菜鸟教程 Java 学习笔记 (基础教程)

1、Java 对象和类

Java作为一种面向对象的语言，支持以下基本概念：多态、继承、封装、抽象、类、对象
实例、方法、重载。

对象：对象是类的一个实例，有状态和行为。
类：类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态。

1.1 创建对象

对象是根据类创建的，在Java中，使用关键字new来创建一个新的对象。创建对象需要以下三步：
(1) 声明：声明一个对象，包括对象名称和对象类型。
(2) 实例化：使用关键字new来创建一个对象。
(3) 初始化：使用new创建对象时，会调用构造方法初始化对象。

1.2 构造方法

每个类都有构造方法。如果没有显式地为类定义构造方法，Java编译器将会为该类提供一个默认构造方法。
在创建一个对象的时候，至少要调用一个构造方法。构造方法的名称必须与类同名，一个类可以有多个构造方法。
下面是一个构造方法示例：

public class Puppy{
   public Puppy(String name){
      //这个构造器仅有一个参数：name
      System.out.println("小狗的名字是 : " + name ); 
   }
   public static void main(String []args){
      // 下面的语句将创建一个Puppy对象
      Puppy myPuppy = new Puppy( "tommy" );
   }
}

1.3 Java包

包主要用来对类和接口进行分类。当开发Java程序时，可能编写成百上千的类，因此很有必要对类和接口进行分类。

1.4 Import语句

在Java中，如果给出一个完整的限定名，包括包名、类名，那么Java编译器就可以很容易地定位到源代码或者类。Import语句就是用来提供一个合理的路径，使得编译器可以找到某个类。
例如，下面的命令行将会命令编译器载入java_installation/java/io路径下的所有类

import java.io.*;

一个简单的例子

在该例子中，我们创建两个类：Employee 和 EmployeeTest。
首先打开文本编辑器，把下面的代码粘贴进去。注意将文件保存为 Employee.java。
Employee类有四个成员变量：name、age、designation和salary。该类显式声明了一个构造方法，该方法只有一个参数。

Employee.java 文件代码：

import java.io.*;

public class Employee{
   String name;
   int age;
   String designation;
   double salary;
   // Employee 类的构造器
   public Employee(String name){
      this.name = name;
   }
   // 设置age的值
   public void empAge(int empAge){
      age =  empAge;
   }
   /* 设置designation的值*/
   public void empDesignation(String empDesig){
      designation = empDesig;
   }
   /* 设置salary的值*/
   public void empSalary(double empSalary){
      salary = empSalary;
   }
   /* 打印信息 */
   public void printEmployee(){
      System.out.println("名字:"+ name );
      System.out.println("年龄:" + age );
      System.out.println("职位:" + designation );
      System.out.println("薪水:" + salary);
   }
}

程序都是从main方法开始执行。为了能运行这个程序，必须包含main方法并且创建一个实例对象。
下面给出EmployeeTest类，该类实例化2个 Employee 类的实例，并调用方法设置变量的值。
将下面的代码保存在 EmployeeTest.jav a文件中。

EmployeeTest.java 文件代码：

import java.io.*;
public class EmployeeTest{

   public static void main(String args[]){
      /* 使用构造器创建两个对象 */
      Employee empOne = new Employee("RUNOOB1");
      Employee empTwo = new Employee("RUNOOB2");

      // 调用这两个对象的成员方法
      empOne.empAge(26);
      empOne.empDesignation("高级程序员");
      empOne.empSalary(1000);
      empOne.printEmployee();

      empTwo.empAge(21);
      empTwo.empDesignation("菜鸟程序员");
      empTwo.empSalary(500);
      empTwo.printEmployee();
   }
}

编译这两个文件并且运行 EmployeeTest 类，可以看到如下结果：

$ javac EmployeeTest.java
$ java EmployeeTest 
名字:RUNOOB1
年龄:26
职位:高级程序员
薪水:1000.0
名字:RUNOOB2
年龄:21
职位:菜鸟程序员
薪水:500.0

