Java笔记_面向对象编程
面向对象编程（OOP）
一、初识面向对象
面向过程&面向对象
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面向过程思想
- 步骤清晰简单，第一步做什么，第二步做什么....
- 面对过程适合处理一些较为简单的问题
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面向对象思想
- 物以类聚，分类的思维模式，思考问题首先会解决问题需要哪些分类,然后对这些分类进行单独思考。最后，才对某个分类下的细节进行面向过程的思索。
- 面向对象适合处理复杂的问题，适合处理需要多人协作的问题!
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对于描述复杂的事物，为了从宏观上把握、从整体上合理分析，我们需要使用面向对象的思路来分析整个系统。但是，具体到微观操作,仍然需要面向过程的思路去处理。
什么是面向对象
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面向对象编程(Object-Oriented Programming, OOP)
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面向对象编程的本质就是:以类的方式组织代码，以对象的形式封装数据。
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抽象：编程思想!持续的学习，茅塞顿开!多实践,多测试大脑中的想法!实践出真知~
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三大特性:
- 封装
- 继承
- 多态
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从认识论角度考虑是先有对象后有类。对象，是具体的事物。类，是抽象的，是对对象的抽象
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从代码运行角度考虑是先有类后有对象。类是对象的模板。
二、方法回顾和加深
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方法的定义
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修饰符
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返回类型
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break（跳出switch，结束循环）和return的区别
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方法名：注意规范就0K，见名知意
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参数列表：(参数类型，参数名) ....
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异常抛出：throws
package com.oop.demo01; import java.io.IOException; //Demo01是一个类,用class修饰的 public class Demo01 { //main方法 public static void main(String[] args) { } /* 修饰符 返回值类型 方法名 (...) { //方法体 return返回值; } */ //return结束方法，返回一个结果! void表示没有返回值 public String sayHello(){ return "Hello,Word"; } public void print(){ return; } public int max(int a,int b){ return a>b ? a : b; //三元运算符! } public void readFile(String file) throws IOException { } }
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方法的调用
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静态方法
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非静态方法
package com.oop.demo01; public class Demo02 { //静态方法 static //非静态方法 public static void main(String[] args) { //调用Student类的say1，因为say1是静态方法 Student.say1(); //如果要调用Student类的say2，就必须实例化Student类 new //对象类型 对象名=对象值; Student student = new Student(); student.say2(); } //和类一起加载的 public static void a () { // b(); } //类实例化之后才存在 public void b () { } }
package com.oop.demo01; //学生类 public class Student { //静态方法 public static void say1(){ System.out.println("say1:学生说话了！"); } //非静态方法 public void say2(){ System.out.println("say2:学生说话了！"); } } -
形参和实参
package com.oop.demo01; public class Demo03 { public static void main(String[] args) { //注意：实际参数和形式参数的类型要对应! //调用的第一种，如果方法是非静态的，就去new对象 // Demo03 demo03 = new Demo03(); // int add = demo03.add(1, 2); // System.out.println(add); //调用的第二种，将add方法添加static静态修饰符即可 //类.方法名() int add1 = Demo03.add(2, 3); System.out.println(add1); //方法名() // int add2 = add(3, 4); // System.out.println(add2); } //定义两个形式参数a和b public static int add(int a,int b){ return a+b; } } -
值传递和引用传递
package com.oop.demo01; //引用传递:传递对象，本质还是值传递 public class Demo05 { public static void main(String[] args) { Person person = new Person(); System.out.println(person.name); Demo05.change(person); System.out.println(person.name); } public static void change(Person person){ //person是一个对象:指向的---> Person person = new Person(); 这是一个具体的人，可以改变属性! person.name="张三丰"; } } //定义了一个Person类, 有一个属性:name class Person{ String name;//默认值为null } -
this关键字
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三、对象的创建分析
类与对象的关系
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类是一种抽象的数据类型,它是对某一类事物整体描述/定义,但是并不能代表某一个具体的事物.
- 动物、植物、手机、电脑....
- Person类、Pet类、 Car类等, 这些类都是用来描述/定义某一类具体的事物应该具备的特
点和行为
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对象是抽象概念的具体实例
- 张三就是人的一个具体实例,张三家里的旺财就是狗的一个具体实例。
- 能够体现出特点,展现出功能的是具体的实例,而不是一个抽象的概念.
我们可以将这些思想转换为代码实现!
