接口 & 多态 & 类型强制转换 & 内部类 & 内部匿名类 & 异常

一个类最多只能有一个直接的父类, 但是有多个间接的父类, java是单继承

接口概述

  • 接口：拓展功能, 类似于: usb接口(可以连接外设等, 拓展功能)
  • 接口的定义格式：
interface 接口名{
    
}
  • 接口要注意的事项 ：
    1. 接口是一个特殊的类
    2. 接口的成员变量默认的修饰符为 : public static final, 也就是说接口中的成员变量都是常量
    3. 接口中的方法都是抽象的方法，默认的修饰符为 : public abstract
    4. 接口不能创建对象
    5. 接口是没有构造方法的
    6. 接口是给类去实现使用的，非抽象类实现一个接口的时候，必须要把接口中所有方法全部实现

实现接口的格式：

    class  类名 implements 接口名{
    
    }

interface A{

    //成员变量
    public static final int i=10;
    //成员函数
    public void print();
}


class Demo  implements A{ // Demo就实现了A接口
    public static void main(String[] args) 
    {
        Demo7 d = new Demo7();
        d.print();
    }
    //实现接口中的方法
    public void print(){
        System.out.println("这个是接口中的print方法...");
    }
}

接口的作用：

  1. 程序的解耦 ( 低耦合 )
  2. 定义约束规范
  3. 拓展功能
//普通的铅笔类
class Pencil{
    
    String name;
    public Pencil(String name){
        this.name = name;
    }

    public void write(){
        System.out.println(name+"沙沙的写...");
    }
}

//橡皮接口
interface Eraser{
    public void remove();
}

//带橡皮的铅笔
class PencilWithEraser extends Pencil implements Eraser {

    public PencilWithEraser(String name){
        super(name);
    }
    public void remove(){
        System.out.println("涂改,涂改....");
    }
}

class Demo{
    public static void main(String[] args) {
        //System.out.println("Hello World!");
    
        PencilWithEraser p = new PencilWithEraser("2B铅笔");
        p.write();
        p.remove();
    }
}

类与接口之间关系 : 实现关系

  • 类与接口要注意的事项：
    1. 非抽象类实现一个接口时，必须要把接口中所有方法全部实现
    2. 抽象类实现一个接口时，可以实现也可以不实现接口中的 方法
    3. 一个类可以实现多个接口
      疑问： java为什么不支持多继承，而支持了多实现呢？
            class A{
                
                public void print(){
                    System.out.println("AAAAAA");
                }
            }

            class B{

                public void print(){
                    System.out.println("BBBBBB");
                }
            }


            class C extends A ,B{
            
            }
            
            new C().print();

  • 接口与接口之间关系： 继承关系

  • 接口与接口之间要注意事项：

    1. 一个接口是可以继承多个接口的

多态

  • 面向对象的三大特征：

    1. 封装
    2. 继承
    3. 多态

  • 多态：一个对象具备多种形态。(父类的引用类型变量指向了子类的对象)或者是接口的引用类型变量指向了接口实现类的对象)

  • 多态的前提：必须存在继承或者实现关系
    动物 a = new 狗();

  • 多态要注意 的细节：

    1. 多态情况下，子父类存在同名的成员变量时，访问的是父类的成员变量
    2. 多态情况下，子父类存在同名的非静态的成员函数时，访问的是子类的成员函数
    3. 多态情况下，子父类存在同名的静态的成员函数时，访问的是父类的成员函数
    4. 多态情况下，不能访问子类特有的成员
      总结：多态情况下，子父类存在同名的成员时，访问的都是父类的成员，除了在同名非静态函数时才是访问子类的