2、Java 基本数据类型

2.1 Java语言提供了八种基本类型

1、byte

byte数据类型是8位、有符号的，以二进制补码表示的整数；
最小值是-128（-2^7）；
最大值是127（2^7-1）；
默认值是0；
byte类型用在大型数组中节约空间，主要代替整数，因为byte变量占用的空间只有int类型的四分之一；
例子：byte a = 100，byte b = -50。

2、short

short数据类型是16位、有符号的以二进制补码表示的整数
最小值是-32768（-2^15）；
最大值是32767（2^15 - 1）；
Short数据类型也可以像byte那样节省空间。一个short变量是int型变量所占空间的二分之一；
默认值是0；
例子：short s = 1000，short r = -20000。

3、int

int数据类型是32位、有符号的以二进制补码表示的整数；
最小值是-2,147,483,648（-2^31）；
最大值是2,147,483,647（2^31 - 1）；
一般地整型变量默认为int类型；
默认值是0；
例子：int a = 100000, int b = -200000。

4、long

long数据类型是64位、有符号的以二进制补码表示的整数；
最小值是-9,223,372,036,854,775,808（-2^63）；
最大值是9,223,372,036,854,775,807（2^63 -1）；
这种类型主要使用在需要比较大整数的系统上；
默认值是0L；
例子： long a = 100000L，Long b = -200000L。

5、float

float数据类型是单精度、32位、符合IEEE 754标准的浮点数；
float在储存大型浮点数组的时候可节省内存空间；
默认值是0.0f；
浮点数不能用来表示精确的值，如货币；
例子：float f1 = 234.5f。

6、double

double数据类型是双精度、64位、符合IEEE 754标准的浮点数；
浮点数的默认类型为double类型；
double类型同样不能表示精确的值，如货币；
默认值是0.0d；
例子：double d1 = 123.4。

7、boolean

boolean数据类型表示一位的信息；
只有两个取值：true和false；
这种类型只作为一种标志来记录true/false情况；
默认值是false；
例子：boolean one = true。

8、char

char类型是一个单一的16位Unicode字符；
最小值是’\u0000’（即为0）；
最大值是’\uffff’（即为65,535）；
char数据类型可以储存任何字符；
例子：char letter = ‘A’。

2.2 Java常量

常量在程序运行时，不会被修改的量。
在 Java 中使用 final 关键字来修饰常量，声明方式和变量类似：

final double PI = 3.1415927;

3. Java变量类型

Java语言支持的变量类型有：局部变量、成员变量、类变量。

3.1 局部变量

1、局部变量声明在方法、构造方法或者语句块中；
2、局部变量在方法、构造方法、或者语句块被执行的时候创建，当它们执行完成后，变量3、将会被销毁；
4、访问修饰符不能用于局部变量；
5、局部变量只在声明它的方法、构造方法或者语句块中可见；
6、局部变量是在栈上分配的。
7、局部变量没有默认值，所以局部变量被声明后，必须经过初始化，才可以使用。

3.2 实例变量

1、实例变量声明在一个类中，但在方法、构造方法和语句块之外；
2、当一个对象被实例化之后，每个实例变量的值就跟着确定；
3、实例变量在对象创建的时候创建，在对象被销毁的时候销毁；
4、实例变量的值应该至少被一个方法、构造方法或者语句块引用，使得外部能够通过这些5、方式获取实例变量信息；
6、实例变量可以声明在使用前或者使用后；
7、访问修饰符可以修饰实例变量；
8、实例变量对于类中的方法、构造方法或者语句块是可见的。一般情况下应该把实例变量9、设为私有。通过使用访问修饰符可以使实例变量对子类可见；
10、实例变量具有默认值。数值型变量的默认值是0，布尔型变量的默认值是false，引用类型变量的默认值是null。变量的值可以在声明时指定，也可以在构造方法中指定；
11、实例变量可以直接通过变量名访问。但在静态方法以及其他类中，就应该使用完全限定名：ObejectReference.VariableName。

3.2 类变量 (静态变量)

