Java基础---多态、内部类、异常、包
第一讲 多态
多态可以理解为事物存在的多种体现形态。
例：动物中猫，狗。猫这个对象对应的类型是猫类型，如：猫 x = new猫(); 同时猫也是动物中的一种，也可以把猫称为动物。动物 y = new猫(); 那么动物就是猫和狗具体事物中抽取出来的父类型。父类型引用指向了子类对象。
一、多态的体现
1、父类的引用指向了自己子类的对象。
2、父类的引用也可以接收自己的子类对象。
如： Animal a = new Cat();
其中就将父类型的 a 引用指向了子类的对象。
二、多态的前提
1、类与类之间必须有关系，要么继承，要么实现。
2、存在覆盖。父类中有方法被子类重写。
三、多态的利与弊
利：提高了程序的可扩展性和后期可以维护性。
弊：只能使用父类中的引用访问父类中的成员。也就是说使用了多态，父类型的引用在使用功能时，不能直接调用子类中的特有方法。如：Animal a = new Cat(); 这代码就是多态的体现，假设子类Cat中有特有的抓老鼠功能，父类型的 a就不能直接调用。这上面的代码中，可以理解为Cat类型提升了，向上转型。
如果此时父类的引用想要调用Cat中特有的方法，就需要强制将父类的引用，转成子类类型，向下转型。如：Catc = (Cat)a;
注：如果父类可以创建对象，如：Animal a = new Animal(); 此时，就不能向下转型了，Cat c = (Cat)a; 这样的代码就变得不容许，编译时会报错。所以千万不能出现这样的操作，就是将父类对象转成子类类型。
我们能转换的是父类引用指向了自己的子类对象时，该引用可以被提升，也可以被强制转换。多态至始至终都是子类对象在做着变化。
下面就是一个多态的示例：
- //父类————动物
- abstract class Animal
- {
- public abstract void eat();
- }
- //子类————猫
- class Cat extends Animal
- {
- //复写父类中的抽象功能
- public void eat()
- {
- System.out.println("吃鱼");
- }
- //Cat特有的功能
- public static void catchMouse()
- {
- System.out.println("抓老鼠");
- }
- }
- class Demo
- {
- public static void main(String[] args)
- {
- Animal a = new Cat();
- a.eat();
- Cat c = (Cat)a;
- c.catchMouse();
- }
- }
结果：
四、多态的特点
1、多态中非静态成员函数的特点
在编译时期：参阅引用型变量所属的类中是否有调用的方法。如果有，编译通过，如果没有编译失败。
如：在上面的示例中，如果用a.catchMouse();编译就会报错。这时只能通过强转，向下转型后，可以使用子类的特有功能。
在运行时期：参阅对象所属的类中是否有调用的方法。这就是说，如果父类中有一个非抽象的方法，而子类继承后又将其复写了，在多态运行时，父类的引用调用这个同名函数时，被运行的将是父类中的方法。
简单总结就是：成员函数在多态调用时，编译看左边，运行看右边。
2、多态中成员变量的特点
无论编译和运行，都参考左边（引用变量所属的类）。如：多态中的父类引用调用成员变量时，如果父类和子类有同名的成员变量，那么被调用的是父类中的成员变量。
3、多态中静态成员函数的特点
无论编译和运行，都参考左边。也就是父类引用在调用静态同名函数时，被调用的是父类中的静态函数。这是因为，当类一被加载，静态函数就随类绑定在了内存中。此时，不需要创建对象，就可以使用类名直接调用。同时，父类中的静态成员函数一般是不被复写的。
类在方法区中的分配：分为静态区和非静态区，而关键字this和super在非静态区。
五、多态的应用
1、定义好工具类，即将共同行为封装在一个类中。
2、对类型进行抽取，---->多态的产生。
3、操作同一父类型，对其中的子类型均可操作
实例小程序：
- /*
- 电脑的运行实例。电脑的运行由主板控制，假设主板只是提供电脑运行，但是没有上网，听歌等功能。而上网、听歌需要硬件的支持。而现在主板上没有网卡和声卡，这时可以定义一个规则，叫PCI，只要符合这个规则的网卡和声卡都可以在主板上使用，这样就降低了主板和网卡、声卡之间的耦合性。用程序体现。
- */
- // 接口PCI
- interface PCI
- {
- void open();
- void close();
- }
- //网卡实现接口
- class NetCard implements PCI
- {
- public void open()
- {
- System.out.println("NetCard_open");
- }
- public void close()
- {
- System.out.println("NetCard_close");
- }
- }
- //声卡实现接口
- class SoundCard implements PCI
- {
- public void open()
- {
- System.out.println("SoundCard_open");
- }
- public void close()
