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Java 基礎知識點 筆記總結 (五)

2021-10-26 08:04:21 後端開發

文章目錄

  • 1. static 關鍵字
    • 1.1 static 修飾屬性
    • 1.2 static 記憶體存盤決議
    • 1.3 static 修飾方法
    • 1.4 開發中，如何判斷是否設定為靜態屬性或方法
  • 2. 單例(Singleton) 設計模式
  • 3. Main方法
  • 4. 代碼塊
  • 5. final 關鍵字
  • 6. 抽象類 和 抽象方法
  • 7. 匿名類
  • 8. 模板方法設計模式
  • 9. 介面
  • 10.介面 匿名類和匿名物件
  • 11. 介面應用 代理模式(Proxy)
  • 12. 介面應用 工廠模式
  • 13. 介面 問題
  • 14. JDK8介面 新特性
  • 15. 內部類
  • 16. 例外 概述 和 體系結構
  • 17. Java例外處理的方式
  • 18. 手動拋出例外
  • 19. 用戶自定義例外類
  • 20. 例外總結 和 面試題

1. static 關鍵字

static 靜態關鍵字可以用來修飾：屬性，方法，代碼塊，內部類，

1.1 static 修飾屬性

靜態變數，相當于共享了這個變數，這樣你修改其他的實體物件的這個靜態變數，全部的這個靜態屬性值都會跟著變，
在這里插入圖片描述

package com.itholmes.p2;

public class StaticTest {
	public static void main(String[] args) {
		Chinese c1 = new Chinese();
		c1.name = "張三";
		c1.age = 40;
		c1.nation = "chinese";
		
		Chinese c2 = new Chinese();
		c2.name = "李四";
		c2.age = 20;
		c2.nation = "中國";
		
		//由于使用static修飾了nation，因此nation就變成了共享c2的修改，也會對c1修改！
		System.out.println(c1.nation);
	}
	
}

class Chinese{
	String name;
	int age;
	static String nation;
}

實體變數是隨著類的物件的創建在堆空間中完成的，

而靜態變數是隨著類的加載而加載完成的，

相比較顯然，靜態變數要比實體變數先一步創建，

因此，我們可以從一開始不用創建物件，就可以定義靜態變數的值，
在這里插入圖片描述

package com.itholmes.p2;

public class StaticTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		//因為，靜態變數是隨著類的加載而完成，因此可以直接定義創建，
		Chinese.nation = "中國";
		
		Chinese c1 = new Chinese();
		c1.name = "張三";
		c1.age = 40;
		
		Chinese c2 = new Chinese();
		c2.name = "李四";
		c2.age = 20;

		System.out.println(c1.nation);
		System.out.println(c2.nation);
	}
	
}

class Chinese{
	String name;
	int age;
	static String nation;
}

1.2 static 記憶體存盤決議

其實，將堆疊，堆，方法區這幾個概念和作用理解好，就知道這幾個記憶體決議了，
在這里插入圖片描述

1.3 static 修飾方法

靜態方法和靜態變數一樣，也是隨著類的加載而加載，可以直接通過"類.靜態方法"的方式進行呼叫，而不是先宣告物件才能呼叫，

最重要的是，靜態方法中，只能呼叫靜態的方法和屬性，

非靜態方法中，既可以呼叫非靜態方法和屬性，也可以呼叫靜態方法和屬性，

package com.itholmes.p2;

public class StaticTest {
	public static void main(String[] args) {
		Chinese.eat();
	}
	
}

class Chinese{
	String name;
	int age;
	static String ate;
	
	public static void eat() {
		System.out.println("吃飯"+ate);
	}
}

在靜態方法中，不能使用this，super等關鍵字，

this和super必須基于當前物件或當前物件的父類，連物件都沒有創建那就更不用提呼叫了它們了，

1.4 開發中，如何判斷是否設定為靜態屬性或方法

就是共享不共享，屬性都統一，方法也都統一(例如：Math，Arrays等等方法)，
在這里插入圖片描述

2. 單例(Singleton) 設計模式

單例設計模式:對某個類只能存在一個物件實體！

因此，這個設計模式僅僅適合只有一個物件的場景比較適合使用，
在這里插入圖片描述

單例的餓漢式設計：

package com.itholmes.p2;

public class SingletonTest {
	public static void main(String[] args) {
		//4.靜態呼叫的創建Bank物件，
		Bank bank1 = Bank.getInstance();
		Bank bank2 = Bank.getInstance();
		