1、类变量也称为静态变量，在类中以static关键字声明，但必须在方法构造方法和语句块之外。
2、无论一个类创建了多少个对象，类只拥有类变量的一份拷贝。
3、静态变量除了被声明为常量外很少使用。常量是指声明为public/private，final和static类型的变量。常量初始化后不可改变。
4、静态变量储存在静态存储区。经常被声明为常量，很少单独使用static声明变量。
5、静态变量在程序开始时创建，在程序结束时销毁。
6、与实例变量具有相似的可见性。但为了对类的使用者可见，大多数静态变量声明为public类型。
7、默认值和实例变量相似。数值型变量默认值是0，布尔型默认值是false，引用类型默认值是null。变量的值可以在声明的时候指定，也可以在构造方法中指定。此外，静态变量还可以在静态语句块中初始化。
8、静态变量可以通过：ClassName.VariableName的方式访问。
9、类变量被声明为public static final类型时，类变量名称一般建议使用大写字母。如果静态变量不是public和final类型，其命名方式与实例变量以及局部变量的命名方式一致。

4. Java 修饰符

Java语言提供了很多修饰符，主要分为以下两类：访问修饰符、非访问修饰符；

4.1 访问控制修饰符

Java中，可以使用访问控制符来保护对类、变量、方法和构造方法的访问。Java支持4种不同的访问权限。
1、默认的，也称为 default，在同一包内可见，不使用任何修饰符。
2、私有的，以 private 修饰符指定，在同一类内可见。
3、共有的，以 public 修饰符指定，对所有类可见。
4、受保护的，以 protected 修饰符指定，对同一包内的类和所有子类可见。

4.2 非访问控制修饰符

为了实现一些其他的功能，Java 也提供了许多非访问修饰符。

4.2.1 static 修饰符，用来创建类方法和类变量。

静态变量：
static 关键字用来声明独立于对象的静态变量，无论一个类实例化多少对象，它的静态变量只有一份拷贝。 静态变量也被成为类变量。局部变量不能被声明为 static 变量。

静态方法：
static 关键字用来声明独立于对象的静态方法。静态方法不能使用类的非静态变量。静态方法从参数列表得到数据，然后计算这些数据。

对类变量和方法的访问可以直接使用 classname.variablename 和 classname.methodname 的方式访问。
如下例所示，static修饰符用来创建类方法和类变量。

4.2.2 final 修饰符，用来修饰类、方法和变量

final 修饰的类不能够被继承，修饰的方法不能被继承类重新定义，修饰的变量为常量，是不可修改的。

final 变量
final 变量能被显式地初始化并且只能初始化一次。被声明为 final 的对象的引用不能指向不同的对象。但是 final 对象里的数据可以被改变。也就是说 final 对象的引用不能改变，但是里面的值可以改变。
final 修饰符通常和 static 修饰符一起使用来创建类常量。

final 方法
类中的 final 方法可以被子类继承，但是不能被子类修改。
声明 final 方法的主要目的是防止该方法的内容被修改。
如下所示，使用 final 修饰符声明方法。

final 类
final 类不能被继承，没有类能够继承 final 类的任何特性。

4.2.3 abstract 修饰符，用来创建抽象类和抽象方法。

抽象类
抽象类不能用来实例化对象，声明抽象类的唯一目的是为了将来对该类进行扩充。
一个类不能同时被 abstract 和 final 修饰。如果一个类包含抽象方法，那么该类一定要声明为抽象类，否则将出现编译错误。
抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。

抽象方法
抽象方法是一种没有任何实现的方法，该方法的的具体实现由子类提供。
抽象方法不能被声明成 final 和 static。
任何继承抽象类的子类必须实现父类的所有抽象方法，除非该子类也是抽象类。
如果一个类包含若干个抽象方法，那么该类必须声明为抽象类。抽象类可以不包含抽象方法。
抽象方法的声明以分号结尾，例如：public abstract sample();。

4.2.4 synchronized 修饰符

synchronized 关键字声明的方法同一时间只能被一个线程访问。synchronized 修饰符可以应用于四个访问修饰符。

4.2.5 transient 修饰符

序列化的对象包含被 transient 修饰的实例变量时，java 虚拟机(JVM)跳过该特定的变量。
该修饰符包含在定义变量的语句中，用来预处理类和变量的数据类型。