- {
- System.out.println("SoundCard_close");
- }
- }
- class Mainboard
- {
- //电脑运行
- public static void run()
- {
- System.out.println("Mainboard_run");
- }
- //使用扩展功能
- public static void usePCI(PCI p)//PCI p = new NetCard()//接口型引用指向自己的子类对象。
- {
- if(!(p==null))
- {
- p.open();
- p.close();
- }
- }
- }
- class Demo
- {
- public static void main(String[] args)
- {
- Mainboard m =new Mainboard();
- //电脑运行
- m.run();
- // m.usePCI(null);
- //电脑上网
- m.usePCI(new NetCard());
- //电脑听歌
- m.usePCI(new SoundCard());
- }
- }
结果：
第二讲 内部类
一、概述
将一个类定义在另一个类的里面，对里面那个类就称为内部类（内置类，嵌套类）。
当描述事物时，事物的内部还有事物，该事物用内部类来描述。因为内部事物在使用外部事物的内容。如定义一个描述人的类，而手、心脏等都属于人，然它们又有自己的功能描述，这时可以在人这个描述类中，定义一个描述心脏的类，也就是内部类。
编译时，如果代码中有内部类，生成的class文件中会含有这样的文件：Test$1.class。编译器将会把内部类翻译成用$（美元符号）分隔外部类名和内部类名的常规类文件。这是内部类的一种编译现象。
二、内部类的访问规则
1、内部类可以直接访问外部类中的成员，包括私有。
之所以可以直接访问外部类中的成员，是因为内部类中持有了一个外部类的引用，格式： 外部类名.this。
2、外部类要访问内部类，必须建立内部类对象。
三、访问格式
1、当内部类定义在外部类的成员位置上，而且非私有，可以在外部其他类中。可以直接建立内部类对象。
格式：
外部类名.内部类名 变量名 =外部类对象.内部类对象；
如： Outer.Inner in =new Outer().new Inner();
当内部类在外部类中的成员位置上时，可以被成员修饰符所修饰。比如：
private：将内部类在外部类中进行封装。
static：内部类就局部static的特性。但是当内部类被static修饰后，只能直接访问外部类中的static成员。出现了访问局限。
在外部其他类中，直接访问static内部类的非静态成员的格式为：
new 外部类名.内部类名（）.方法名（）；
如：new Outer.Inner().function();
在外部其他类中，直接访问static内部类的静态成员格式为：
外部类名.内部类名.方法名（）；
如：Outer.Inner.function();
注意：
1）当内部类中定义了静态成员时，该内部类必须是static的。
2）当外部类中的静态方法访问内部类时，内部类也必须是static的。
3）在实际应用中，内部类通常被定义为private，而很少定义为public。
2、内部类定义在局部
内部类定义在外部类中的某个方法中，创建了这个类型的对象时，且仅使用了一次，那么可在这个方法中定义局部类。
1）不可以被成员修饰符修饰。如public、private、static等修饰符修饰。它的作用域被限定在了声明这个局部类的代码块中
2）可以直接访问外部类中的成员，因为还持有外部类中的引用。
注意：内部类不可以访问它所在的局部中非最终变量。只能访问被final修饰的局部变量。
如下面的代码：
- class Outer
- {
- int x = 3;
- void method(final int a)
- {
- final int y = 4;
- //局部内部类
- class Inner
- {
- void function()
- {
- System.out.println(y);
- }
- }
- new Inner().function();//使用局部内部类中的方法。
- }
- }
- class InnerClassDemo
- {
- public static void main(String[] args)
- {
- Outer out = new Outer();
- out.method(7);//打印7
- out.method(8);//打印8
- }
- }
注：为什么上面的代码中打印的值为什么会改变呢？被final修饰的变量的值是不会被改变的。这里类调用方法使用完后，这时这个被final修饰的变量已经从栈内存中消失了，类再次调用这个方法时，已经是另一变量，所以可以重新被传值。
四、匿名内部类
1、匿名内部类其实就是内部类的简写格式。
2、定义匿名内部类的前提：
内部类必须是继承一个类或者实现接口。
特殊情况：因为所以的类都有一个父类Object，所以在定义时也可以用Object。
3、匿名内部类的格式： new父类或者接口(){定义子类的内容}
4、其实匿名内部类就是一个匿名子类对象。可以理解为带内容的对象。
5、匿名内部类中定义的方法最好不要超过3个。