		System.out.println(bank1 == bank2);
		//這兩個共用的一個設計物件
	}
}

// 這種方式呼叫叫做 餓漢式，
class Bank{
	
	//1.私有化類的構造器,私有化目的：就是為了防止外部創建物件，
	private Bank() {
		
	}
	
	//2.在內部可以創建類的物件，這里騎士可以看成一個屬性
	private static Bank instance = new Bank();
	
	//3.提供公共的方法，回傳類的物件
	public static Bank getInstance() {
		return instance;
	}
}

單例的懶漢設計：

package com.itholmes.p2;

public class SingletonTest2 {
	
	Order order1 = Order.getInstance();
	Order order2 = Order.getInstance();
	
}

//這種設計模式為懶漢式，其實餓漢式和懶漢式差不多，
class Order{
	
	//1.私有化類的構造器
	private Order() {	
	}
	
	//2.宣告當前類的物件
	private static Order instance = null;
	
	//3.宣告public static的回傳當前類物件的方法
	public static Order getInstance() {
		if(instance == null) {
			instance = new Order();
		}
		return instance;
	}
	
}

單例(Singleton)設計模式的應用場景：
在這里插入圖片描述

3. Main方法

如果一個類中，有兩個main方法一般在運行的時候會提示你選擇哪一個main方法作為入口，

package com.itholmes.p2;

public class MainTest {
	public static void main(String[] args) {
		Main.main(new String[100]);
	}
}

class Main{
	public static void main(String[] args) {
		for(int i=0;i<args.length;i++) {
			args[i] = "args_" + i;
			System.out.println(args[i]);
		}
	}
}

一般我們在命令列直接給添加引數，給main方法，
在這里插入圖片描述

eclipse可以使用Arguments來給main方法添加引數，
在這里插入圖片描述

4. 代碼塊

代碼塊的作用就是用來初始化類，物件，

代碼塊分兩種：靜態代碼塊和非靜態代碼塊

靜態代碼塊：

  • 內部可以有輸出陳述句(Syso)，
  • 靜態代碼塊可以隨著類的加載而執行，
  • 靜態代碼塊只執行一次！
  • 如果一個類定義了多個代碼塊(靜態和非靜態)，就按張宣告的先后順序執行，因為它是隨著類的創建加載而宣告，
  • 此外，靜態代碼塊要優先非靜態代碼塊，因為靜態是隨著類的創建加載而產生，后者是因為物件的創建加載，
  • 靜態代碼塊只能呼叫靜態屬性方法結構，不能呼叫非靜態的結構，

靜態代碼塊作用：初始化一些類的靜態屬性資訊等等，

非靜態代碼塊：

  • 內部也可以有輸出陳述句(Syso)，
  • 隨著類物件的創建而加載執行，
  • 每創建一個物件，就執行一次靜態代碼塊，

因為具備上面的這些特點，因此，非靜態代碼塊的功能就是在創建物件時，對物件的屬性等進行初始化，

對屬性初始化的總結：
在這里插入圖片描述

最重要的一點，有繼承效果的，一定區分好super()和this()的一些呼叫，以及靜態和非靜態代碼塊的執行順序，前者伴隨的類，后者伴隨著物件，

5. final 關鍵字

final 用來修飾類，方法，變數，

本意就是最后一個！

  • 被final修飾的類，不能被其他類所繼承，例如：String類，System類，StringBuffer類，都是final類，
  • 被final修飾的方法，表名此方法不能被重寫，例如：Object類中getClass()方法，
  • 被final修飾變數(屬性)，此時這里的變數就稱為一個常量，不能改變值了，