创建与初始化对象
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使用new关键字创建对象
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使用new关键字创建的时候，除了分配内存空间之外，还会给创建好的对象进行默认的初始化以及对类中构造器的调用。
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类中的构造器也称为构造方法，是在进行创建对象的时候必须要调用的。并且构造器有以下俩个特点:
- 1.必须和类的名字相同
- 2.必须没有返回类型,也不能写void
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构造器必须要掌握
package com.oop.demo02; //学生类 public class Student { //属性:字段 String name;//没有赋值，默认为null int age;//没有赋值，默认为0 //方法 public void study(){ System.out.println(this.name+"在学习"); } }
package com.oop.demo02; //一个项目应该只存一个main方法 public class Application { public static void main(String[] args) { //类:抽象的，要实例化 //类实例化后会返回一个自己的对象! //student对象就是一个Student类的具体实例! Student student = new Student(); student.name = "张三丰"; student.age = 18; System.out.println(student.name); System.out.println(student.age); } }
构造器
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构造器:
- 和类名相同
- 没有返回值
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作用：
- new本质在调用构造方法
- 初始化对象的值
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注意点:
定义有参构造之后，如果想使用无参构造，需要显示的定义一个无参的构造
package com.oop.demo02; public class Person { //一个类即使什么都不写，它也会存在一个方法 //显示的定义构造器 String name; //实例化初始值 //1.使用new关键字，本质是在调用构造器 public Person(){ // this.name = "张三丰"; } //有参构造:一旦定义了有参构造，无参就必须显示定义 public Person(String name){ this.name = name; } }
package com.oop.demo02; //一个项目应该只存一个main方法 public class Application { public static void main(String[] args) { //new实例化了一一个对象 Person person = new Person("迈克尔"); System.out.println(person.name); } }
四、面向对象三大特性
1、封装
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该露的露，该藏的藏
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我们程序设计要追求“高内聚，低耦合”。
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高内聚：就是类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉;
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低耦合：仅暴露少量的方法给外部使用。
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封装(数据的隐藏)
- 通常，应禁止直接访问一个对象中数据的实际表示，而应通过操作接口来访问，这称为信息隐藏。
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记住这句话就够了:属性私有，get/set
封装的优点
1.提高程序的安全性，保护数据
2.隐藏代码的实现细节
3.统一接口
4.系统可维护增加了
Student类
package com.oop.demo04; //类 private:私有 public class Student { //属性私有 private String name;//名字 private int age;//年龄 private int idCard;//学号 private char sex;//性别 //提供一些可以操作这个属性的方法! //提供一些public 的get、set方法 //get获得这个数据 public String getName() { return name; } //set给这个数据设置值 public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { if (age>120||age<0){ //不合法 this.age = 3; }else{ this.age = age; } } public int getIdCard() { return idCard; } public void setIdCard(int idCard) { this.idCard = idCard; } public char getSex() { return sex; } public void setSex(char sex) { this.sex = sex; } //学习（） //睡觉（） }
Application类
package com.oop.demo04; public class Application { public static void main(String[] args) { Student s1 = new Student(); s1.setName("青龙"); System.out.println(s1.getName()); s1.setAge(99); System.out.println(s1.getAge()); } }
2、继承
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继承的本质是对某一 批类的抽象,从而实现对现实世界更好的建模。
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extends的意思是“扩展”。子类是父类的扩展。
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当当前类被final修饰时，当前类不能被继承
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JAVA中类只有单继承，没有多继承!
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继承是类和类之间的一种关系。除此之外类和类之间的关系还有依赖、组合、聚合等。
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继承关系的俩个类，一个为子类(派生类),一个为父类(基类)。 子类继承父类,使用关键字extends来表示。
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子类和父类之间,从意义上讲应该具有"is a"的关系.
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object类
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super
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方法重写
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super注意点:
- sulper调用父类的构造方法，必须在构造方法的第一个
- super必须只能出现在子类的方法或者构造方法中!
- super和 this不能同时调用构造方法!
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Vs this:
- 代表的对象不同:
- this:本身调用者这个对象
- super:代表 父类对象的应用
- 前提
- this:没哟继承也可以使用
- super:只能在继承条件才可以使用
- 构造方法
- this() ; 本类的构造
- super():父类的构造
- 代表的对象不同:
重写
-
重写:需要有继承关系，子类重写父类的方法!
1.方法名必须相同
2.参数列表列表必须相同
3.修饰符:范围可以扩大但不能缩小:public>Protected>Default>private
4.抛出的异常:范围，可以被缩小，但不能扩大;ClassNotFoundException -->Exception(大) -
重写，子类的方法和父类必要一致;方法体不同!
