1.接口

1.1接口的概述(理解)

  • 接口就是一种公共的规范标准,只要符合规范标准,大家都可以通用。
  • Java中接口存在的两个意义
  1. 用来定义规范
  2. 用来做功能的拓展

1.2接口的特点(记忆)

  • 接口用关键字interface修饰
public interface 接口名 {}
  • 类实现接口用implements表示
public class 类名 implements 接口名 {}
  • 接口不能实例化
    我们可以创建接口的实现类对象使用
  • 接口的子类
    要么重写接口中的所有抽象方法
    要么子类也是抽象类

1.3接口的成员特点(记忆)

  • 成员特点
  • 成员变量
    只能是常量
    默认修饰符:public static final
  • 构造方法
    没有,因为接口主要是扩展功能的,而没有具体存在
  • 成员方法
    只能是抽象方法
    默认修饰符:public abstract
    关于接口中的方法,JDK8和JDK9中有一些新特性,后面再讲解
  • 代码演示
  • 接口
public interface Inter {
    public static final int NUM = 10;

    public abstract void show();
}
  • 实现类
class InterImpl implements Inter{

    public void method(){
        // NUM = 20;
        System.out.println(NUM);
    }

    public void show(){

    }
}
  • 测试类
public class TestInterface {
    /*
        成员变量: 只能是常量 系统会默认加入三个关键字
                    public static final
        构造方法: 没有
        成员方法: 只能是抽象方法, 系统会默认加入两个关键字
                    public abstract
     */
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Inter.NUM);
    }
  
}

1.4类和接口的关系(记忆)

  • 类与类的关系
    继承关系,只能单继承,但是可以多层继承
  • 类与接口的关系
    实现关系,可以单实现,也可以多实现,还可以在继承一个类的同时实现多个接口
  • 接口与接口的关系
    继承关系,可以单继承,也可以多继承

2.接口组成更新

2.1接口组成更新概述【理解】

  • 常量
    public static final
  • 抽象方法
    public abstract
  • 默认方法(Java 8)
  • 静态方法(Java 8)
  • 私有方法(Java 9)

2.2接口中默认方法【应用】

  • 格式
    public default 返回值类型 方法名(参数列表) { }
  • 作用
    解决接口升级的问题
  • 范例
public default void show3() { 
}
  • 注意事项
  • 默认方法不是抽象方法,所以不强制被重写。但是可以被重写,重写的时候去掉default关键字
  • public可以省略,default不能省略
  • 如果实现了多个接口,多个接口中存在相同的方法声明,子类就必须对该方法进行重写

2.3接口中静态方法【应用】

  • 格式
    public static 返回值类型 方法名(参数列表) { }
  • 范例
public static void show() {
}
  • 注意事项
  • 静态方法只能通过接口名调用,不能通过实现类名或者对象名调用
  • public可以省略,static不能省略

2.4接口中私有方法【应用】

  • 私有方法产生原因
    Java 9中新增了带方法体的私有方法,这其实在Java 8中就埋下了伏笔:Java 8允许在接口中定义带方法体的默认方法和静态方法。这样可能就会引发一个问题:当两个默认方法或者静态方法中包含一段相同的代码实现时,程序必然考虑将这段实现代码抽取成一个共性方法,而这个共性方法是不需要让别人使用的,因此用私有给隐藏起来,这就是Java 9增加私有方法的必然性
  • 定义格式
  • 格式1
    private 返回值类型 方法名(参数列表) { }
  • 范例1
private void show() {  
}
  • 格式2
    private static 返回值类型 方法名(参数列表) { }
  • 范例2
private static void method() {  
}
  • 注意事项
  • 默认方法可以调用私有的静态方法和非静态方法
  • 静态方法只能调用私有的静态方法

3.多态

3.1多态的概述(记忆)

  • 什么是多态
    同一个对象,在不同时刻表现出来的不同形态
  • 多态的前提
  • 要有继承或实现关系
  • 要有方法的重写
  • 要有父类引用指向子类对象
  • 代码演示
class Animal {
    public void eat(){
        System.out.println("动物吃饭");
    }
}

class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}

public class Test1Polymorphic {
    /*
        多态的前提:

            1. 要有(继承 \ 实现)关系
            2. 要有方法重写
            3. 要有父类引用, 指向子类对象
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 当前事物, 是一只猫
        Cat c = new Cat();
        // 当前事物, 是一只动物
        Animal a = new Cat();
        a.eat();

    }
}

3.2多态中的成员访问特点(记忆)

