java基础

java基础-part1

这一部分我想着重说一下基本的 java 格式搭建与基本运用如 Scanner的使用与封装与继承的基本概念。学会了这几部分那么java的基本语句就可以自行学习了。

1.框架搭建

public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("Hello World");
	}
}

这是一个简单的java程序，也是所有语言学习第一个代码”hello world“。接下来我将通过这个例子分析java程序的基本框架

第一行代码：

public class HelloWord{}

在程序中定义了一个名为HelloWorld的公共类（public class），该类是程序的入口点。Java程序中的每个类都必须以一个公共类来定义。文件名必须与公共类的名称相同，并以.java作为文件扩展名。换而言之，HelloWorld 指代文件名，它可以是任意的名字（须符合命名规则）且必须与程序文件名相同

第二行代码：

public static viod main(String[] stgs)

其中public static(公共静态方法)它是Java程序的起点。
在程序执行时，从主函数main方法开始执行（与c语言中相同）。
viod则指代返回一个空值，即不需要返回值。

String[] args

首先它存在好几种形式String... args,String args[]等，但我们为了避免歧义，主要使用第一种形式来写，但我们遇到到其他形式时也应该认识。

从形状来看，他是一个数组，可以理解为一个数组。那么为什么要存在一个数组呢？

在命令行中比如运行 Test.class 文件,你可以这样写：

java Test abc
相当于给数组传入了一个abc 字符串。也可以打印出来，可以作为简单的输入。

例如：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(args[0]);
    }
}

用控制台编译运行：

$ javac Test.java
$ java Test runoob
abc

我们会发现这个数组会记录我们的输入并储存。在Java中，main 方法的参数必须是一个 String 类型的数组 String[] args。这是由Java语言规范所定义的，这样设计的目的是为了接收命令行参数。因此，main 方法的参数只能是 String[] args，而不能直接传入其他类型。

2.Scanner的使用

在程序的编写中，我们经常遇到输入的情况。

例如example1

import java.util.Scanner;
public class example1{
	public static void main(String args[])
    {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入A的数值：");
        int A = sc.nextInt();
    System.out.println("A的数值为："+A);
    }
}

我们可以看出需要在开头引入import java.util.Scanner,它的作用是构建Scanner对象。

import加载已定义好的类或包，导入支持类（可以说JDK基础类或者自己编写的的类），可供本类调用方法和属性。import导入声明可分为两种导入声明：

1>单类型导入单类型导入单类型导入单类型导入(single-type-import)
2>按需类型导入按需类型导入按需类型导入按需类型导入(type-import-on-demand)

“importjava.util.*;”表示的是把util这个包下的全部类导入到程序中；而“importjava.util.Scanner;”表示的是只把util包下的Scanner类导入到程序中；

Scanner sc = new Scanner(System.in)

Scanner类的创建对象： Scanner A=new Scanner(System.in);

int A = sc.nextInt();

中 nextXxx中的Xxx 可为int Double 等，如果需要判断是否包含下一个字符串，则可省略Xxx。hasNextXxx() 判断是否还有下一个输入项,Xxx与next相同。

Scanner类中常用的方法next()和nextLine()的区别：

next()：作为字符串输入的方法，自动屏蔽掉输入的分隔符，如空格、Tab键、回车键，直到遇到有效地字符输入后，则将这些分隔符作为结束标志；

nextLine()；则是将从开始运行所输入的所有的字符，包括分隔符，均作为控制台输入，只有在遇到enter回车键时，才结束输入，并将所有的内容作为输入内容传给Scanner；也就是说，next()方法并不能返回带空格、Tab键、回车符的字符串，而nextLine可以；

注意

java 的程序编译中，区分大小写，如上图中Scanner的S必须是大写，Syestem的S，String的S……..