final修飾變數，對于賦值對應有：顯示初始化，代碼塊初始化，構造器初始化，

在這里插入圖片描述

宣告了final變數，但是沒有賦值，想從呼叫方法中傳遞賦值，這是不行的！！

換句話說，final宣告的變數，必須要有賦值，

一個小細節：final宣告的變數名一般為大寫，因為常量么，

形參使用final宣告：(其實，就是傳遞給過來的資料形參也成了不可改變，

在這里插入圖片描述

static可以修飾屬性，方法，代碼塊，內部類，(不能修飾構造器)
final可以修飾屬性，方法，其他不可以，

6. 抽象類 和 抽象方法

abstract關鍵字可以用來修飾：類，方法，

abstract關鍵字：修飾類(抽象類)

  • abstract宣告的類不能被實體化(不能創建物件)，
  • 抽象類中一定有構造器！雖然自己不能定義物件了，但是子類還是要用的！！！
  • 開發中，一定提供抽象類的子類，讓子類物件實體化，完成相關操作，

abstract關鍵字：修飾方法(抽象方法)

  • 抽象方法只有方法的宣告，沒有方法體！！
  • 包含抽象方法的類，一定是一個抽象類，反之，抽象類中是可以沒有抽象方法，
  • 當然，如果父類是抽象類里面還有抽象方法，這樣子類要么重寫這個抽象方法，要么將子類也定義為abstract抽象類，
package com.itholmes.p2;

public class AbstractTest {
	public static void main(String[] args) {
		//因為抽象類是不能實體化的
//		PersonX p1 = new PersonX();
//		p1.eat();
	}
}


abstract class PersonX {
	String name;
	int age;
	
	public PersonX() {
		
	}
	
	public PersonX(String name,int age) {
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	
	public abstract void eat();
	
	public void walk() {
		System.out.println("人們走路");
	}
}

//要么將該類定義為抽象類(因為父類含有抽象類)
abstract class Student extends PersonX{
	
	public Student(String name,int age) {
		super(name,age);
	}
	
	//要么重寫eat()類
//	@Override
//	public void eat() {
//		System.out.println("學生吃飯");
//	}
	
}

在這里插入圖片描述

在這里插入圖片描述

abstract的注意事項：

  • abstract不能用來修飾：屬性，構造器等結構，
  • abstract不能用來修飾私有方法(private不能被重寫)，靜態方法(子父類的同名同引數的靜態方法，不能重寫！)，final的方法和類，

7. 匿名類

對于abstract宣告的類，不能創建物件，但是可以創建一個匿名類的物件，

package com.itholmes.p2;

public class AbstractTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		//這就是一個匿名的子類物件：p
		PersonX p = new PersonX() {
			@Override
			public void eat() {
				System.out.println("匿名類創建");
			}
		};
		
	}
}


abstract class PersonX {
	String name;
	int age;
	
	public PersonX() {
		
	}
	
	public PersonX(String name,int age) {
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	
	public abstract void eat();
	
	public void walk() {
		System.out.println("人們走路");
	}
}

在這里插入圖片描述

8. 模板方法設計模式

其實整體上，就是通過繼承外加abstract抽象方法，來實作一種模板方式，
就像下面代碼的code()部分一樣，

package com.itholmes.p2;

public class TemplateTest {
	public static void main(String[] args) {
		Template tem = new SubTemplate();
		
		tem.spendTime();
	}
}
 
abstract class Template{
	
	public void spendTime() {
		
		long start = System.currentTimeMillis();
		
		//這里的code代碼就是不確定的部分，
		this.code(); //this指的就是當前物件，這里指的就是tem，tem.code()是重寫后的code方法，
		
		long end = System.currentTimeMillis();
		
		System.out.println("花費的時間為："+ (end - start));
	}
	
	public abstract void code();
}

class SubTemplate extends Template{
	@Override
	public void code() {
		for(int i=2;i<=1000;i++) {
			boolean isFlag = true;
			for(int j=2;j<=Math.sqrt(i);j++) {
				if(i%j ==0) {
					isFlag = false;
					break;
				}
			}
			if(isFlag) {
				System.out.println(i);
			}
		}
	}
}