  • 成员访问特点
  • 成员变量
    编译看父类,运行看父类
  • 成员方法
    编译看父类,运行看子类
  • 代码演示
class Fu {
    int num = 10;

    public void method(){
        System.out.println("Fu.. method");
    }
}

class Zi extends Fu {
    int num = 20;

    public void method(){
        System.out.println("Zi.. method");
    }
}

public class Test2Polymorpic {
    /*
         多态的成员访问特点:

                成员变量: 编译看左边 (父类), 运行看左边 (父类)

                成员方法: 编译看左边 (父类), 运行看右边 (子类)
     */
    public static void main(String[] args) {
        Fu f = new Zi();
        System.out.println(f.num);
        f.method();
    }
}

3.3多态的好处和弊端(记忆)

  • 好处
    提高程序的扩展性。定义方法时候,使用父类型作为参数,在使用的时候,使用具体的子类型参与操作
  • 弊端
    不能使用子类的特有成员

3.4多态中的转型(应用)

  • 向上转型
    父类引用指向子类对象就是向上转型
  • 向下转型
    格式:子类型 对象名 = (子类型)父类引用;
  • 代码演示
class Fu {
    public void show(){
        System.out.println("Fu..show...");
    }
}

class Zi extends Fu {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("Zi..show...");
    }

    public void method(){
        System.out.println("我是子类特有的方法, method");
    }
}

public class Test3Polymorpic {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 向上转型 : 父类引用指向子类对象
        Fu f = new Zi();
        f.show();
        // 多态的弊端: 不能调用子类特有的成员
        // f.method();

        // A: 直接创建子类对象
        // B: 向下转型

        // 2. 向下转型 : 从父类类型, 转换回子类类型
        Zi z = (Zi) f;
        z.method();
    }
}

3.5多态中转型存在的风险和解决方案 (应用)

  • 风险
    如果被转的引用类型变量,对应的实际类型和目标类型不是同一种类型,那么在转换的时候就会出现ClassCastException
  • 解决方案
  • 关键字
    instanceof
  • 使用格式
    变量名 instanceof 类型
    通俗的理解:判断关键字左边的变量,是否是右边的类型,返回boolean类型结果
  • 代码演示
abstract class Animal {
    public abstract void eat();
}

class Dog extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃肉");
    }

    public void watchHome(){
        System.out.println("看家");
    }
}

class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}

public class Test4Polymorpic {
    public static void main(String[] args) {
        useAnimal(new Dog());
        useAnimal(new Cat());
    }

    public static void useAnimal(Animal a){  // Animal a = new Dog();
                                             // Animal a = new Cat();
        a.eat();
        //a.watchHome();

//        Dog dog = (Dog) a;
//        dog.watchHome();  // ClassCastException  类型转换异常
      
        // 判断a变量记录的类型, 是否是Dog
        if(a instanceof Dog){
            Dog dog = (Dog) a;
            dog.watchHome();
        }
    }

}

4.内部类

4.1 内部类的基本使用(理解)

  • 内部类概念
  • 在一个类中定义一个类。举例:在一个类A的内部定义一个类B,类B就被称为内部类
  • 内部类定义格式
  • 格式&举例:
/*
	格式:
    class 外部类名{
    	修饰符 class 内部类名{
    	
    	}
    }
*/

class Outer {
    public class Inner {
        
    }
}
  • 内部类的访问特点
  • 内部类可以直接访问外部类的成员,包括私有
  • 外部类要访问内部类的成员,必须创建对象
  • 示例代码:
/*
    内部类访问特点:
        内部类可以直接访问外部类的成员,包括私有
        外部类要访问内部类的成员,必须创建对象
 */
public class Outer {
    private int num = 10;
    public class Inner {
        public void show() {
            System.out.println(num);
        }
    }
    public void method() {
        Inner i = new Inner();
        i.show();
    }
}

2.2 成员内部类(理解)

  • 成员内部类的定义位置
  • 在类中方法,跟成员变量是一个位置
  • 外界创建成员内部类格式
  • 格式:外部类名.内部类名 对象名 = 外部类对象.内部类对象;
  • 举例:Outer.Inner oi = new Outer().new Inner();
  • 私有成员内部类
  • 将一个类,设计为内部类的目的,大多数都是不想让外界去访问,所以内部类的定义应该私有化,私有化之后,再提供一个可以让外界调用的方法,方法内部创建内部类对象并调用。
  • 示例代码:
class Outer {
    private int num = 10;
    private class Inner {
        public void show() {
            System.out.println(num);
        }
    }
    public void method() {
        Inner i = new Inner();
        i.show();
    }
}
public class InnerDemo {
    public static void main(String[] args) {
		//Outer.Inner oi = new Outer().new Inner();
		//oi.show();
        Outer o = new Outer();
        o.method();
    }
}
  • 静态成员内部类
  • 静态成员内部类访问格式:外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类名.内部类名();
  • 静态成员内部类中的静态方法:外部类名.内部类名.方法名();
  • 示例代码
class Outer {
    static class Inner {
        public void show(){
            System.out.println("inner..show");
        }

        public static void method(){
            System.out.println("inner..method");
        }
    }
}

public class Test3Innerclass {
    /*
        静态成员内部类演示
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类名.内部类名();
        Outer.Inner oi = new Outer.Inner();
        oi.show();