匿名内部类的利与弊：
好处：简化书写
弊端：1、不能直接调用自己的特有方法、
2、不能做强转动作。
3、如果继承的父类或接口中有很多方法时，使用匿名内部类阅读性会非常差，且调用会很麻烦。所以匿名内部类中定义的方法有一般不超过3个。
匿名内部类的应用：
- interface Inter
- {
- void method();
- }
- class InnerClassTest
- {
- public static void main(String[] args)
- {
- show(new Inter()
- {
- public void method()
- {
- System.out.println("method show run");
- }
- });
- }
- public static void show(Inter in)
- {
- in.method();
- }
- }
小练习：
题目：
- interface Inter
- {
- void method();
- }
- class Test
- {
- //补足代码，通过匿名内部类
- }
- class InnerClassDemo
- {
- public static void main(String[] args)
- {
- Test.function().method();
- }
- }
分析：
Test.function().method();//相当于Inter in=Test.function();in.method();
//Test.function():Test类中有一个静态的方法function。
//.method():function这个方法运算后的结果是一个对象。而且是一个Inter类型的对象
//因为只有是Inter类型的对象，才可以调用method方法。
完整代码为：
- interface Inter
- {
- void method();
- }
- class Test
- {
- //补足代码，通过匿名内部类
- static Inter function()
- {
- return new Inter()
- {
- public void method()
- {
- System.out.println("内部类练习");
- }
- };
- }
- }
- class InnerClassDemo
- {
- public static void main(String[] args)
- {
- Test.function().method();
- }
- }
输出结果：
第三讲 异常
异常是Java中的重要机制，也使用了面向对象的思想，进行了封装。我们通常使用的异常类。而异常类中所描述的就是程序中可能出现的错误或者问题。就像人生病一样，不一定经常有，但总有生病的时候，而且生病的原因不同，性质不同，对其的治疗自然也不一样。这些都可以在异常类中得以展现。
一、概述
1、异常：就是程序在运行时出现不正常情况。
2、异常由来：问题也是现实生活中一个具体的事物，也可以通过java的类的形式进行描述。并封装成对象。其实就是java对不正常情况进行描述后的对象体现。
3、程序可能出现的错误或问题
a、用户输入错误导致的异常：如用户不正常使用程序，输入一些非法参数
b、设备硬件等发生的错误：如硬盘损坏等
c、物理限制：如存储空间不足等
d、代码错误：在程序编写的方法可能不正确，返回错误参数等。
二、异常体系
有两种对问题的划分方式：
一种是严重的问题；
一种是非严重的问题。
对于严重的问题，java通过Error类进行描述。对Error类一般不编写针对性的代码对其进行处理。
对于非严重的，java通过Exception类进行描述。对于Exception可以使用针对性的处理方式进行处理。
无论Error或者Exception都具有一些共性内容。比如：不正常情况的信息，引发原因等。
这也就构成了Java的异常体系：
Throwable
|---Error //通常出现重大问题如：运行的类不存在或者内存溢出等。
|---Exception //运行时出现的一起情况
|---R untimeException //特殊异常类，抛时不需要声明
Exception和Error的子类名都是以父类名作为后缀。
异常体系的特点：
1、异常体系中的所有类以及建立的对象都具备可抛性。
2、也就是说可以被throw和throws关键字所操作。
3、只有异常体系具备这个特点。
三、异常有两种：
1、编译时被检测异常
该异常在编译时，如果没有处理(没有抛也没有try)，编译失败。该异常被标识，代表着可以被处理。
2、运行时异常(编译时不检测)
在编译时，不需要处理，编译器不检查。该异常的发生，建议不处理，让程序停止。需要对代码进行修正。如：RuntimeException以及其子类。
四、异常的处理
1、 java提供了特有的语句进行处理。
try
{
需要被检测的代码。
}
catch（异常类 变量）
{
处理异常的代码；（处理方式）
}
finally
{
一定会执行的语句；
}
有三个结合格式：
a、try
{
}
catch ()
{
}
b、try
{
}
finally
{
}
c、try
{
}
catch ()
{
}
finally
{
}
注意：
1）finally中定义的通常是关闭资源代码。因为资源必须释放。