9. 介面

介面和類是兩個并列的結構，

在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述

JDK7 以前版本僅僅定義了全域常量和抽象方法：

  • 全域常量：public static final的型別，可以省略不寫，
  • 抽象方法：public abstract的型別，也可以省略不寫，

JDK8除了定義全域常量和抽象方法，還定義了靜態方法，默認方法，

  • 介面不能定義構造器，意味著介面不能實體化，

  • Java開發中，介面通過讓類去實作(implements)的方法來使用，

  • 需要注意的是，如果實作類對應介面有抽象方法，就要對應對抽象方法的重寫或將實作類定義為抽象方法，

  • 可以implements多個介面，彌補了Java單繼承性的局限性，
    格式：class 類名 extends 父類 implements 介面1，介面2，介面3

  • 介面和介面之間是可以繼承的，多繼承，

  • 介面具有多型性，因此，實作類可以對應介面創建物件，

10.介面 匿名類和匿名物件

主要四種情況：

package com.itholmes.p2;

public class USBTest {
	public static void main(String[] args) {
		Computer com = new Computer();
		
		//1.創建了介面的非匿名實作類的非匿名物件
		Flash flash = new Flash();
		com.transferDate(flash);
		
		//2.創建了介面的非匿名實作類的匿名物件
		com.transferDate(new Printer());
		
		//3.創建了介面的匿名實作類的非匿名物件
		USB phone = new USB() {
			@Override
			public void start() {
				// TODO Auto-generated method stub
				System.out.println("手機開始作業");
			}
			@Override
			public void stop() {
				// TODO Auto-generated method stub
				System.out.println("手機結束作業");
			}
		};
		com.transferDate(phone);
		
		//4. 創建了介面的匿名實作類的匿名物件
		com.transferDate(new USB() {
			@Override
			public void start() {
				// TODO Auto-generated method stub
				System.out.println("MP4開始作業");
			}
			@Override
			public void stop() {
				// TODO Auto-generated method stub
				System.out.println("MP4結束作業");
			}	
		});
	}
}

class Computer{
	public void transferDate(USB usb) {
		usb.start();
		System.out.println("具體傳輸資料的細節");
		usb.stop();
	}
}

interface USB{
	
	void start();
	
	void stop();
}

class Flash implements USB{

	@Override
	public void start() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("U盤開始作業");
	}

	@Override
	public void stop() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("U盤結束作業");
	}
	
}

class Printer implements USB{

	@Override
	public void start() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("列印機開始作業");
	}

	@Override
	public void stop() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("列印機結束作業");
	}
	
}

11. 介面應用 代理模式(Proxy)

代理模式，就是為其它物件提供一種代理以控制對這個物件的訪問， 理解好，代理類和非代理類就可以了，

package com.itholmes.p2;

public class NetWorkTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		Server server = new Server();
		
		new ProxyServer(server);
	}
	
}

interface NetWork{
	public void browse();
}

//被代理類
class Server implements NetWork{

	@Override
	public void browse() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("真實的服務器訪問網路");
	}
	
}

//代理類
class ProxyServer implements NetWork{
	
	private NetWork work;
	
	public ProxyServer(NetWork work) {
		this.work = work;
	}

	public void check() {
		System.out.println("聯網之前的檢查作業");
	}
	
	@Override
	public void browse() {
		check();
		// TODO Auto-generated method stub
		work.browse();
	}
	
}

12. 介面應用 工廠模式

工廠模式：實作創建者與呼叫者的分離，即將創建物件的具體程序屏蔽隔離起來，達到提高靈活性的目的，

就是實作分工的一個效果，

在這里插入圖片描述

需要注意xxxFactory這個類，一般都是什么工廠，就是一個工廠類，用來造東西的，

簡單工廠模式：

在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述

工廠方法模式：

在這里插入圖片描述

抽象工廠模式：

在這里插入圖片描述

13. 介面 問題

繼承和介面同時出現相同變數的問題:

在這里插入圖片描述

在這里插入圖片描述
首先，上面的play()方法，雖然有兩個play()，但是重寫的play()覆寫了介面上面的兩個，是沒有問題的！

有問題的是：Ball定義在了介面，介面是public abstract final的！！！因此不能被重新賦值！
在這里插入圖片描述

14. JDK8介面 新特性

介面的靜態方法：

  • 介面種定義的靜態方法只能通過介面來呼叫，而不能通過實作類來呼叫，

介面的默認方法：

  • 通過實作類的物件，可以呼叫介面中的默認方法，
  • 默認方法可以被重寫的，
  • 如果子類繼承的父類和實作的介面宣告了同名同引數的方法，那么子類在沒有重寫此方法的情況下，默認呼叫的是父類中的同名同引數的方法，(這就是一個類優先原則)

介面默認方法的介面沖突：

如果實作類實作了多個介面，而這多個介面中定義了同名同引數的默認方法，那么實作類沒有重寫此方法的情況下會報錯！

解決辦法：很簡單就是重寫方法就可以了，
在這里插入圖片描述

15. 內部類

Java中允許將一個類A宣告在另一個類B中，則類A就是內部類，類B稱為外部類，

內部類有兩種：

  • 成員內部類：直接定義在類里面，方法外，構造器外，代碼塊外的類，
  • 區域內部類：方法內，代碼塊內，構造器內的類，

成員內部類可以做的事情：

在這里插入圖片描述

創建非靜態成員內部類和創建靜態成員的內部類形式：

package com.itholmes.p3;

public class InnerClassTest {
	
	//創建PersonX實體(靜態的成員內部類)
	//靜態內部類可以直接定義
	Person.PersonX x = new Person.PersonX();
	
	
	//創建PersonY實體(非靜態的成員內部類)
	//但是非靜態內部類不可以直接定義，因為它必須有一個物件來呼叫這個內部類才可以
	//Person.PersonY y = new Person.PersonY();
	Person p = new Person();
	Person.PersonY y = p.new PersonY();
	
	
}

class Person {
	
	//靜態成員內部類
	static class PersonX{
		
	}
	//非靜態成員內部類
	class PersonY{
		
	}
	
	public void method() {
		//區域內部類（方法內部）
		class AA{
			
		}
	}
	
	{
		//區域內部類(代碼塊內)
		class BB{
			
		}
	}
	
	public Person() {
		//區域內部類（構造器內部）
		class CC{
			
		}
	}
	
}

如何呼叫外部類，內部類，甚至形參的一些同名屬性：

就是使用this和類名.this來呼叫，

在這里插入圖片描述

回傳一個實作Comparable介面的類的物件的方法：

//方式一：
//回傳一個實作Comparable介面的類的物件的方法：
public Comparable getComparable() {
	class MyComparable implements Comparable{

		@Override
		public int compareTo(Object o) {
			// TODO Auto-generated method stub
			return 0;
		}
			
	}
	return new MyComparable();
}

//方式二：(匿名)
public Comparable getComparable() {
		
	return new Comparable() {

		@Override
		public int compareTo(Object o) {
			// TODO Auto-generated method stub
			return 0;
		}
			
	};
}

抽象類和介面的共同點和區別：
在這里插入圖片描述

在區域內部類的方法中，如果呼叫區域內部類所宣告的方法中的區域變數的話，要求此區域變數必須宣告final的(JDK8版本以上，默認就是final！)，這就是一個規定，

package com.itholmes.p3;

public class InnerClassTest {
	public void method() {
		//方法內部的區域變數
		int num = 10;
		class AA{
			public void show() {
				//不能修改該num值，會報錯！！
				//因為這里的num默認是final型別，
				//num = 20;
				System.out.println(num);
			}
		}
	}
}