4.2.5 volatile 修饰符

volatile 修饰的成员变量在每次被线程访问时，都强制从共享内存中重新读取该成员变量的值。而且，当成员变量发生变化时，会强制线程将变化值回写到共享内存。这样在任何时刻，两个不同的线程总是看到某个成员变量的同一个值。
一个 volatile 对象引用可能是 null。

5. Java 循环结构

Java中有三种主要的循环结构：
while 循环
do…while 循环
for 循环

1、while 循环

while是最基本的循环，它的结构为：

while( 布尔表达式 ) {
  //循环内容
}

2、do…while 循环

对于 while 语句而言，如果不满足条件，则不能进入循环。但有时候我们需要即使不满足条件，也至少执行一次。
do…while 循环和 while 循环相似，不同的是，do…while 循环至少会执行一次。

do {
       //代码语句
}while(布尔表达式);

3、for循环

虽然所有循环结构都可以用 while 或者 do…while表示，但 Java 提供了另一种语句 —— for 循环，使一些循环结构变得更加简单。
for循环执行的次数是在执行前就确定的。语法格式如下：

for(初始化; 布尔表达式; 更新) {
    //代码语句
}

4、Java 增强 for 循环

Java5 引入了一种主要用于数组的增强型 for 循环。
Java 增强 for 循环语法格式如下:

for(声明语句 : 表达式)
{
   //代码句子
}

5、break 关键字

break 主要用在循环语句或者 switch 语句中，用来跳出整个语句块。
break 跳出最里层的循环，并且继续执行该循环下面的语句。

6、continue 关键字

continue 适用于任何循环控制结构中。作用是让程序立刻跳转到下一次循环的迭代。
在 for 循环中，continue 语句使程序立即跳转到更新语句。
在 while 或者 do…while 循环中，程序立即跳转到布尔表达式的判断语句。

6. Java Number 类

一般地，当需要使用数字的时候，我们通常使用内置数据类型，如：byte、int、long、double 等。

然而，在实际开发过程中，我们经常会遇到需要使用对象，而不是内置数据类型的情形。为了解决这个问题，Java 语言为每一个内置数据类型提供了对应的包装类。
所有的包装类（Integer、Long、Byte、Double、Float、Short）都是抽象类 Number 的子类。

Number 方法

1、xxxValue() 
将number对象转换为xxx数据类型的值并返回。

2、compareTo()
将number对象与参数比较。

3、equals()
判断number对象是否与参数相等

4、valueOf()
返回一个 Number 对象指定的内置数据类型

5、toString()
以字符串形式返回值。

6、parseInt()
将字符串解析为int类型。

7、abs()
返回参数的绝对值。

8、min()
返回两个参数中的最小值。

9、max()
返回两个参数中的最大值。

10、random()
返回一个随机数。

7. Java String 类

字符串广泛应用 在Java 编程中，在 Java 中字符串属于对象，Java 提供了 String 类来创建和操作字符串。

7.1 创建字符串

创建字符串最简单的方式如下:

String str = "这是一个字符串";


注意:String 类是不可改变的，所以你一旦创建了 String 对象，那它的值就无法改变了。
如果需要对字符串做很多修改，那么应该选择使用 StringBuffer & StringBuilder 类。

7.2 字符串长度

用于获取有关对象的信息的方法称为访问器方法。
String 类的一个访问器方法是 length() 方法，它返回字符串对象包含的字符数。

public class StringDemo {
    public static void main(String args[]) {
        String site = "www.runoob.com";
        int len = site.length();
        System.out.println( "菜鸟教程网址长度 : " + len );
   }
}

7.3 连接字符串

String 类提供了连接两个字符串的方法：

string1.concat(string2);

更常用的是使用’+’操作符来连接字符串，如：

"Hello," + " runoob" + "!"

