意：
    类型变量建议用大写的英文字母，常用的有：E、T、K、V 等

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        MyList<String> list = new MyList<>();
        list.add("Lihua");
        System.out.println(list.get(0));
    }
}

//自定义一个泛型类, 模仿ArrayList的add和get功能，只能存放10条数据
class MyList<E>{//E表示数据类型
    //存放元素的数组：1.定义一个长度为10的数组
    //private E[] arr = (E[]) new Object[10];//写法1
    private Object [] arr = new Object[10];//写法2

    //2.定义一个索引变量：记录当前数组中存放了多少个元素
    private int index = 0;

    //add方法：向数组中添加元素
    public void add(E e){
        arr[index] = e;
        index++;
    }

    //get方法：从数组中获取指定索引位置的元素，并返回元素
    public E get(int index){
        return (E) arr[index];
    }
}

2.3 泛型接口

泛型接口
     在定义接口的时候声明泛型

格式
     修饰符 interface 类名<类型变量，类型变量，…> {

    }
    
注意
     类型变量建议用大写的英文字母，常用的有：E、T、K、V 等

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        PersonInterface<Teacher> teacherInterface= new TeacherInterfaceImpl();
        teacherInterface.findByName("张三");
    }
}

//需求: 定义一个接口(接口中拥有两个功能: 保存对象数据和根据名称返回对象)
//谁实现这个接口,谁就需要对两个功能做就提实现

interface PersonInterface<E>{
    void add(E e);//保存
    E findByName(String name);//查询
}

//实现公共的泛型接口，并设置数据类型
//接口可以变成公共的，实现类不能变成公共的
class TeacherInterfaceImpl implements PersonInterface<Teacher>{
    @Override
    public void add(Teacher teacher) {

    }

    @Override
    public Teacher findByName(String name) {
        System.out.println("根据name查询教师" + name);
        return null;
    }
}


class StudentInterfaceImpl implements PersonInterface<Student>{
    @Override
    public void add(Student student) {
    }

    @Override
    public Student findByName(String name) {
        return null;
    }
}

2.4⭐ 泛型方法⭐

泛型方法
    修饰符<类型变量1， 类型交最2> 返回值类型 方法名(参数列表){

    }
注意:
    类型变量建议使用大写的英文宁母，常见为E、T、K、V等

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        //需求: 编写一个将两个相同类型的对象放入一个集合的方法
        ArrayList<String> list1 = add("1", "2");
        
        Teacher t1 = new Teacher();
        Teacher t2 = new Teacher();
        ArrayList<Teacher> list2 = add(t1, t2);
        
        Student s1 = new Student();
        Student s2 = new Student();
        ArrayList<Student> list3 = add(s1,s2);
        System.out.println(list3);
        System.out.println(list3.size());

    }
    //使用泛型方法，代替下面三个方法
    public static <E> ArrayList<E> add(E a,E b){
        ArrayList<E> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(a);
        arrayList.add(b);
        return arrayList;
    }
  /*
    //将两个字符串放入一个集合，传入两个字符串，构建一个List集合并返回
    public static ArrayList<String> add(String a, String b) {
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(a);
        arrayList.add(b);
        return arrayList;
    }

    //将两个Teacher放入一个集合，传入两个Teacher，构建一个List集合并返回
    public static ArrayList<Teacher> add(Teacher a, Teacher b) {
        ArrayList<Teacher> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(a);
        arrayList.add(b);
        return arrayList;
    }

    //将两个Student放入一个集合，传入两个student，构建一个List集合并返回
    public static ArrayList<Student> add(Student a, Student b) {
        ArrayList<Student> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(a);
        arrayList.add(b);
        return arrayList;
    }
  */

}

class Teacher {
}

class Student {
}

2.5 泛型通配符、上下限

通配符
    <?>，可以在使用泛型的时候，代表一切类型
泛型上限
    <?extends 类名>，能接收指定类型及其子类型的参数
泛型下限
    <?super 类名>，能接收指定类型和父类型的参数