        Outer.Inner.method();
    }
}

2.3 局部内部类(理解)

  • 局部内部类定义位置
  • 局部内部类是在方法中定义的类
  • 局部内部类方式方式
  • 局部内部类,外界是无法直接使用,需要在方法内部创建对象并使用
  • 该类可以直接访问外部类的成员,也可以访问方法内的局部变量
  • 示例代码
class Outer {
    private int num = 10;
    public void method() {
        int num2 = 20;
        class Inner {
            public void show() {
                System.out.println(num);
                System.out.println(num2);
            }
        }
        Inner i = new Inner();
        i.show();
    }
}
public class OuterDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Outer o = new Outer();
        o.method();
    }
}

2.4 匿名内部类(应用)

  • 匿名内部类的前提
  • 存在一个类或者接口,这里的类可以是具体类也可以是抽象类
  • 匿名内部类的格式
  • 格式:new 类名 ( ) { 重写方法 } new 接口名 ( ) { 重写方法 }
  • 举例:
new Inter(){
    @Override
    public void method(){}
}
  • 匿名内部类的本质
  • 本质:是一个继承了该类或者实现了该接口的子类匿名对象
  • 匿名内部类的细节
  • 匿名内部类可以通过多态的形式接受
Inter i = new Inter(){
  @Override
    public void method(){
        
    }
}
  • 匿名内部类直接调用方法
interface Inter{
    void method();
}

class Test{
    public static void main(String[] args){
        new Inter(){
            @Override
            public void method(){
                System.out.println("我是匿名内部类");
            }
        }.method();	// 直接调用方法
    }
}

2.4 匿名内部类在开发中的使用(应用)

  • 匿名内部类在开发中的使用
  • 当发现某个方法需要,接口或抽象类的子类对象,我们就可以传递一个匿名内部类过去,来简化传统的代码
  • 示例代码:
/*
    游泳接口
 */
interface Swimming {
    void swim();
}

public class TestSwimming {
    public static void main(String[] args) {
        goSwimming(new Swimming() {
            @Override
            public void swim() {
                System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧");
            }
        });
    }

    /**
     * 使用接口的方法
     */
    public static void goSwimming(Swimming swimming){
        /*
            Swimming swim = new Swimming() {
                @Override
                public void swim() {
                    System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧");
                }
            }
         */
        swimming.swim();
    }
}

5.Lambda表达式

5.1体验Lambda表达式【理解】

  • 代码演示
/*
    游泳接口
 */
interface Swimming {
    void swim();
}

public class TestSwimming {
    public static void main(String[] args) {
        // 通过匿名内部类实现
        goSwimming(new Swimming() {
            @Override
            public void swim() {
                System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧");
            }
        });

        /*  通过Lambda表达式实现
            理解: 对于Lambda表达式, 对匿名内部类进行了优化
         */
        goSwimming(() -> System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧"));
    }

    /**
     * 使用接口的方法
     */
    public static void goSwimming(Swimming swimming) {
        swimming.swim();
    }
}
  • 函数式编程思想概述
    在数学中,函数就是有输入量、输出量的一套计算方案,也就是“拿数据做操作”
    面向对象思想强调“必须通过对象的形式来做事情”
    函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法:“强调做什么,而不是以什么形式去做”
    而我们要学习的Lambda表达式就是函数式思想的体现

5.2Lambda表达式的标准格式【理解】

  • 格式:
    (形式参数) -> {代码块}
  • 形式参数:如果有多个参数,参数之间用逗号隔开;如果没有参数,留空即可
  • ->:由英文中画线和大于符号组成,固定写法。代表指向动作
  • 代码块:是我们具体要做的事情,也就是以前我们写的方法体内容
  • 组成Lambda表达式的三要素:
  • 形式参数,箭头,代码块