值得注意的是，此时可能会出现黄色报错Resource leak: ‘sc’ is never closed。该报错不影响程序的运行但会占用大量内存空间导致系统资源浪费，所以编译器给出了黄色报错。如需关闭只需在在设置输入内容的代码下一行输入 sc.close;

3.封装与继承

3.1.1封装

在面向对象程式设计方法中，封装（英语：Encapsulation）是指一种将抽象性函式接口的实现细节部分包装、隐藏起来的方法。

封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问。

要访问该类的代码和数据，必须通过严格的接口控制。

封装最主要的功能在于我们能修改自己的实现代码，而不用修改那些调用我们代码的程序片段。

适当的封装可以让程式码更容易理解与维护，也加强了程式码的安全性。

3.1.2封装的优点

1. 良好的封装能够减少耦合。
1. 类内部的结构可以自由修改。
1. 可以对成员变量进行更精确的控制。
1. 隐藏信息，实现细节。

3.1.3实现Java封装的步骤

修改属性的可见性来限制对属性的访问（一般限制为private），例如：

public class Person {
    private String name;
    private int age;
}

这段代码中，将 name 和 age 属性设置为私有的，只能本类才能访问，其他类都访问不了，如此就对信息进行了隐藏。

对每个值属性提供对外的公共方法访问，也就是创建一对赋取值方法，用于对私有属性的访问，例如：

public class Person{
    private String name;
    private int age;
    public int getAge(){
      return age;
    }
    public String getName(){
      return name;
    }
    public void setAge(int age){
      this.age = age;
    }
    public void setName(String name){
      this.name = name;
    }
}

采用 this 关键字是为了解决实例变量（private String name）和局部变量（setName(String name)中的name变量）之间发生的同名的冲突。

3.2应用举例

example1

import java.util.*;
class Member {
	public String name;//公共属性name
	public int salary;//公共属性salary
        private String sex;//私有属性sex
    	private String hobby;//私有属性hobby
	public void setSex(String sex) {//定义一个公共的方法来设置sex属性
		this.sex=sex;
	}
	public String getSex() {//定义一个公共的方法来获取sex属性
		return this.sex;
	}
        public void setHobby(String hobby) {//定义一个公共的方法来设置hobby属性
		this.hobby=hobby;
	}
	public String getHobby() {//定义一个公共的方法来获取hobby属性
		return this.hobby;
	}
	public void talk() {//定义一个公共的方法talk
		System.out.println(name+"聊得非常开心！");
	}
}
public class Demo {
	public static void main(String[] args) {
		Member m=new Member();
		m.name="小红";//对公共属性name直接赋值
                m.salary=5000;//对公共属性salary也可以直接赋值
		m.setSex("女");//对私有属性操作，要通过get来访问、set来更改的方法
		m.setHobby("逛街");//同上
		System.out.println("姓名:"+m.name+",性别:"+m.getSex()
				   +",薪水:"+m.salary+",爱好:"+m.getHobby()+"!");
		m.talk();//可以调用Member类中的公共方法talk
	}
}

运行结果如下：

上面这段代码，我们举例一个相对简单的例子，通过注释可以看到，这就实现了封装，对于公共属性name和salary，我们可以直接对其赋值；但是对于私有属性sex和hobby，我们需要通过使用set方法来为其赋值，再通过get方法来获取其值。

俗话说，概念理解的再多再准确，也不如写一段代码熟悉的更快！下面我们再举一个和上面类似的例子吧！！！

example2

import java.util.*;
class Young {
	private String name;
	private int age;
	private String major;
	public void setName(String name) {
		this.name=name;
	}
        public void setAge(int age) {
		this.age=age;
	}
	public void setMajor(String major) {
		this.major=major;
	}
	public String getName() {
		return this.name;
	}
	public int getAge() {
		return this.age;
	}
	public String getMajor() {
		return this.major;
	}
}
public class Forever {
	public static void main(String[] args) {
		Young member=new Young();
		member.setName("张三");
		member.setAge(20);
		member.setMajor("计算机科学与技术");
		System.out.println("学生姓名:"+member.getName()+
				  ",年龄:"+member.getAge()+
				  ",专业:"+member.getMajor()+"!");
	}
}