以上這種情況，經常遇到匿名內部類的情況，如下：
在這里插入圖片描述

16. 例外 概述 和 體系結構

堆溢位和堆疊溢位：

在這里插入圖片描述

如果遇到這種錯誤，有兩種解決方法：一旦遇到錯誤就終止程式的運行，另一種方法由程式員撰寫程式時，就考慮到錯誤的檢測，錯誤訊息的提示，以及錯誤的處理，

對于例外的一些錯誤，面試倒是經常提問：
在這里插入圖片描述

17. Java例外處理的方式

方式一：try-catch-finally
在這里插入圖片描述
注意：finally，無論出現例外，最后都會執行，像檔案關閉，資料庫連接，輸入輸出流，網路編程Socket等資源的關閉(JVM不能自動的回收)，需要自己來關閉，這就需要finally來實作了，

需要注意的時候，try中有return陳述句時，每個代碼執行的情況順序，最注意的一點final是一定執行的！

package com.itholmes.p3;

import org.junit.Test;

public class ExceptionTest {
	@Test
	public void testMethod() {
		int num = test1();
		System.out.println(num);
	}
	
	public int test1(){
		
		try {
			System.out.println("我是開頭");
			int[] arr = new int[10];
			System.out.println(arr[10]);
			return 1;
		}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
			e.printStackTrace();
			return 2;
		}finally {
			System.out.println("我一定會被執行");
			return 3;
		}
		
	}
}

在這里插入圖片描述

方式二：throws + 例外型別
在這里插入圖片描述
注意：例外代碼后續的代碼，就不再執行！

@Test
public void method2() throws FileNotFoundException,IOException{
	File file = new File("hello.txt");
	FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
	
	int data = fis.read();
	while(data != -1) {
		System.out.print((char)data);
		data = fis.read();
	}
	fis.close();
}

遇到例外解決辦法就是這兩種，

此外，try-catch-finally真正的將例外給處理掉了，而throws的方式只是將例外拋給了方法的呼叫者，并沒有將例外真正的處理掉，

方法重寫的拋出例外規則：

  • 子類重寫的方法拋出的例外型別不大于父類被重寫的方法拋出的例外型別，

子類重寫的方法拋出的例外型別 < 父類被重寫的方法例外型別

開發中什么時候用try-catch-finally，什么時候用throws？

  • 對于幾個方法而言，它們是遞進關系，那么最好使用throws來拋例外，
  • 對于這幾個方法整體而言，可以用try-catch-finally來判定例外和例外處理，

18. 手動拋出例外

例外物件產生兩種方式：

  • 一種是：系統自動生成的例外物件，
  • 另一種是：手動的生成一個例外物件，并拋出(throw)

手動拋出例外物件:throw

注意：要靈活使用getMessage()這個例外資訊獲取！

package com.itholmes.p3;

public class StudentTest {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			Student s = new Student();
			s.regist(-1001);
			System.out.println(s);
		} catch (Exception e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			//e.printStackTrace();
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}
}

class Student{
	
	int id;
	
	//解釋一下，為什么加入throws Exception
	//被強制例外處理的代碼塊，必須進行例外處理，否則編譯器會提示“Unhandled exception type Exception”錯誤警告
	//進行例外處理就只有throws拋出和try-catch-finally陳述句兩種方式，
	public void regist(int id) throws Exception{
		if(id >0) {
			this.id = id;
		}else {
			//這里資料例外了就可以手動拋出例外!!
			//System.out.println("您輸入的資料非法");
			//這里拋出了Exception例外，上面就要進行例外處理
			throw new Exception("您輸入的資料非法！");
		}
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Student [id=" + id + "]";
	}
	
	//有時候為什么RuntimeException不用throws例外
	//RuntimeException，也就是運行時例外，表示代碼本身存在BUG
	
}

19. 用戶自定義例外類

如何自定義例外類？

  • extends繼承于現有的例外結構：RuntimeException，Exception，

例如：

package com.itholmes.p3;

public class MyException extends RuntimeException{
	
	//這是RuntimeExcption的一個全域變數
	static final long serialVersionUID = -7034897190745766939L;

	//重寫RuntimeExcption例外類的構造器
	public MyException() {
		
	}

	public MyException(String msg) {
		super(msg);
	}
	
}

20. 例外總結 和 面試題

例外總結：

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面試題：

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