  • 编译看左边，运行不一定看右边
    编译看左边：java编译器在编译的时候，会检查引用类型变量所属的类是否具备指定的成员，如果不具备马上编译报错

  • 多态的应用：

    1. 多态用于形参类型的时候，可以接收更多类型的数据
    2. 多态用于返回值类型的时候，可以返回更多类型的数据

  • 多态的好处： 提高了代码的拓展性

类型强制转换

  • 目前多态情况下不能访问子类特有的成员, 如果需要访问子类特有的成员，那么需要进行类型强制转换

  • 基本数据类型的转换
    小数据类型-------->大的数据类型 ( 自动类型转换 )
    大数据类型--------->小数据类型 ( 强制类型转换 ) 小数据类型 变量名 = （小数据类型）大数据类型

  • 引用数据类型的转换
    小数据类型--------->大数据类型 自动类型转换
    大数据类型--------->小数据类型 强制类型转换

  • 类型转换最场景的问题： java.lang.ClassCastException。 强制类型转换失败

//动物类
abstract class Animal{
    String name;
    public Animal(String name){
        this.name = name;
    }
    public abstract void run();
}

//老鼠
class  Mouse extends Animal{
    public Mouse(String name){
        super(name);
    }
    
    public  void run(){
        System.out.println(name+"四条腿慢慢的走!");
    }

    //老鼠特有方法---打洞
    public void dig(){
        System.out.println("老鼠在打洞..");
    }
}

//鱼
class Fish extends Animal{
    public Fish(String name){
        super(name);
    }

    public  void run(){
        System.out.println(name+"摇摇尾巴游啊游 !");
    }
    //吹泡泡
    public void bubble(){
        System.out.println(name+"吹泡泡...!");
    }
}

class Demo
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        /*
        Animal a = new Mouse("老鼠");  //多态
        //调用子类特有的方法
        Mouse m  = (Mouse)a;  //强制类型转换
        m.dig();
        */

        Mouse m = new Mouse("米老鼠");
        Fish f = new Fish("草鱼");
        print(f);
    }

    //需求： 定义一个函数可以接收任意类型的动物对象，在函数内部要调用到动物特有的方法
    public static void print(Animal a){ // Animal a   = new Mouse("米老鼠");
        if(a instanceof Fish){
            Fish f = (Fish)a;
            f.bubble();
        }else if(a instanceof Mouse){
            Mouse m = (Mouse)a;
            m.dig();
        }
    }
}

多态下的类型强制转换

  • 多态 : 父类的引用类型变量指向了子类的对象或者是接口类型的引用类型变量指向了接口实现类的对象

  • 实现关系下的多态：
    接口 变量 = new 接口实现类的对象

interface Dao{  //接口的方法全部都是非静态的方法。
    public void add();
    public void delete();
}

//接口的实现类
class UserDao implements Dao{
    
    public void add(){
        System.out.println("添加员工成功！！");
    }
    public void delete(){
        System.out.println("删除员工成功！！");
    }
}

class Demo
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        //实现关系下的多态
        Dao d = new UserDao(); //接口的引用类型变量指向了接口实现类的对象。
        d.add();
    }
}

内部类

  • 内部类：一个类定义在另外一个类的内部，那么该类就称作为内部类

  • 内部类的class文件名： 外部类$内部类. 好处：便于区分该class文件是属于哪个外部类的

  • 内部类的类别：

    1. 成员内部类:
      成员内部类的访问方式：
      方式一：在外部类提供一个方法创建内部类的对象进行访问。
      方式二：在其他类直接创建内部类的对象。 格式：外部类.内部类 变量名 = new 外部类().new 内部类();
      注意： 如果是一个静态内部类，那么在其他类创建的格式 : 外部类.内部类 变量名 = new 外部类.内部类();

    内部类的应用场景： 我们在描述A事物的时候，发现描述的A事物内部还存在另外一个比较复杂的事物B时候，而且这个比较复杂事物B还需要访问A事物的属性等数据，那么这时候我们就可以使用内部类描述B事物
    比如： 人--->心脏
    class 人{
    血
    氧气
    等....