3.3 继承

3.3.1继承的概念

继承是java面向对象编程技术的一块基石，因为它允许创建分等级层次的类。

继承就是子类继承父类的特征和行为，使得子类对象（实例）具有父类的实例域和方法，或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。

兔子和羊属于食草动物类，狮子和豹属于食肉动物类。

食草动物和食肉动物又是属于动物类。

所以继承需要符合的关系是：is-a，父类更通用，子类更具体。

虽然食草动物和食肉动物都是属于动物，但是两者的属性和行为上有差别，所以子类会具有父类的一般特性也会具有自身的特性。

3.3.2类的继承格式

在 Java 中通过 extends 关键字可以申明一个类是从另外一个类继承而来的，一般形式如下：

class 父类 {
}
 
class 子类 extends 父类 {
}

3.3.3什么需要继承

接下来我们通过实例来说明这个需求。

开发动物类，其中动物分别为企鹅以及老鼠，要求如下：

企鹅：属性（姓名，id），方法（吃，睡，自我介绍）
老鼠：属性（姓名，id），方法（吃，睡，自我介绍）

企鹅类

public class Penguin { 
    private String name; 
    private int id; 
    public Penguin(String myName, int  myid) { 
        name = myName; 
        id = myid; 
    } 
    public void eat(){ 
        System.out.println(name+"正在吃"); 
    }
    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡");
    }
    public void introduction() { 
        System.out.println("大家好！我是"         + id + "号" + name + "."); 
    } 
}

老鼠类

public class Mouse { 
    private String name; 
    private int id; 
    public Mouse(String myName, int  myid) { 
        name = myName; 
        id = myid; 
    } 
    public void eat(){ 
        System.out.println(name+"正在吃"); 
    }
    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡");
    }
    public void introduction() { 
        System.out.println("大家好！我是"         + id + "号" + name + "."); 
    } 
}

从这两段代码可以看出，代码存在重复，导致代码量大且臃肿，而且维护性不高(主要表现是后期需要修改的时候，需要修改很多的代码，容易出错)。要从根本上解决这两段代码的问题，就需要继承，将两段代码中相同的部分提取出来组成一个父类：

公共父类

public class Animal { 
    private String name;  
    private int id; 
    public Animal(String myName, int myid) { 
        name = myName; 
        id = myid;
    } 
    public void eat(){ 
        System.out.println(name+"正在吃"); 
    }
    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡");
    }
    public void introduction() { 
        System.out.println("大家好！我是"         + id + "号" + name + "."); 
    } 
}

这个Animal类就可以作为一个父类，然后企鹅类和老鼠类继承这个类之后，就具有父类当中的属性和方法，子类就不会存在重复的代码，维护性也提高，代码也更加简洁，提高代码的复用性（复用性主要是可以多次使用，不用再多次写同样的代码）继承之后的代码

企鹅类

public class Penguin extends Animal { 
    public Penguin(String myName, int myid) { 
        super(myName, myid); 
    } 
}

老鼠类

public class Mouse extends Animal { 
    public Mouse(String myName, int myid) { 
        super(myName, myid); 
    } 
}

3.3.5继承类型

需要注意的是 Java 不支持多继承，但支持多重继承。

![](java-extends-2020-12-08.png (661×671))

3.3.6继承的特性

子类拥有父类非 private 的属性、方法。
子类可以拥有自己的属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。
子类可以用自己的方式实现父类的方法。
Java 的继承是单继承，但是可以多重继承，单继承就是一个子类只能继承一个父类，多重继承就是，例如 B 类继承 A 类，C 类继承 B 类，所以按照关系就是 B 类是 C 类的父类，A 类是 B 类的父类，这是 Java 继承区别于 C++ 继承的一个特性。
提高了类之间的耦合性（继承的缺点，耦合度高就会造成代码之间的联系越紧密，代码独立性越差）。