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //数据准备
        ArrayList<Animal> animals = new ArrayList();
        ArrayList<Dog> dogs = new ArrayList<Dog>();
        ArrayList<Person> persons = new ArrayList<Person>();
        ArrayList<Teacher> teachers = new ArrayList<Teacher>();
        ArrayList<Student> students = new ArrayList<Student>();

        //---------------需求1:集合中可以存放任意类型的参数---------------------
        m1(animals);
        m1(dogs);
        m1(persons);
        m1(students);
        m1(teachers);
        //---------------需求2:集合中可以存放Person及其子类型的参数(上限)---------------------
        //m2(animals);
        //m2(dogs);
        m2(persons);
        m2(students);
        m2(teachers);
        //---------------需求3:集合中可以存放Person及其父类型的参数(下限)---------------------
        m3(animals);
       // m3(dogs);
        m3(persons);
       // m3(students);
       // m3(teachers);  
    }

    //需求1: 定义一个方法m1,参数为一个ArrayList集合,集合中可以存放任意类型的参数
    public static void m1(ArrayList<?> list){
        System.out.println(list.size());
    }
    //需求2: 定义一个方法m2,参数为一个ArrayList集合,集合中可以存放Person及其子类型的参数
    public static void m2(ArrayList<? extends Person> list){
        System.out.println(list.size());
    }
    //需求3: 定义一个方法m3,参数为一个ArrayList集合,集合中可以存放Person及其父类型的参数
    public static void m3(ArrayList<? super Person> list){
        System.out.println(list.size());
    }
}


//动物
class Animal{

}
//狗
class Dog extends Animal{

}
//人
class Person extends Animal{

}
//老师
class Teacher extends Person{

}
//学生-+

class Student extends Person{

}

2.6 泛型的擦除和注意事项

泛型的注感事项
    1、一旦将java文件编译为class文件，泛型就不存在了，称为泛型擦除
    2、泛型不支持基本数据类型，只支持引用类型(存基本类型呢?后面学包装类)
        包装类：将基本数据类型处理，转化为引用类型

三、常量

常量:
    使用了static final修饰的成员变量就被称为常量, 通常用于记录系统的配置信息。

命名规范:
    单词全部大写,多个之间使用_连接

优点:
    1. 代码可读性更好，可维护性也更好。
    2. 程序编译后，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是一样的。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("学校名称：" + Constant.SCHOOL_NAME);
        //需求2: 保存学生的性别, 为提高性能,经常使用0和1表示性别
        System.out.println("性别：" + (Constant.SEX_WOMAN == 0 ? "女":"男"));
    }
}

//需求1: 定义一个常量,记录学校的名称
class Constant{
    //记录所有的常量信息
    public static final String SCHOOL_NAME = "清华大学";
    public static final int SEX_WOMAN = 0;
    public static final int SEX_MAN = 1;
}

四、枚举

枚举
    Java提供的一种用于简洁表示一些固定值的类

枚举类格式
    修饰符 enum 校举类名{
        校举顶1，校举项2..;
        其他成员..
    }

枚举的特点
    1、枚举类的第一行只能罗列一些名称，且默认都是常量，每个常量记住的就是枚举类的一个对象
    2、枚举类的构造器都是私有的(自己提供也只能是私有的)，因此枚举类对外不能创建对象
    3、枚举都是最终类，不能被继承
    4、枚举类中，从第二行开始，可以定义类的其他成员
    5、编译器为枚举类新增了几个方法，并且所有校举类都是java.lang.Enum的子类，所以可以使用父类的方法

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 需求: 创建Student对象,使用set赋值为:张三,MALE
        Student student = new Student();
        student.setName("张三");
        //3.使用枚举赋值
        student.setSex(Sex.MALE);
        //4.使用枚举对象调用方法
        Sex.MALE.cry();
        System.out.println(student);
    }
}
//1.定义枚举类
enum Sex{
    MALE,FEMALE;//(常量，本质上是字符串类型)
    //可以定义成员方法
    public void cry(){
        System.out.println("cry...");
    }
}
class Student {
    private String name;

