业精于勤,荒于嬉
行成于思,毁于随

day13-接口和内部类

1.接口

1.1黑马信息管理系统集合改进 (应用)

  • 使用数组容器的弊端

    1. 容器长度是固定的,不能根据添加功能自动增长
    2. 没有提供用于赠删改查的方法
  • 优化步骤

    1. 创建新的StudentDao类,OtherStudentDao

    2. 创建ArrayList集合容器对象

    3. OtherStudentDao中的方法声明,需要跟StudentDao保持一致

      注意:如果不一致,StudentService中的代码就需要进行修改

    4. 完善方法(添加、删除、修改、查看)

    5. 替换StudentService中的Dao对象

  • 代码实现

    OtherStudentDao类

    public class OtherStudentDao {
      // 集合容器
      private static ArrayList stus = new ArrayList();
    
      static {
          Student stu1 = new Student("heima001","张三","23","1999-11-11");
          Student stu2 = new Student("heima002","李四","24","2000-11-11");
    
          stus.add(stu1);
          stus.add(stu2);
      }
    
      // 添加学生方法
      public boolean addStudent(Student stu) {
         stus.add(stu);
         return true;
      }
    
      // 查看学生方法
      public Student[] findAllStudent() {
    
          Student[] students = new Student[stus.size()];
    
          for (int i = 0; i 

    StudentService类

    public class StudentService {
      // 创建StudentDao (库管)
       private OtherStudentDao studentDao = new OtherStudentDao();
        // 其他方法没有变化,此处省略...
    }    

1.2黑马信息管理系统抽取Dao (应用)

  • 优化步骤

    1. 将方法向上抽取,抽取出一个父类 ( BaseStudentDao )
    2. 方法的功能实现在父类中无法给出具体明确,定义为抽象方法
    3. 让两个类分别继承 BaseStudentDao ,重写内部抽象方法
  • 代码实现

    BaseStudentDao类

    public abstract class BaseStudentDao {
      // 添加学生方法
      public abstract boolean addStudent(Student stu);
      // 查看学生方法
      public abstract Student[] findAllStudent();
      // 删除学生方法
      public abstract void deleteStudentById(String delId);
      // 根据id找索引方法
      public abstract int getIndex(String id);
      // 修改学生方法
      public abstract void updateStudent(String updateId, Student newStu);
    }

    StudentDao类

    public class StudentDao extends BaseStudentDao {
    // 其他内容不变,此处省略
    }

    OtherStudentDao类

    public class OtherStudentDao extends BaseStudentDao {
    // 其他内容不变,此处省略
    }

1.3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

1.4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

1.5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);
      }
    
    }

1.6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

1.7黑马信息管理系统使用接口改进 (应用)

  • 实现步骤

    1. 将 BaseStudentDao 改进为一个接口
    2. 让 StudentDao 和 OtherStudentDao 去实现这个接口
  • 代码实现

    BaseStudentDao接口

    public interface BaseStudentDao {
      // 添加学生方法
      public abstract boolean addStudent(Student stu);
      // 查看学生方法
      public abstract Student[] findAllStudent();
      // 删除学生方法
      public abstract void deleteStudentById(String delId);
      // 根据id找索引方法
      public abstract int getIndex(String id);
      // 修改学生方法
      public abstract void updateStudent(String updateId, Student newStu);
    }

    StudentDao类

    public class StudentDao implements BaseStudentDao {
    // 其他内容不变,此处省略
    }

    OtherStudentDao类

    public class OtherStudentDao implements BaseStudentDao {
    // 其他内容不变,此处省略
    }

1.8黑马信息管理系统解耦合改进 (应用)

  • 实现步骤

    1. 创建factory包,创建 StudentDaoFactory(工厂类)
    2. 提供 static 修改的 getStudentDao 方法,该方法用于创建StudentDao对象并返回
  • 代码实现

    StudentDaoFactory类

    public class StudentDaoFactory {
      public static OtherStudentDao getStudentDao(){
          return new OtherStudentDao();
      }
    }

    StudentService类

    public class StudentService {
      // 创建StudentDao (库管)
      // private OtherStudentDao studentDao = new OtherStudentDao();
    
      // 通过学生库管工厂类, 获取库管对象
      private OtherStudentDao studentDao = StudentDaoFactory.getStudentDao();
    }  

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();
          }
      }
    
    }

3.6黑马信息管理系统多态改进 (应用)

  • 实现步骤

    1. StudentDaoFactory类中方法的返回值定义成父类类型BaseStudentDao
    2. StudentService中接收方法返回值的类型定义成父类类型BaseStudentDao
  • 代码实现

    StudentDaoFactory类

    public class StudentDaoFactory {
      public static BaseStudentDao getStudentDao(){
          return new OtherStudentDao();
      }
    }

    StudentService类

    public class StudentService {
      // 创建StudentDao (库管)
      // private OtherStudentDao studentDao = new OtherStudentDao();
    
      // 通过学生库管工厂类, 获取库管对象
      private BaseStudentDao studentDao = StudentDaoFactory.getStudentDao();
    }  

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
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文章名称:《day13-接口和内部类》
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