2）如果在一个功能中，定义了一些必须要执行的代码，可以用try{}finally{}的方式，将一定执行的代码放在finally代码块中。
3）finally只有一种情况不会执行。当执行到System.exit(0);fianlly不会执行。
2、throw和throws的用法
throw定义在函数内，用于抛出异常对象。
throws定义在函数上，用于抛出异常类，可以抛出多个用逗号隔开。
当函数内容有throw抛出异常对象，并未进行try处理。必须要在函数上声明，否则编译失败。
注意：RuntimeException除外。也就说，函数内如果抛出的RuntimeExcpetion异常，函数上可以不用声明。
3、调用者对抛出信息的处理
当在函数内部出现了throw抛出异常对象，那么就必须要给对应的处理动作。要么在内部try catch处理。要么在函数上声明让调用者处理。
一般情况下，函数内出现异常，函数上需要声明。在功能上通过throws的关键字声明了该功能有可能会出现异常类型。
特殊之处：
Exception中有一个特殊的子类异常RuntimeException 运行时异常。
1） 如果在函数内抛出该异常，函数上可以不用声明，编译一样通过。
2）如果在函数上声明了该异常。调用者可以不用进行处理。编译一样通过。
之所以不用在函数上声明，是因为不需要让调用者处理。当该异常发生，希望程序停止。因为在运行时，出现了无法继续运算的情况，希望停止程序后，对代码进行修正。
如果函数声明了异常，调用者需要进行处理。处理方法可以throws可以try。
对捕获到的异常对象进行常见方法操作：
String getMessage（）；//获取异常的信息。返回字符串。
toString（）；//获取异常类名和异常信息，返回字符串。
printStackTrace();//获取异常类名和异常信息，以及异常出现在程序中的位置.返回值void.
//其实JVM默认的异常处理机制，就是在调用printStackTrace方法，打印异常的堆栈的跟踪信息。
printStackTrace(PrintStream s)//通常用该方法将异常内容保存在日志文件中，以便查阅。
五、自定义异常
因为项目中会出现特有的问题，而这些问题并未被java所描述并封装对象。所以对这些特有的问题可以按照java中的面向对象思想。将特有的问题，进行自定义的异常封装。定义类继承Exception或者RuntimeException
1，为了让该自定义类具备可抛性。
2，让该类具备操作异常的共性方法。
这就叫做自定义异常。
当自定义了异常类继承Exception后，如果未在类中定义异常信息，那么通过toString方法打印出来的结果就只有自定义的异常类名，不会显示异常信息。那么应该如何定义异常信息呢？
要定义自定义异常的信息时，可以使用父类已经定义好的功能。异常信息传递给父类的构造函数。因为父类中已经把异常信息的操作都完成了。所以子类只要在构造时，将异常信息传递给父类通过super语句。那么就可以直接通过getMessage方法获取自定义的异常信息。
如：
- class ZiDingYiException extends Exception
- {
- private String msg;
- ZiDingYiException(String msg)
- {
- super(msg);//将会返回输入的信息
- }
- }
自定义异常时：如果该异常的发生，无法再继续进行运算，就让自定义异常继承RuntimeException。
注：自定义异常：
必须是自定义类有继承关系，通常继承Exception。
继承Exception原因：
异常体系有一个特点：因为异常类和异常对象都被抛出。他们都具备可抛性。这个可抛性是Throwable这个体系中独有特点。
只有这个体系中的类和对象才可以被throws和throw操作。
六、异常的好处与原则
好处：
1、将问题进行封装。
2、将正常流程代码和问题处理代码相分离，方便于阅读。
原则：
1、处理方式有两种：try或者 throws。
2、调用到抛出异常的功能时，抛出几个，就处理几个。一个try对应多个catch。
3、多个catch时，父类的catch放到最下面。否则编译会报错，因为其余的catch语句执行不到。
4、catch内，需要定义针对性的处理方式。不要简单的定义printStackTrace，输出语句。也不要不写。当捕获到的异常，本功能处理不了时，可以继续在catch中抛出。
如：
- try
- {
- throw new AException();
- }
- catch (AException e)
- {
- throw e;
- }
如果该异常处理不了，但并不属于该功能出现的异常。可以将异常转换后，在抛出和该功能相关的异常。
或者异常可以处理，当需要将异常产生后和本功能相关的问题提供出去，让调用者知道。并处理。也可以将捕获异常处理后，转换新的异常。这样就好比在给别人转账时，如果ATM机出现故障，这时可以另外找地方去转，也可以告诉对方，转账不成功。
代码例：
- try
- {
- throw new AException();
- }
- catch (AException e)
- {
- // 对AException处理。
- throw new BException();
- }
七、异常的注意事项