                  class 心脏{

              }       
            }

  • 内部类的好处：内部类可以直接访问外部类的所有成员

  • 内部类要注意的细节：

    1. 如果外部类与内部类存在同名的成员变量时，在内部类中默认情况下是访问内部类的成员变量, 可以通过"外部类.this.成员变量名" 指定访问外部类的成员
    2. 私有的成员内部类只能在外部类提供一个方法创建内部类的对象进行访问，不能在其他类创建对象了
    3. 成员内部类一旦出现了静态的成员，那么该类也必须使用static修饰
//外部类
class Outer{
    
    //成员变量
    int x = 100; // Outer.class文件被加载到内存的时候存在内存中。  静态的成员数据是不需要对象存在才能访问。

    //成员内部类
    static  class  Inner{      

        static  int i = 10;
        public void print(){
            System.out.println("这个是成员内部类的print方法！"+i);
        }
    }

    //在外部的方法中创建了内部类的对象，然后调用内部 方法。
    public void instance(){
        Inner inner = new Inner();
        inner.print();
    }
}

//其他类
class Demo{
    public static void main(String[] args) {
        /*
        System.out.println(Outer.Inner.i);
        
        Outer outer = new Outer();
        outer.instance();
        
        Outer.Inner inner = new Outer().new Inner();
        inner.print();
        */

        Outer.Inner inner = new Outer.Inner();
        inner.print();
    }
}

局部内部类

  • 局部内部类 : 在一个类的方法内部定义另外一个类，那么另外一个类就称作为局部内部类
  • 局部内部类要注意的细节：
    1. 如果局部 内部类访问了一个局部变量，那么该局部变量必须使用final修饰
class  Outer{

    String name= "外部类的name";
    public void test(){
        //局部变量
        final   int y =100;  // y 什么时候从内存中消失？ 方法执行完毕之后y消失。

        //局部内部类
        class Inner{     /*
        当test方法执行完毕之后，那么y马上从内存中消失，而Inner对象在方法执行完毕的时候还没有从内存中消失，而inner对象的print方法还在访问着y变量，这时候的y变量已经消失了，那么就给人感觉y的生命变量已经被延长了

        解决方案： 如果一个局部内部类访问一个局部变量的时候，那么就让该局部内部类访问这个局部变量的复制品               
                      */
            int x = 10;

            public void print(){
                System.out.println("这个是局部内部类的print方法.."+y);
            }   
        }
        
        Inner inner = new Inner();  //这个inner对象什么时候消失？  Inner对象的生命周期比局部变量y的生命周期要长。
        inner.print();
    }
}

class Demo{
    public static void main(String[] args) {
        Outer outer = new Outer();
        outer.test();
    }
}

内部匿名类

  • 匿名内部类：没有类名的类就称作为匿名内部类
  • 匿名内部类的好处 : 简化书写
  • 匿名内部类的使用前提：必须存在继承或者实现关系才能使用
  • 匿名内部类一般是用于实参
abstract class Animal{
    public abstract Animal run();
    public abstract void sleep();
}

class Outer{
    public void print(){
        //需求： 在方法内部定义一个类继承Animal类，然后调用run方法与sleep()。
        
        /*
        //局部内部类
        class Dog extends Animal{
            
            public void run(){
                System.out.println("狗在跑..");
            }
            public void sleep(){
                System.out.println("狗趴在睁开眼睛睡..");
            }
        }
        
        //创建对象
        Dog d = new Dog();
        d.run();    
        d.sleep();
        */  
        //匿名内部类 ：匿名内部类只是没有类名，其他的一概成员都是具备的。
        // 匿名内部类与Animal是继承 的关系。  目前是创建Animal子类的对象. 
    Animal  a = new Animal(){  //多态
        
            //匿名内部的成员 
            public Animal run(){
                System.out.println("狗在跑..");
                return this;
            }
            
            public void sleep(){
                System.out.println("狗趴在睁开眼睛睡..");
            }