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为什么需要重写:
- 父类的功能，子类不一定需要，或者不一定满足!
父类（这里的案例是B类）
package com.oop.demo06; //重写都是方法的重写，和属性无关 public class B { public void test(){ System.out.println("B==>test()"); } }
子类（A类）
package com.oop.demo06; public class A extends B{ //Override重写 @Override //注解:有功能的注释! public void test(){ System.out.println("A==>test()"); } }
Application
package com.oop.demo06; public class Application { public static void main(String[] args) { //静态的方法和非静态的方法区别很大! //方法的调用只和左边，定义的数据类型有关 A a = new A(); a.test(); //父类的引用指向了子类 B b = new A(); b.test(); /* 输出结果: A==>test() A==>test() */ } }
-
父类中不能被重写的方法有：
1.带static修饰的方法（static方法属于类，不属于实例）
2.带final修饰的方法（final常量修饰符）
3.带private修饰的类，私有类不能重写
3、多态
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即同一方法可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。
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一个对象的实际类型是确定的，但可以指向对象的引用的类型有很多
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多态存在的条件
- 有继承关系
- 子类重写父类方法
- 父类引用指向子类对象
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注意:多态是方法的多态，属性没有多态性。
-
instanceof (类型转换)引用类型
Person类
package com.oop.demo07; public class Person { public void run(){ System.out.println("run"); } }
Student类
package com.oop.demo07; public class Student extends Person{ @Override public void run(){ System.out.println("son"); } public void eat(){ System.out.println("eat"); } }
Application类
package com.oop.demo07; public class Application { public static void main(String[] args) { //一个对象的实际类型是确定的 //new Student(); //new Person(); //可以指向的引用类型就不确定了:父类的引用指向子类 //Student能调用的方法都是自己的或者继承父类的! Student s1 = new Student(); //Person父类型，可以指向子类，但是不能调用子类独有的方法(只能将父类强制转换成子类对象 才能调用) //父类引用指向子类对象， //在父类new子类，调用时是调用父类，要是子类重写了父类，则调用子类方法 Person s2 = new Student(); Object s3 = new Student(); //对象能执行哪些方法，主要看对象左边的类型，和右边关系不大! s2.run();//子类重写了父类的方法，执行子类的方法 ((Student) s2).eat(); s1.run(); } }
-
多态注意事项:
- 1.多态是方法的多态，属性没有多态
- 2.父类和子类，有联系 类型转换异常! ClassCastException!
- 3.存在条件: 继承关系，方法需要重写，父类引用指向子类对象! Father f1 = new Son();
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static方法，属于类，它不属于实例
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final 常量;
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private 方法;
父类方法中有static，final，private这三种修饰符，子类不能重写（没办法重写）
多态的总结(核心：抽象面对的一个思想)
- 父类引用指向子类的对象
- 把子类转换为父类，向上转型;
- 把父类转换为子类，向下转型; 强制转换
- 方便方法的调用，减少重复的代码!简洁
封装、组承、多态! 抽象类，接口
简单介绍static
package com.oop.demo09; //static public class Student { public static int age;//静态变量 大多只会出现在多线程 private double score;//非静态变量 //下面这个是非静态方法 public void run(){ System.out.println("run"); //go();//非静态方法里可以调用静态方法 } //下面这个是静态方法 public static void go(){ System.out.println("go"); } public static void main(String[] args) { Student s1 = new Student(); //静态变量对于类，所有对象（实例）所共享，当直接使用类名去调用变量名，说明这个变量名是static（静态）的 System.out.println(Student.age); //System.out.println(Student.score);会报错，提示score是非静态变量，无法用类名调用。 System.out.println(s1.age); System.out.println(s1.score); System.out.println("========================"); /* s1.run();(想使用run()方法，就必须new一个Student，即new一个对象,调用的写法只能是 对象名称.方法名) go();(即使没有new一个Student，也可以直接调用go()方法，) Student.go();(也可以在go()方法前面加类名，也可以像上面一样不加类名,(不加类名的前提是必须在同一个类下面)) */ } }