5.3Lambda表达式练习1【应用】

  • Lambda表达式的使用前提
  • 有一个接口
  • 接口中有且仅有一个抽象方法
  • 练习描述
    无参无返回值抽象方法的练习
  • 操作步骤
  • 定义一个接口(Eatable),里面定义一个抽象方法:void eat();
  • 定义一个测试类(EatableDemo),在测试类中提供两个方法
  • 一个方法是:useEatable(Eatable e)
  • 一个方法是主方法,在主方法中调用useEatable方法
  • 示例代码
//接口
public interface Eatable {
    void eat();
}
//实现类
public class EatableImpl implements Eatable {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("一天一苹果,医生远离我");
    }
}
//测试类
public class EatableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //在主方法中调用useEatable方法
        Eatable e = new EatableImpl();
        useEatable(e);

        //匿名内部类
        useEatable(new Eatable() {
            @Override
            public void eat() {
                System.out.println("一天一苹果,医生远离我");
            }
        });

        //Lambda表达式
        useEatable(() -> {
            System.out.println("一天一苹果,医生远离我");
        });
    }

    private static void useEatable(Eatable e) {
        e.eat();
    }
}

5.4Lambda表达式练习2【应用】

  • 练习描述
    有参无返回值抽象方法的练习
  • 操作步骤
  • 定义一个接口(Flyable),里面定义一个抽象方法:void fly(String s);
  • 定义一个测试类(FlyableDemo),在测试类中提供两个方法
  • 一个方法是:useFlyable(Flyable f)
  • 一个方法是主方法,在主方法中调用useFlyable方法
  • 示例代码
public interface Flyable {
    void fly(String s);
}

public class FlyableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //在主方法中调用useFlyable方法
        //匿名内部类
        useFlyable(new Flyable() {
            @Override
            public void fly(String s) {
                System.out.println(s);
                System.out.println("飞机自驾游");
            }
        });
        System.out.println("--------");

        //Lambda
        useFlyable((String s) -> {
            System.out.println(s);
            System.out.println("飞机自驾游");
        });

    }

    private static void useFlyable(Flyable f) {
        f.fly("风和日丽,晴空万里");
    }
}

5.5Lambda表达式练习3【应用】

  • 练习描述
    有参有返回值抽象方法的练习
  • 操作步骤
  • 定义一个接口(Addable),里面定义一个抽象方法:int add(int x,int y);
  • 定义一个测试类(AddableDemo),在测试类中提供两个方法
  • 一个方法是:useAddable(Addable a)
  • 一个方法是主方法,在主方法中调用useAddable方法
  • 示例代码
public interface Addable {
    int add(int x,int y);
}

public class AddableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //在主方法中调用useAddable方法
        useAddable((int x,int y) -> {
            return x + y;
        });

    }

    private static void useAddable(Addable a) {
        int sum = a.add(10, 20);
        System.out.println(sum);
    }
}

5.6Lambda表达式的省略模式【应用】

  • 省略的规则
  • 参数类型可以省略。但是有多个参数的情况下,不能只省略一个
  • 如果参数有且仅有一个,那么小括号可以省略
  • 如果代码块的语句只有一条,可以省略大括号和分号,和return关键字
  • 代码演示
public interface Addable {
    int add(int x, int y);
}

public interface Flyable {
    void fly(String s);
}

public class LambdaDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        useAddable((int x,int y) -> {
//            return x + y;
//        });
        //参数的类型可以省略
        useAddable((x, y) -> {
            return x + y;
        });

//        useFlyable((String s) -> {
//            System.out.println(s);
//        });
        //如果参数有且仅有一个,那么小括号可以省略
//        useFlyable(s -> {
//            System.out.println(s);
//        });

        //如果代码块的语句只有一条,可以省略大括号和分号
        useFlyable(s -> System.out.println(s));

        //如果代码块的语句只有一条,可以省略大括号和分号,如果有return,return也要省略掉
        useAddable((x, y) -> x + y);
    }

    private static void useFlyable(Flyable f) {
        f.fly("风和日丽,晴空万里");
    }

    private static void useAddable(Addable a) {
        int sum = a.add(10, 20);
        System.out.println(sum);
    }
}

5.7Lambda表达式的使用前提【理解】

  • 使用Lambda必须要有接口
  • 并且要求接口中有且仅有一个抽象方法

5.8Lambda表达式和匿名内部类的区别【理解】

  • 所需类型不同
  • 匿名内部类:可以是接口,也可以是抽象类,还可以是具体类
  • Lambda表达式:只能是接口
  • 使用限制不同
  • 如果接口中有且仅有一个抽象方法,可以使用Lambda表达式,也可以使用匿名内部类
  • 如果接口中多于一个抽象方法,只能使用匿名内部类,而不能使用Lambda表达式
  • 实现原理不同
  • 匿名内部类:编译之后,产生一个单独的.class字节码文件
  • Lambda表达式:编译之后,没有一个单独的.class字节码文件。对应的字节码会在运行的时候动态生成