            //特有的方法
            public void bite(){
                System.out.println("狗在咬人..");
            }
        };
    
        a.bite();
        a.run();
        a.sleep();
    }
}

class Demo
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        //System.out.println("Hello World!");
        
        Outer outer = new Outer();
        outer.print();
    }
}

异常

  • 异常 : 我们的java程序也是会存在某些不正常 的情况的，这些不正常的 情况我们就统称异常
  • 异常的体系：
    ----------| Throwable 所以异常或者错误类的超类
    --------------|Error 错误 错误一般是用于jvm或者是硬件引发的问题，所以我们一般不会通过代码去处理错误的
    --------------|Exception 异常 是需要通过代码去处理的
  • Throwable常用的方法：
    toString() 返回当前异常对象的完整类名+病态信息
    getMessage() 返回的是创建Throwable传入的字符串信息
    printStackTrace() 打印异常的栈信息
class Demo
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        /*
        //创建了一个Throwable对象。
        Throwable t = new Throwable("头晕，感冒..");
        String info = t.toString();
        String message = t.getMessage();
        System.out.println("toString: "+ info);  // java.lang.Throwable  包名+类名 = 完整类名
        System.out.println("message: "+ message);
        */
        test();
    }

    public static void test(){
        //
        Throwable t = new Throwable();
        t.printStackTrace();
    }
}
  • 如何区分错误与异常呢：
    如果程序出现了不正常的信息，如果不正常的信息的类名是以Error结尾的，那么肯定是一个错误; 如果是以Exception结尾的，那么肯定就是一个异常
class Demo
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        //java虚拟机在默认的情况下只能管理64m内存。
        byte[] buf = new byte[1024*1024];
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

异常处理

  • 疑问 : 下面的信息是通过printStackTrace方法打印出来，那么异常对象从何而来呢？
    Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at Demo10.div(Demo10.java:10)
    at Demo10.main(Demo10.java:5)

  • jvm运行到a/b这个语句的时候，发现b为0，除数为0在我们现实生活中是属于不正常的情况，jvm一旦发现了这种不正常的情况时候，那么jvm就会马上创建一个对应的异常对象，并且会调用这个异常对象的printStackTrace的方法来处理

  • 异常的处理：

    • 方式一：捕获处理
捕获处理的格式：
            try{
                可能发生异常的代码；
            }catch(捕获的异常类型 变量名){
                处理异常的代码....
            }

  - 捕获处理要注意的细节：
        1. 如果try块中代码出了异常经过了处理之后，那么try-catch块外面的代码可以正常执行
        2. 如果try块中出了异常的代码，那么在try块中出现异常代码后面的代码是不会执行了
        3. 一个try块后面是可以跟有多个catch块的，也就是一个try块可以捕获多种异常的类型
        4. 一个try块可以捕获多种异常的类型,但是捕获的异常类型必须从小到大进行捕获，否则编译报错

- 方式二：抛出处理（throw throws）
  - 抛出处理要注意的细节：
        1. 如果一个方法的内部抛出了一个异常对象, 那么必须要在方法上声明抛出
        2. 如果调用了一个声明抛出异常 的方法, 那么调用者必须要处理异常
        3. 如果一个方法内部抛出了一个异常对象, 那么throw语句后面的代码都不会再执行了（一个方法遇到了throw关键字, 该方法也会马上停止执行的）
        4. 在一种情况下, 只能抛出一种类型异常对象