匿名代码块/静态代码块
package com.oop.demo09; //当下面public class Person写成public final class Person时，表示当前类不能被继承 //final有最终的意思 public class Person { //第二个执行，每new一次对象就会执行一次(可以用来赋初始值) { System.out.println("匿名代码块"); } //第一个执行，并且只执行一次 static { System.out.println("静态代码块"); } //第三个执行，每new一次对象就会执行一次 public Person() { System.out.println("无参构造方法"); } public static void main(String[] args) { Person person = new Person(); /* 输出结果： 静态代码块 匿名代码块 无参构造方法 */ } }
静态导入包
package com.oop.demo09; //静态导入包~ import static java.lang.Math.random; public class Test { public static void main(String[] args) { //System.out.println(Math.random());//静态导入包的方法之后，连类名都可以不写了 System.out.println(random()); System.out.println(Math.PI);//这里没导入包的方法，所以要写Math } }
五、抽象类和接口
Java中，类只能单继承，接口可以多继承
抽象类
- abstract修饰符可以用来修饰方法也可以修饰类,
- 如果修饰方法,那么该方法就是抽象方法;
- 如果修饰类,那么该类就是抽象类。
- 抽象类中可以没有抽象方法,但是有抽象方法的类一定要声明为抽象类。
- 抽象类,不能使用new关键字来创建对象,它是用来让子类继承的。
- 抽象方法,只有方法的声明,没有方法的实现,它是用来让子类实现的。
- 子类继承抽象类,那么就必须要实现抽象类没有实现的抽象方法,否则该子类也要声明为抽象类。
- 抽象类中存在无参构造方法
抽象类Action
package com.oop.demo10; //abstract 抽象类 public abstract class Action { //约束~有人帮我们实现~ //abstract，抽象方法，只有方法名字，没有方法的实现! public abstract void doSomething(); //1.不能new这个抽象类，只能靠子类去实现它;约束! //2.抽象类中可以写普通的方法 //3.抽象方法必须在抽象类中 public void run(){ System.out.println("run"); } }
普通类A继承抽象类Action
package com.oop.demo10; //抽象类的所有方法，继承了它的子类，都必须要实现它的方法~（重写父类的方法），除非把这个类也设置为抽象类 public class A extends Action { @Override public void doSomething() { } }
接口
-
普通类: 只有具体实现
-
抽象类: 具体实现和规范(抽象方法)都有!
-
接口: 只有规范! 自己无法写方法专业的约束! 约束和实现分离: 面向接口编程
-
接口就是规范，定义的是一组规则，体现了现实世界中“如果你...则必须能..的思想。如果你是天使，则必须能飞。如果你是汽车，则必须能跑。如果你好人，则必须干掉坏人;如果你是坏人，则必须欺负好人。
-
接口的本质是契约，就像我们人间的法律一样。制定好后大家都遵守。
-
OO的精髓，是对对象的抽象，最能体现这一点的就是接口。 为什么我们讨论设计模式都只针对具备了抽象能力的语言(比如c++. java、 c#等) ，就是因为设计模式所研究的，实际上就是如何合理的去抽象。
注意：
声明类的关键字是class 声明接口的关键字是interface
接口UserService
package com.oop.demo11; //interface 定义的关键字 接口都需要有实现类 public interface UserService { //接口中的所有定义其实都是抽象的public abstract //返回值类型+参数名+(参数有就写，没有就不写) /* void shout(); void run(String name); */ //常量~ public static final int AGE = 99; //接口中的所有定义的方法其实都是抽象的public abstract void add(String name); void delete(String name); void update(String name); void query(String name); }
接口TimeService
package com.oop.demo11; public interface TimeService { void timer(); }
普通类UserServiceImpl实现（也叫继承）UserService,TimeService
package com.oop.demo11; //抽象类 extends 只能单继承 //类可以实现接口 implements 接口名 （implement可以多实现，也叫多继承） //实现了接口的类，就需要重写接口中的方法 public class UserServiceImpl implements UserService,TimeService { @Override public void add(String name) { } @Override public void delete(String name) { } @Override public void update(String name) { } @Override public void query(String name) { } @Override public void timer() { } }
接口的作用
1.约束
2.定义一些方法，让不同的人实现~ 10--- >1
3.public abstract 成员方法
4.public static final 成员变量
5.接口不能被实例化，接口中没有构造方法
6.implements可以实现多个接口
7.必须要重写接口中的方法~
面试题
1：
-
abstract 不能和哪些关键字共存?
- private 冲突 -- 对子类隐藏,而 abstract 必须让子类重写
- final 冲突 -- 不能被重写,矛盾
- static 无意义-- 类名调用,没有方法体,无意义
-
可以组合的关键字
- public static
- public static final
方法前面 public
属性前面 private
2：
- 一个抽象类如果没有抽象方法，可不可以定义为抽象类?如果可以，有什么意义?