1、问题在内部被解决就不需要声明。
2、catch是用于处理异常。如果没有catch就代表异常没有被处理，如果该异常是检测时异常。那么必须声明。
3、在子父类覆盖时：
a,子类抛出的异常必须是父类的异常的子类或者子集。
b,如果父类或者接口没有异常抛出时，子类覆盖出现异常，只能try不能抛。
如：
- class AException extends Exception
- {
- }
- class BException extends AException
- {
- }
- class CException extends Exception
- {
- }
- /*上面代码的继承关系
- Exception
- |--AException
- |--BException
- |--CException
- */
- class Fu
- {
- void show()throws AException
- {
- }
- }
- class Test
- {
- void function(Fu f)
- {
- try
- {
- f.show();
- }
- catch (AException e)
- {
- }
- }
- }
- class Zi extends Fu
- {
- void show()throws CException
- {
- //如果这里子类抛出CException，父类中的catch就无法处理，
- //这样就会导致编译失败，所以子类只能继承父类中的异常或子集
- }
- }
异常的小练习：
- /*
- 老师使用电脑讲课。
- 描述电脑：
- 1、电脑运行
- 2、电脑重启
- 描述电脑问题：
- 1、电脑蓝屏了
- 2、电脑起火了
- 描述老师：
- 1、老师使用电脑
- 2、老师讲课。
- 描述老师可能出现的问题：
- 1、老师不能继续讲课了，他让同学们自己做练习。
- */
- //电脑蓝屏了
- class BlueScreenException extends Exception
- {
- BlueScreenException(String message)
- {
- super(message);
- }
- }
- //电脑起火了
- class FireBreakingException extends Exception
- {
- FireBreakingException(String message)
- {
- super(message);
- }
- }
- //老师无法继续上课
- class StopTeachException extends Exception
- {
- StopTeachException(String message)
- {
- super(message);
- }
- }
- class Computer
- {
- int start=1;
- //电脑启动
- void run()throws BlueScreenException,FireBreakingException
- {
- if(start==2)
- throw new BlueScreenException("Computer_BlueScreen");
- else if(start==3)
- throw new FireBreakingException("Computer_FireBreaking");
- System.out.println("Computer_run");
- }
- //电脑重启
- void reset()
- {
- start=1;
- System.out.println("Computer_reset");
- }
- }
- class Teacher
- {
- private String name;
- private Computer cpt;
- //对老师进行初始化
- Teacher(String name)
- {
- this.name=name;
- cpt=new Computer();
- }
- //老师开始讲课
- public void teach()throws StopTeachException
- {
- try
- {
- cpt.run();
- }
- catch (BlueScreenException e)
- {
- //System.out.println(e.getMessage());
- cpt.reset();
- }
- catch (FireBreakingException e)
- {
- test();
- //System.out.println(e.getMessage());
- throw new StopTeachException("Teather_StopTeach："+e.getMessage());
- }
- System.out.println(name+"Teacher_teaching");
- }
- void test()
- {
- System.out.println("学生做练习");
- }
- }
- class ExceptionTest
- {
- public static void main(String[] args)
- {
- Teacher t=new Teacher("毕老师");