7.4 创建格式化字符串

我们知道输出格式化数字可以使用 printf() 和 format() 方法。
String 类使用静态方法 format() 返回一个String 对象而不是 PrintStream 对象。
String 类的静态方法 format() 能用来创建可复用的格式化字符串，而不仅仅是用于一次打印输出。
如下所示：

System.out.printf("浮点型变量的的值为 " +
                  "%f, 整型变量的值为 " +
                  " %d, 字符串变量的值为 " +
                  "is %s", floatVar, intVar, stringVar);

你也可以这样写

String fs;
fs = String.format("浮点型变量的的值为 " +
                   "%f, 整型变量的值为 " +
                   " %d, 字符串变量的值为 " +
                   " %s", floatVar, intVar, stringVar);

7. Java 方法

7.1 方法概述

1、Java方法是语句的集合，它们在一起执行一个功能。

• 方法是解决一类问题的步骤的有序组合
• 方法包含于类或对象中
• 方法在程序中被创建，在其他地方被引用

2、方法的优点

• 使程序变得更简短而清晰。
• 有利于程序维护。
• 可以提高程序开发的效率。
• 提高了代码的重用性。

3、方法的命名规则

• 必须以字母、’_’或’＄’开头。
• 可以包括数字，但不能以它开头。

7.2 方法的定义

一般情况下，定义一个方法包含以下语法：

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型 参数名){
    ...
    方法体
    ...
    return 返回值;
}

方法包含一个方法头和一个方法体。下面是一个方法的所有部分：

• 修饰符：修饰符，这是可选的，告诉编译器如何调用该方法。定义了该方法的访问类型。

• 返回值类型 ：方法可能会返回值。returnValueType
  是方法返回值的数据类型。有些方法执行所需的操作，但没有返回值。在这种情况下，returnValueType 是关键字void。

• 方法名：是方法的实际名称。方法名和参数表共同构成方法签名。

• 参数类型：参数像是一个占位符。当方法被调用时，传递值给参数。这个值被称为实参或变量。参数列表是指方法的参数类型、顺序和参数的个数。参数是可选的，方法可以不包含任何参数。

• 方法体：方法体包含具体的语句，定义该方法的功能。

7.3 方法的调用

Java 支持两种调用方法的方式，根据方法是否返回值来选择。
当程序调用一个方法时，程序的控制权交给了被调用的方法。当被调用方法的返回语句执行或者到达方法体闭括号时候交还控制权给程序。
当方法返回一个值的时候，方法调用通常被当做一个值。例如：

int larger = max(30, 40);

如果方法返回值是void，方法调用一定是一条语句。例如，方法println返回void。下面的调用是个语句：

System.out.println("欢迎访问菜鸟教程！");

7.4 方法的重载

方法重载是指在一个类中定义多个同名的方法，但要求每个方法具有不同的参数的类型或参数的个数。Java的方法重载，就是在类中可以创建多个方法，它们可以有相同的名字，但必须具有不同的参数，即或者是参数的个数不同，或者是参数的类型不同。调用方法时通过传递给它们的不同个数和类型的参数来决定具体使用哪个方法

7.5 构造方法

构造方法是一种特殊的方法，它是一个与类同名且没有返回值类型的方法。对象的创建就是通过构造方法来完成，其功能主要是完成对象的初始化。当类实例化一个对象时会自动调用构造方法。构造方法和其他方法一样也可以重载。

8 Java继承

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。

继承的好处就是可以减少重复的代码，提高代码的维护性，代码也更加简洁，提高代码的复用性。

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 { 
   
}

继承的特性

1. 子类拥有父类非private的属性，方法。

2. 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。

3. 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A类继承B类，B类继承C类，所以按照关系就是C类是B类的父类，B类是A类的父类，这是java继承区别于C++继承的一个特性。

4. 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）。

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

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。

public class Animal { 
    
    private String name;   
    private int id; 
    public Animal(String myName, String 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。

final关键字

final 关键字声明类可以把类定义为不能继承的，即最终类；或者用于修饰方法，该方法不能被子类重写：

声明类：
final class 类名 { 
   //类体}

声明方法：
修饰符(public,private,void,protected等) final 返回值类型 方法名(){
  
  //方法体}

注:实例变量也可以被定义为 final，被定义为 final 的变量不能被修改。被声明为 final 类的方法自动地声明为 final，但是实例变量并不是 final