- 可以，这么做目的只有一个,就是不让其他类创建本类对象,交给子类完成
总结：类和接口
一、面向对象(接口的概述及其特点)
-
A:接口概述
- 从狭义的角度讲就是指java中的interface
- 从广义的角度讲对外提供规则的都是接口
-
B:接口特点
- a:接口用关键字interface表示
- interface 接口名 {}
- b:类实现接口用implements表示
- class 类名 implements 接口名 {}
- a:接口用关键字interface表示
-
c:接口不能实例化，那么，接口如何实例化呢?
- 按照多态的方式来实例化。
-
d:接口的子类
- a:可以是抽象类。但是意义不大。
- b:可以是具体类。要重写接口中的所有抽象方法。(推荐方案)
二、面向对象(接口的成员特点)
- 接口成员特点
- 成员变量；只能是常量，并且是静态的并公共的。 * 默认修饰符：public static final * 建议：自己手动给出。
- 构造方法：接口没有构造方法。
- 成员方法：只能是抽象方法。 * 默认修饰符：public abstract * 建议：自己手动给出。
三、面向对象(类与类,类与接口,接口与接口的关系)
- 类与类,类与接口,接口与接口的关系
- a:类与类：
- 继承关系,只能单继承,可以多层继承。
- b:类与接口：
- 实现关系,可以单实现,也可以多实现。并且还可以在继承一个类的同时实现多个接口。
- c:接口与接口：
- 继承关系,可以单继承,也可以多继承。
- a:类与类：
四、面向对象(抽象类和接口的区别)
- A:成员区别
- 抽象类：
- 成员变量：可以变量，也可以常量
- 构造方法：有
- 成员方法：可以抽象，也可以非抽象
- 接口：
- 成员变量：只可以常量
- 构造方法：没有
- 成员方法：只可以抽象
- 抽象类：
- B:关系区别
- 类与类
- 继承，单继承
- 类与接口
- 实现，单实现，多实现
- 接口与接口
- 继承，单继承，多继承
- 类与类
- C:设计理念区别
- 抽象类 被继承体现的是：”is a”的关系。抽象类中定义的是该继承体系的共性功能。
- 接口被实现体现的是：”like a”的关系。接口中定义的是该继承体系的扩展功能。
六、内部类及OOP实战
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内部类就是在一个类的内部在定义一个类，比如，A类中定义一个B类，那么B类相对A类来说就称为内部类，而A类相对B类来说就是外部类了。
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1.成员内部类
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2.静态内部类
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3.局部内部类
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4.匿名内部类
成员内部类
package com.oop.demo12; public class Outer { private int id = 10; public void out(){ System. out. println("这是外部类的方法"); } public class Inner{ public void in(){ System.out.println("这是内部类的方法"); } //获得外部类的私有属性~ public void getID(){ System.out.println(id); } } }
Application
package com.oop.demo12; public class Application { public static void main(String[] args) { //new Outer outer = new Outer(); //通过这个外部类来实例化内部类 Outer.Inner inner = outer.new Inner(); inner.in(); inner.getID(); } }
静态内部类
package com.oop.demo12; public class Outer { private int id = 10; public void out(){ System. out. println("这是外部类的方法"); } public static class Inner{ public void in(){ System.out.println("这是内部类的方法"); } } }
Application
package com.oop.demo12; public class Application { public static void main(String[] args) { Outer outer = new Outer(); } }
局部内部类
package com.oop.demo12; public class Outer { //局部内部类(方法里面写一个类) public void method( ){ class Inner { public void in() { } } } } //一个java类中可以有多个class类， 但是只能有一个public class /*class A{ public static void main(String[] args) { } }*/
匿名内部类
package com.oop.demo12; public class Test { public static void main(String[] args) { /* 正常情况下我们想调用Apple类中eat方法，我们会先new一个对象，然后初始化类 Apple apple = new Apple(); 然后用对象名调用eat apple.eat(); 但是这里我们不需要去初始化，直接new */ //没有名字初始化类,不用将实例保存到变量中 new Apple().eat(); //下面的也叫匿名内部类 //new UserService()其实是长这样， UserService userService = new UserService() new UserService(){ @Override public void hello() { } }; } } class Apple { public void eat() { System.out.println("1"); } } interface UserService{ void hello(); }
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