- try
- {
- t.teach();
- }
- catch (StopTeachException e)
- {
- System.out.println(e.toString());
- System.out.println("换老师或者放假");
- }
- }
- }
当电脑蓝屏时，结果为：
当电脑起火时，结果为：
第四讲 包
一、package
在java中，管叫包，相当于文件夹。包里通常存放的是类文件，因为我们在编写程序的时候，难免会有类名相同的情况，就如我们人名一样。为了对类进行分类管理，java就有了包的出现，在不同包中可以有相同的类名，调用的时候连同包名一起就行。
包也是一种封装形式。在包中可以有很多类文件，但是只提供一个类文件，供外界使用。
二、包的作用
1、为避免多个类重名的情况，如果出现两个相同名字的类，可通过包将两者区分，从而避免冲突。
2、对类文件进行分类管理，可以将相关的一些类放在同一个包中。
3、给类提供多层命名空间，如a包中的Demo.class文件，如果要创建Demo对象，就要在使用时加上a.如：a.Demo demo=new a.Demo（）；
4、包的出现可以将java的类文件和源文件相分离。
三、规则
1、包必须写在程序的第一行。因为要先有包，才知道类文件的存放地方。
2、类的全称：包名.类名。
3、编译定义了包的程序文件时，在编译时要指定包的存储目录。
如：javac –d c:\mypack类名.java
四、包之间的访问
1、要访问其他包中的类，需要定义类的全称：包名.类名。
2、包如果不在当前路径，需要使用classpath设定环境变量，为JVM指明路径。
3、被访问的包中的类权限必须是public的。
4、类中的成员权限：public或者protected。protected是为其他包中的子类提供的一种权限。类公有后，被访问的成员也要公有才可以被访问。不同包中的子类可以直接访问父类中被protected权限修饰的成员。同一个包中，protected只作用为覆盖淘宝开店教程。
四种权限
|
|
public |
protected |
defauld |
Private |
|
同一类中 |
可以 |
可以 |
可以 |
可以 |
|
同一包中 |
可以 |
可以 |
可以 |
不可以 |
|
子类 |
可以 |
可以 |
不可以 |
不可以 |
|
不同包中 |
可以 |
不可以 |
不可以 |
不可以 |
注：一个.java文件里面，不能出现两个以上的公有类或者接口。因为被public修饰的类名必须与java文件名相同。
五、包的导入——import
1、可以简化类名。在调用其他包中的类时，需要写类的全称，也就是连同包名一起书写。当类存在多层包中时，如：haha.hehe.pack.Demo，使用import导入后，使用其类时，就可以不加包名了。导入格式如：import haha.hehe.pack.Demo;
2、一个程序文件中只有一个package，可以有多个import。import导入的是包中的类，不导入包中的包。
3、注意事项：
a，在导入包时，如果包中有很多类，可以使用通配符 *来替代包中的所有类。但是，建议不要使用通配符 * ，因为将不需要使用的类导入后，会占用内存空间。所有在编写程序时，要使用包中的哪些类，就导入哪些类人生感悟。
b，定义包名不要重复，可以使用url来完成定义，url是唯一的。如：package cn.itheima.Demo。
c，导入的不同包中有相同类时，必须写类的全名以区分，否则将会报错。
六、jar包
类越来越多，我们可以用包来装，当包越来越多时，我们可以将包进行压缩。而java中用jar这个工具来对包进行压缩。压缩后的后缀名为jar。
jar.exe工具的一些命令：
创建jar包
jar -cvf mypack.jar packa packb
查看jar包
jar -tvf mypack.jar [>定向文件]
解压缩
jar -xvf mypack.jar
自定义jar包的清单文件
jar –cvfm mypack.jar mf.txt packa packb
jar包的好处：
1、 可以将多个包进行压缩到为一个文件。方便项目的携带。
2、 方便于使用，只要在classpath设置jar路径，即可以执行jar包中的java程序。
3、 数据库驱动，SSH框架等都是以jar包体现的。
小练习：
Demo类程序：
- package packab;//创建包packab
- public class Demo
- {
- public void show()
- {
- System.out.println("Demo show");
- System.out.println("Hello World!");
- }
- }
PackDemo类程序：
- package pack;//创建pack包
- import packab.Demo;//导入类Demo
- public class PackageDemo
- {
- public static void main(String[] args)
- {
- new Demo().show();//使用pack包中类Demo的方法
- }
- }
结果：
在目录下生产的包：
生成jar包命令：
目录中：
将两包删除，只剩下jar包。dos命令行指定classpath，然后输出的结果：