    //2.使用枚举定义属性
    private Sex sex;//使用枚举表示性别

    public void setSex(Sex sex) {
        this.sex = sex;
    }

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

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

五、常用API

5.1 Object类

Object类是Java中所有类的祖宗类，类中的方法可以被所有Java类所使用
    String toString(): 返回对象的字符串表示形式, 默认打印对象的内存地址, 一般用于子类重写返回对象的指定格式(我们一般让子类重写，以便返回子类对象的内容)
    boolean equals(Object o): 判断两个对象是否相等, 默认比较两个对象的内存地址, 一般用于子类重写自定义比较规则(我们一般让子类重写，用于比较对象的内容是否相同)

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("小明", 18);
        System.out.println(s1);
        System.out.println("--------------------------");
        Student s2 = new Student("小明", 18);
        System.out.println(s2);
        System.out.println(s1.equals(s2));//默认比较两个对象的内存地址
        
    }
}

class Student {
    String name;
    int age;

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

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

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
    }


}

5.1.2 对象克隆

Object类常用方法
    protected object clone() 对象克隆

浅克隆: 将基本类型数值、引用类型的地址都拷贝一份
      (拷贝出的新对象，与原对象中的数据一模一样（引用类型拷贝的只是地址）)
    1、子类必须实现cloneable接口(标记接口)，否则运行报CloneNotSupportedException
    2、子类重写clone方法, 在里面直接调用父类提供的clone方法

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        //1. 创建学生对象
        Student student = new Student(1, "张三", "admin", new double[]{20, 30, 50});
        System.out.println(student);
        System.out.println(student.id);
        System.out.println(student.username);
        System.out.println(student.password);
        System.out.println(student.scores);

        //2. 克隆一个学生对象
        System.out.println("=====================克隆对象=============================");
        Object cloneStudent = student.clone();
        Student student1 = (Student) cloneStudent;
        System.out.println(student1);
        System.out.println(student1.id);
        System.out.println(student1.username);
        System.out.println(student1.password);
        System.out.println(student1.scores);
        
         //修改原始数据
        student.scores[0] = 99;
        //打印克隆后对象
        System.out.println(student1.scores[0]);
    }
}
//CloneNotSupportedException ： 不支持克隆

/**

 - 1、java类实现空接口Cloneable
 - 2、重写父类clone方法
 */
class Student implements Cloneable{
    int id;
    String username;
    String password;
    double[] scores;

    public Student(int id, String username, String password, double[] scores) {
        this.id = id;
        this.username = username;
        this.password = password;
        this.scores = scores;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

深克隆: 将基本类型数值、字符串的地址都拷贝一份; 其他引用类型的数据，会创建新对象完成拷贝(拷贝出新的地址)
    (对象中基本类型的数据直接拷贝。
    对象中的字符串数据拷贝的还是地址。
    对象中还包含的其他对象，不会拷贝地址，会创建新对象)
    1、子类必须实现cloneable接口(标记接口)，否则运行报CloneNotSupportedException
    2、子类重写clone方法, 在里面直接调用父类提供的clone方法
    3、在clone方法中, 将克隆得到的对象中的引用类型重新手动clone一下再复制到对象中

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        //1. 创建学生对象
        Student student = new Student(1, "张三", "admin", new double[]{20, 30, 50});
        System.out.println(student);
        System.out.println(student.id);
        System.out.println(student.username);
        System.out.println(student.password);
        System.out.println(student.scores);

        //2. 克隆一个学生对象
        System.out.println("=====================克隆对象=============================");
        Object cloneStudent = student.clone();
        Student student1 = (Student) cloneStudent;
        System.out.println(student1);
        System.out.println(student1.id);
        System.out.println(student1.username);
        System.out.println(student1.password);
        System.out.println(student1.scores);

        //修改原始数据
        student.scores[0] = 99;
        //打印克隆后对象
        System.out.println(student1.scores[0]);