构造器

子类不能继承父类的构造器（构造方法或者构造函数），但是父类的构造器带有参数的，则必须在子类的构造器中显式地通过super关键字调用父类的构造器并配以适当的参数列表。
如果父类有无参构造器，则在子类的构造器中用super调用父类构造器不是必须的，如果没有使用super关键字，系统会自动调用父类的无参构造器。

9 Java 重写(Override)与重载(Overload)

9.1 重写

重写是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写, 返回值和形参都不能改变。即外壳不变，核心重写！
重写的好处在于子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。 也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。
重写方法不能抛出新的检查异常或者比被重写方法申明更加宽泛的异常。例如： 父类的一个方法申明了一个检查异常 IOException，但是在重写这个方法的时候不能抛出 Exception 异常，因为 Exception 是 IOException 的父类，只能抛出 IOException 的子类异常。

方法的重写规则

• 参数列表必须完全与被重写方法的相同；

• 返回类型必须完全与被重写方法的返回类型相同；

• 访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类的一个方法被声明为public，那么在子类中重写该方法就不能声明为protected。

• 父类的成员方法只能被它的子类重写。

• 声明为final的方法不能被重写。

• 声明为static的方法不能被重写，但是能够被再次声明。

• 子类和父类在同一个包中，那么子类可以重写父类所有方法，除了声明为private和final的方法。

• 子类和父类不在同一个包中，那么子类只能够重写父类的声明为public和protected的非final方法。

• 重写的方法能够抛出任何非强制异常，无论被重写的方法是否抛出异常。但是，重写的方法不能抛出新的强制性异常，或者比被重写方法声明的更广泛的强制性异常，反之则可以。

• 构造方法不能被重写。

• 如果不能继承一个方法，则不能重写这个方法。

Super关键字的使用

当需要在子类中调用父类的被重写方法时，要使用super关键字。

9.2 重载(Overload)

重载(overloading) 是在一个类里面，方法名字相同，而参数不同。返回类型可以相同也可以不同。
每个重载的方法（或者构造函数）都必须有一个独一无二的参数类型列表。
只能重载构造函数。

重载规则

• 被重载的方法必须改变参数列表(参数个数或类型或顺序不一样)；
• 被重载的方法可以改变返回类型；
• 被重载的方法可以改变访问修饰符；
• 被重载的方法可以声明新的或更广的检查异常；
• 方法能够在同一个类中或者在一个子类中被重载。
• 无法以返回值类型作为重载函数的区分标准。

方法的重写(Overriding)和重载(Overloading)是java多态性的不同表现，重写是父类与子类之间多态性的一种表现，重载是一类中多态性的一种表现。

10 Java 多态

多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。多态性是对象多种表现形式的体现。

多态的优点

1. 消除类型之间的耦合关系
2. 可替换性
3. 可扩充性
4. 接口性
5. 灵活性
6. 简化性

多态存在的三个必要条件

• 继承
• 重写
• 父类引用指向子类对象

10 Java 抽象类

在面向对象的概念中，所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来，并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。
抽象类除了不能实例化对象之外，类的其它功能依然存在，成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。
由于抽象类不能实例化对象，所以抽象类必须被继承，才能被使用。也是因为这个原因，通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。
父类包含了子类集合的常见的方法，但是由于父类本身是抽象的，所以不能使用这些方法。
在Java中抽象类表示的是一种继承关系，一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。

在Java语言中使用abstract class来定义抽象类。

抽象方法

如果你想设计这样一个类，该类包含一个特别的成员方法，该方法的具体实现由它的子类确定，那么你可以在父类中声明该方法为抽象方法。
Abstract关键字同样可以用来声明抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。
抽象方法没有定义，方法名后面直接跟一个分号，而不是花括号。

public abstract class Employee
{
   private String name;
   private String address;
   private int number;

   public abstract double computePay();

   //其余代码
}

声明抽象方法会造成以下两个结果：

• 如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。
• 任何子类必须重写父类的抽象方法，或者声明自身为抽象类。