  - throw 与 throws 两个关键字：
        1. throw关键字是用于方法内部的，throws是用于方法声声明上的
        2. throw关键字是用于方法内部抛出一个异常对象的，throws关键字是用于在方法声明上声明抛出异常类型的
        3. throw关键字后面只能有一个异常对象，throws后面一次可以声明抛出多种类型的异常
  • 疑问：何时使用抛出处理？何时捕获处理？原则是如何？
    如果你需要通知到调用者, 你代码出了问题, 那么这时候就使用抛出处理
    如果代码是直接与用户打交道遇到了异常千万不要再抛，再抛的话，就给了用户了, 这时候就应该使用捕获处理
class Demo
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        try{
            int[] arr = null;
            div(4,0,arr); //调用了一个 声明抛出异常类型 的方法
        }catch(Exception e){
            System.out.println("出现异常了...");
            e.printStackTrace();
        }
        
    }


    public static void div(int a, int b,int[] arr) throws Exception,NullPointerException {
        if(b==0){
            throw new Exception(); //抛出一个异常对象...
        }else if(arr==null){
            throw new  NullPointerException();
        }
        int c = a/b;
        System.out.println("c="+c);
    }
}

  • 疑问一 : 异常的处理感觉没有多大作用，因为都是输出一个话而已?
    异常处理非常有用，只不过是由于我们目前所接触的知识点太过于局限而已

  • 疑问二： 以后捕获处理的时候是否就是捕获Exception即可？
    错的，因为我们在现实开发中遇到不同的异常类型的时候，我往往会有不同的处理方式, 所以要分开不同的异常类型处理

class Demo
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        int[] arr = null;
        div(4,0,arr);
    }

    public static void div(int a , int b,int[] arr){
        int c = 0;
        try{
            c = a/b;  //jvm在这句话的时候发现了不正常的情况，那么就会创建一个对应的异常对象。
            System.out.println("数组的长度："+ arr.length);
        }catch(ArithmeticException e){
            //处理异常的代码....
            System.out.println("异常处理了....");
            System.out.println("toString:"+ e.toString());
        }catch(NullPointerException e){
            System.out.println("出现了空指针异常....");
        }catch(Exception e){  
            System.out.println("我是急诊室，包治百病！");
        }
        System.out.println("c="+c);
    }
}

自定义异常类

  • sun提供了很多的异常类给我们用于描述程序中各种的不正常情况，但是sun 给我提供异常类还不足以描述我们现实生活中所有不正常情况，那么这时候我们就需要自定义异常类

  • 需求: 模拟feiQ上线的时候,如果没有插上网线，那么就抛出一个没有插上网线的异常，如果已经插上了网上，那么就正常显示好友列表

  • 自定义异常类的步骤： 自定义一个类继承Exception即可

//自定义了一个没有网线的异常类
class NoIpException extends Exception{
    public NoIpException(String message){
        super(message);  //调用了Exception一个参数的构造函数
    }
}

class Demo 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        String ip = "192.168.10.100";
        ip = null;
        try{
            myQ(ip);  // 如果调用一个声明抛出异常类型的方法, 那么调用者必须要处理
        }catch(NoIpException e){
            e.printStackTrace();
            System.out.println(" 插上网线！");
        }
    }
    public static void myQ(String ip) throws NoIpException{
        if(ip==null){
            throw new  NoIpException("没有插网线啊，小白！");
        }
        System.out.println("正常显示好友列表..");
    }
}

异常体系

  • Throwable 所有错误或者异常的父类
  • Error（错误）
  • Exception(异常) 异常一般都通过代码处理
    1. 运行时异常: 如果一个方法内部抛出了一个运行时异常，那么方法上 可以声明也可以不 声明，调用者可以以处理也可以不处理。
    2. 编译时异常(非运行时异常、受检异常): 如果一个方法内部抛出了一个编译时异常对象，那么方法上就必须要声明，而且调用者也必须要处理

运行时异常： RuntimeException以及RuntimeException子类都是属于运行时异常
编译时异常： 除了运行时异常就是编译异常

  • 疑问：为什么java编译器会如此严格要求编译时异常，对运行时异常如此宽松？
    运行时异常都是可以通过程序员良好的编程习惯去避免，所以java编译器就没有严格要求处理运行时异常
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