3.4继承关键字

继承可以使用 extends 和 implements 这两个关键字来实现继承，而且所有的类都是继承于 java.lang.Object，当一个类没有继承的两个关键字，则默认继承 Object（这个类在 java.lang 包中，所以不需要 import）祖先类。

extends关键字

public class Animal { 
    private String name;   
    private int id; 
    public Animal(String myName, int myid) { 
        //初始化属性值
    } 
    public void eat() {  //吃东西方法的具体实现  } 
    public void sleep() { //睡觉方法的具体实现  } 
} 
 
public class Penguin  extends  Animal{ 
}

implements关键字

使用 implements 关键字可以变相的使java具有多继承的特性，使用范围为类继承接口的情况，可以同时继承多个接口（接口跟接口之间采用逗号分隔）。

public interface A {
    public void eat();
    public void sleep();
}
 
public interface B {
    public void show();
}
 
public class C implements A,B {
}

super 与 this 关键字

super 关键字：我们可以通过 super 关键字来实现对父类成员的访问，用来引用当前对象的父类。

this 关键字：指向自己的引用，引用当前对象，即它所在的方法或构造函数所属的对象实例。。

class Animal {
    void eat() {
        System.out.println("animal : eat");
    }
}
 
class Dog extends Animal {
    void eat() {
        System.out.println("dog : eat");
    }
    void eatTest() {
        this.eat();   // this 调用自己的方法
        super.eat();  // super 调用父类方法
    }
}
 
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Animal();
        a.eat();
        Dog d = new Dog();
        d.eatTest();
    }
}

输出结果为：

1
2
3

animal : eat
dog : eat
animal : eat

在 Java 中，类的继承是单一继承，也就是说，一个子类只能拥有一个父类，所以 extends 只能继承一个类。

final 关键字

final 可以用来修饰变量（包括类属性、对象属性、局部变量和形参）、方法（包括类方法和对象方法）和类。

final 含义为 “最终的”。

使用 final 关键字声明类，就是把类定义定义为最终类，不能被继承，或者用于修饰方法，该方法不能被子类重写：

声明类：
1
final class 类名 {//类体}

声明方法：

1	修饰符(public/private/default/protected) final 返回值类型方法名(){//方法体}

注： final 定义的类，其中的属性、方法不是 final 的。

3.5封装与继承实战！

编写描述动物的继承关系程序。动物包括山羊和狼，山羊和狼都具有名称和重量，但它们的行为不同，山羊吃草，狼吃肉，它们的叫声也不同，但走路行为一致。通过继承实现以上需求，并编写测试程序验证。

>package ShiZhan;
>abstract class Animal{
   private String name;
   private double weight;
   
   public Animal (String name, double weight){
       this.name = name;
       this.weight= weight;
   }
   public String getName(){
       return name;
   }
   public double getWeight(){
       return weight;
   }
   public abstract void eat();
   public abstract void makeSound();

   public void walk(){
       System.out.println(name+"在奔跑");
   }
 }
class Goat extends Animal{
   public Goat (String name,double weight){
   super(name, weight);
   }
   public void eat(){
       System.out.println(getName()+"在吃草");
   }
   public void makeSound(){
       System.out.println(getName()+"说：咩~~~~~");
   }
   public void weight1(){
       System.out.println("体重是："+getWeight());
   }
} 
class Wolf extends Animal{
   public Wolf (String name, double weight){
       super(name, weight);
   }
   public void eat(){
       System.out.println(getName()+"在吃肉");
   }
   public void makeSound(){
       System.out.println(getName()+"说：喔~~~~~~~");
   }
   public void weight1(){
       System.out.println("体重是："+getWeight());
   }

}
>public class AinmalTest {
   public static void main(String[] arg){
       Goat goat = new Goat("灰太狼",45.0);
       Wolf wolf = new Wolf("喜羊羊",30.0);
   System.out.println("关于羊：");
   goat.eat();
   goat.makeSound();
   goat.walk();
   goat.weight1();

   System.out.println();

   System.out.println("关于狼");
   wolf.eat();
   wolf.makeSound();
   wolf.walk();
   wolf.weight1();
   }
>}