继承抽象方法的子类必须重写该方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能用来实例化对象。

抽象类总结规定

1. 抽象类不能被实例化(初学者很容易犯的错)，如果被实例化，就会报错，编译无法通过。只有抽象类的非抽象子类可以创建对象。
2. 抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。
3. 抽象类中的抽象方法只是声明，不包含方法体，就是不给出方法的具体实现也就是方法的具体功能。
4. 构造方法，类方法（用static修饰的方法）不能声明为抽象方法。
5. 抽象类的子类必须给出抽象类中的抽象方法的具体实现，除非该子类也是抽象类。

11 Java 抽象类

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作细节部份包装、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。

封装的优点

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

11 Java 接口

接口（英文：Interface），在JAVA编程语言中是一个抽象类型，是抽象方法的集合，接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。

接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。
除非实现接口的类是抽象类，否则该类要定义接口中的所有方法。
接口无法被实例化，但是可以被实现。一个实现接口的类，必须实现接口内所描述的所有方法，否则就必须声明为抽象类。另外，在 Java 中，接口类型可用来声明一个变量，他们可以成为一个空指针，或是被绑定在一个以此接口实现的对象。

接口与类相似点：

• 一个接口可以有多个方法。
• 接口文件保存在 .java 结尾的文件中，文件名使用接口名。
• 接口的字节码文件保存在 .class结尾的文件中。

• 接口相应的字节码文件必须在与包名称相匹配的目录结构中。

  接口与类的区别：

• 接口不能用于实例化对象。
• 接口没有构造方法。
• 接口中所有的方法必须是抽象方法。
• 接口不能包含成员变量，除了 static 和 final 变量。
• 接口不是被类继承了，而是要被类实现。
• 接口支持多重继承。

接口特性

• 接口中每一个方法也是隐式抽象的,接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract（只能是 public abstract，其他修饰符都会报错）。
• 接口中可以含有变量，但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量（并且只能是 public，用private 修饰会报编译错误。

• 接口中的方法是不能在接口中实现的，只能由实现接口的类来实现接口中的方法。

  抽象类和接口的区别

  1. 抽象类中的方法可以有方法体，就是能实现方法的具体功能，但是接口中的方法不行。
  2. 抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是 public static final 类型的。
  3. 接口中不能还有静态代码块以及静态方法(用 static 修饰的方法)，而抽象类是可以有静态代码块和静态方法。
  4. 一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。

接口的声明

接口的声明语法格式如下：

[可见度] interface 接口名称 [extends 其他的类名] { 
   
        // 声明变量
        // 抽象方法
}

接口有以下特性：

• 接口是隐式抽象的，当声明一个接口的时候，不必使用abstract关键字。
• 接口中每一个方法也是隐式抽象的，声明时同样不需要abstract关键子。
• 接口中的方法都是公有的。

接口的实现

当类实现接口的时候，类要实现接口中所有的方法。否则，类必须声明为抽象的类。
类使用implements关键字实现接口。在类声明中，Implements关键字放在class声明后面。
实现一个接口的语法，可以使用这个公式：

...implements 接口名称[, 其他接口, 其他接口..., ...] ...

重写接口中声明的方法时，需要注意以下规则：

• 类在实现接口的方法时，不能抛出强制性异常，只能在接口中，或者继承接口的抽象类中抛出该强制性异常。
• 类在重写方法时要保持一致的方法名，并且应该保持相同或者相兼容的返回值类型。
• 如果实现接口的类是抽象类，那么就没必要实现该接口的方法。

在实现接口的时候，也要注意一些规则：

• 一个类可以同时实现多个接口。
• 一个类只能继承一个类，但是能实现多个接口。
• 一个接口能继承另一个接口，这和类之间的继承比较相似。

接口的继承

一个接口能继承另一个接口，和类之间的继承方式比较相似。接口的继承使用extends关键字，子接口继承父接口的方法。

接口的多重继承

在Java中，类的多重继承是不合法，但接口允许多重继承，。
在接口的多重继承中extends关键字只需要使用一次，在其后跟着继承接口。 如下所示：

public interface Hockey extends Sports, Event

标记接口

最常用的继承接口是没有包含任何方法的接口。
标识接口是没有任何方法和属性的接口.它仅仅表明它的类属于一个特定的类型,供其他代码来测试允许做一些事情。
标识接口作用：简单形象的说就是给某个对象打个标（盖个戳），使对象拥有某个或某些特权。
例如：java.awt.event 包中的 MouseListener 接口继承的 java.util.EventListener 接口定义如下：

package java.util;
public interface EventListener
{
}

没有任何方法的接口被称为标记接口。标记接口主要用于以下两种目的：

• 建立一个公共的父接口：

  正如EventListener接口，这是由几十个其他接口扩展的Java API，你可以使用一个标记接口来建立一组接口的父接口。例如：当一个接口继承了EventListener接口，Java虚拟机(JVM)就知道该接口将要被用于一个事件的代理方案。