    }
}
//CloneNotSupportedException ： 不支持克隆

/**

 - 1、java类实现空接口Cloneable
 - 2、重写父类clone方法
 */
class Student implements Cloneable{
    int id;
    String username;
    String password;
    double[] scores;

    public Student(int id, String username, String password, double[] scores) {
        this.id = id;
        this.username = username;
        this.password = password;
        this.scores = scores;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
       //深克隆
        //1、调用父类的克隆方法，创建一个浅克隆对象
        Student student = (Student) super.clone();
        //2、对浅克隆对象中存在地址问题的引用类型数据，重新赋值
        student.scores = student.scores.clone();
        //3、返回
        return student;
    }
}

5.2 objects

Objects
    java提供的一个工具类

常见方法
    public static boolean equals(Object a, Object b); 先做非空判断，再比较两个参数是否相等 (更严谨安全，避免空指针)
    public static boolean isNull(Object o); 判断对象是否为null，是返回true
    public static boolean nonNull(Object o); 判断对象是否不为ull，是返回true

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 定义两个字符串对象
        String s1 = null;//NullPointerException 空指针异常：访问空对象的属性或方法都会抛出空指针异常
        String s2 = "itheima";

        //2. 判断两个对象是否相等
        //boolean equals = s1.equals(s2);
        boolean equals = Objects.equals(s1, s2);
        System.out.println(equals);//false
        //3. 判断对象是否为空
        boolean aNull = Objects.isNull(s1);
        System.out.println(aNull);//true
        //4. 判断对象是否不为空
        boolean nonNull = Objects.nonNull(s2);
        System.out.println(nonNull);//true
    }
}

5.3 包装类(8个)

包装类
    概述
        为了更好的支持面向对象, java为每一种基本类型都提供了一种对应的包装类型
        (为了万物皆对象，并且泛型和集合都不支持基本类型，支持包装类)
    
    具体
        byte-->Byte  
        short-->Short  
        long-->Long  
        float-->Float  
        double-->Double  
        boolean-->Boolean
        int-->Integer     
        char-->Character


下面以Integer的角度学习, 其它都是类似的
    创建对象(这两个方法比较书面化)
        pbulic Integer(int value/String value)  构造方法(过时)，接收int或string封装成Integer对象  （例如：Integer in = new Integer(5) ）
        pbulic static Integer valueOf(int i/String value)  替代构造方法，接收int或string封装成Integer对象 (例如：Integer in = Integer.valueOf(5) )

    
    拆箱和装箱(基本类型和包装类的相互转换)
        自动装箱: Java支持将基本数据类型直接赋值给对应的包装类，底层使用的是valueof()方法   (基本数据类型可以自动转换为包装类型)
        自动拆箱: java支持将包装类直接赋值给对应基本类型，底层调intValue()方法
                (包装类型可以自动转换为基本数据类型)
    
    
        static String toString(int i) 将包装类对象转为String类型
        static Integer valueOf(String str) 将字符串转化为包装类对象
        static int parseInt(String s) 将字符串数值转为int数值

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 创建对象
       // Integer in1 = new Integer(5);//已过时
        Integer in2 = Integer.valueOf(5);
        System.out.println(in2);

        //2. 拆箱和装箱
        Integer in3 = 100;//自动装箱:将基本数据类型自动转化为包装类型
        int tem1 = in3;//自动拆箱:将包装类型自动转化为基本数据类型

        //3.跟字符串的互相转换
        //将Integer对象封装的数值转为String类型
        String s = in3.toString();
        System.out.println(s);
        //将字符串转化为包装类对象
        String str = "1000";
        Integer in4 = Integer.valueOf(str);
        System.out.println(in4);
        //将字符串数值转为基本类型
        int tem2 = Integer.parseInt(str);
        System.out.println(tem2);
    }
}

//面试题: 输出下面代码的执行原理
//Integer x = 100;//装箱
//x += 200;//先拆箱，再装箱
//System.out.println(x);//300