• 向一个类添加数据类型：

  这种情况是标记接口最初的目的，实现标记接口的类不需要定义任何接口方法(因为标记接口根本就没有方法)，但是该类通过多态性变成一个接口类型。

12 Java 包(package)

为了更好地组织类，Java 提供了包机制，用于区别类名的命名空间。

包的作用

1、把功能相似或相关的类或接口组织在同一个包中，方便类的查找和使用。

2、如同文件夹一样，包也采用了树形目录的存储方式。同一个包中的类名字是不同的，不同的包中的类的名字是可以相同的，当同时调用两个不同包中相同类名的类时，应该加上包名加以区别。因此，包可以避免名字冲突。

3、包也限定了访问权限，拥有包访问权限的类才能访问某个包中的类。

Java 使用包（package）这种机制是为了防止命名冲突，访问控制，提供搜索和定位类（class）、接口、枚举（enumerations）和注释（annotation）等。

包语句的语法格式为：

package pkg1[．pkg2[．pkg3…]];

13 Java 数据结构

Java工具包提供了强大的数据结构。在Java中的数据结构主要包括以下几种接口和类：

1. 枚举（Enumeration）
2. 位集合（BitSet）
3. 向量（Vector）
4. 栈（Stack）
5. 字典（Dictionary）
6. 哈希表（Hashtable）
7. 属性（Properties）

枚举（Enumeration）

 枚举（Enumeration）接口虽然它本身不属于数据结构,但它在其他数据结构的范畴里应用很广。 枚举（The Enumeration）接口定义了一种从数据结构中取回连续元素的方式。

例如，枚举定义了一个叫nextElement 的方法，该方法用来得到一个包含多元素的数据结构的下一个元素。

位集合（BitSet）

位集合类实现了一组可以单独设置和清除的位或标志。
该类在处理一组布尔值的时候非常有用，你只需要给每个值赋值一"位"，然后对位进行适当的设置或清除，就可以对布尔值进行操作了。

向量（Vector）

向量（Vector）类和传统数组非常相似，但是Vector的大小能根据需要动态的变化。
和数组一样，Vector对象的元素也能通过索引访问。
使用Vector类最主要的好处就是在创建对象的时候不必给对象指定大小，它的大小会根据需要动态的变化。

栈（Stack）

栈（Stack）实现了一个后进先出（LIFO）的数据结构。
你可以把栈理解为对象的垂直分布的栈，当你添加一个新元素时，就将新元素放在其他元素的顶部。
当你从栈中取元素的时候，就从栈顶取一个元素。换句话说，最后进栈的元素最先被取出。

字典（Dictionary）

字典（Dictionary） 类是一个抽象类，它定义了键映射到值的数据结构。
当你想要通过特定的键而不是整数索引来访问数据的时候，这时候应该使用Dictionary。
由于Dictionary类是抽象类，所以它只提供了键映射到值的数据结构，而没有提供特定的实现。

哈希表（Hashtable）

Hashtable类提供了一种在用户定义键结构的基础上来组织数据的手段。
例如，在地址列表的哈希表中，你可以根据邮政编码作为键来存储和排序数据，而不是通过人名。
哈希表键的具体含义完全取决于哈希表的使用情景和它包含的数据。

属性（Properties）

Properties 继承于 Hashtable.Properties 类表示了一个持久的属性集.属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。
Properties 类被许多Java类使用。例如，在获取环境变量时它就作为System.getProperties()方法的返回值。

今天的文章菜鸟教程 Java 学习笔记 (基础教程)分享到此就结束了，感谢您的阅读。