java需要了解的基础知识点（一）面向对象的三大特性

深碍√TFBOYSˉ_ 2024-03-27 17:07 35阅读 0赞

**面向对象的三大特性：封装、继承、多态**

封装：对抽象的事物抽象化成一个对象，并对其对象的属性私有化，同时提供一些能被外界访问属性的方法；

> 封装是把过程和数据包围起来，对数据的访问只能通过已定义的接口。面向对象计算始于这个基本概念，即现实世界可以被描绘成一系列完全自治、封装的对象，这些对象通过一个受保护的接口访问其他对象。封装是一种信息隐藏技术，在java中通过关键字private，protected和public实现封装。什么是封装？封装把对象的所有组成部分组合在一起，封装定义程序如何引用对象的数据，封装实际上使用方法将类的数据隐藏起来，控制用户对类的修改和访问数据的程度。 适当的封装可以让程式码更容易理解和维护，也加强了程式码的安全性。

继承：子类扩展新的数据域或功能，并复用父类的属性与功能，单继承，多实现；

> 继承是面向对象最显著的一个特性。继承是从已有的类中派生出新的类，新的类能吸收已有类的数据属性和行为，并能扩展新的能力。  
> Java继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术，新类的定义可以增加新的数据或新的功能，也可以用父类的功能，但不能选择性地继承父类。  
> 这种技术使得复用以前的代码非常容易，能够大大缩短开发周期，降低开发费用。比如可以先定义一个类叫车，车有以下属性：车体大小，颜色，方向盘，轮胎，而又由车这个类派生出轿车和卡车两个类，为轿车添加一个小后备箱，而为卡车添加一个大货箱。

多态：通过继承（多个⼦类对同⼀⽅法的重写）、也可以通过接⼝（实现接⼝并覆盖接⼝）

> 多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。  
> 多态就是同一个接口，使用不同的实例而执行不同操作  
> 多态存在的三个必要条件  
> 1.继承或实现：在多态中必须存在有继承或实现关系的子类和父类  
> 2.方法的重写：子类对父类中的某些方法进行重新定义（重写，使用@Override注解进行重写）  
> 3.基类引用指向派生类对象，即父类引用指向子类对象，父类类型：指子类对象继承的父类类型，或实现的父接口类型

##### **1、Java与C++区别** #####

不同点：c++支持多继承，并且有指针的概念，由程序员自己管理内存；Java是单继承，可以用接口实现多继承，Java 不提供指针来直接访问内存，程序内存更加安全，并且Java有JVM⾃动内存管理机制，不需要程序员⼿动释放⽆⽤内存

##### **2、多态实现原理** #####

多态的底层实现是动态绑定，即在运行时才把方法调用与方法实现关联起来。

**静态绑定与动态绑定：**

一种是在编译期确定，被称为静态分派，比如方法的重载；

一种是在运行时确定，被称为动态分派，比如方法的覆盖（重写）和接口的实现。

**多态的实现**

虚拟机栈中会存放当前方法调用的栈帧（局部变量表、操作栈、动态连接 、返回地址）。多态的实现过程，就是方法调用动态分派的过程，如果子类覆盖了父类的方法，则在多态调用中，动态绑定过程会首先确定实际类型是子类，从而先搜索到子类中的方法。这个过程便是方法覆盖的本质。

##### 3、static和final关键字 #####

\*\*static：\*\*可以修饰属性、方法

**static修饰属性：**

类级别属性，所有对象共享一份，随着类的加载而加载（只加载一次），先于对象的创建；可以使用类名直接调用。

**static修饰方法：**

随着类的加载而加载；可以使用类名直接调用；静态方法中，只能调用静态的成员，不可用this；

\*\*final：\*\*关键字主要⽤在三个地⽅：变量、⽅法、类。

**final修饰变量：**

如果是基本数据类型的变量，则其数值⼀旦在初始化之后便不能更改；

如果是引⽤类型的变量，则在对其初始化之后便不能再让其指向另⼀个对象。

**final修饰方法：**

把⽅法锁定，以防任何继承类修改它的含义（重写）；类中所有的 private ⽅法都隐式地指定为 final。

**final修饰类：**

final 修饰类时，表明这个类不能被继承。final 类中的所有成员⽅法都会被隐式地指定为 final ⽅法。

一个类不能被继承，除了final关键字之外，还有可以私有化构造器。（内部类无效）

##### 4、抽象类和接口 #####

\*\*抽象类：\*\*包含抽象方法的类，即使用abstract修饰的类；抽象类只能被继承，所以不能使用final修饰，抽象类不能被实例化，

\*\*接口：\*\*接口是一个抽象类型，是抽象方法的集合，接口支持多继承，接口中定义的方法，默认是public abstract修饰的抽象方法

**相同点：**

① 抽象类和接口都不能被实例化

② 抽象类和接口都可以定义抽象方法，子类/实现类必须覆写这些抽象方法

**不同点：**

① 抽象类有构造方法，接口没有构造方法

③抽象类可以包含普通方法，接口中只能是public abstract修饰抽象方法（Java8之后可以）

③ 抽象类只能单继承，接口可以多继承

④ 抽象类可以定义各种类型的成员变量，接口中只能是public static final修饰的静态常量

**抽象类的使用场景：**

既想约束子类具有共同的行为（但不再乎其如何实现），又想拥有缺省的方法，又能拥有实例变量

**接口的应用场景：**

约束多个实现类具有统一的行为，但是不在乎每个实现类如何具体实现；实现类中各个功能之间可能没有任何联系

##### 5、泛型以及泛型擦除 #####

**泛型：**

泛型的本质是参数化类型。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口和泛型方法。

**泛型擦除：**

Java的泛型是伪泛型，使用泛型的时候加上类型参数，在编译器编译生成的字节码的时候会去掉，这个过程成为类型擦除。

如List等类型，在编译之后都会变成 List。JVM 看到的只是 List，而由泛型附加的类型信息对 JVM 来说是不可见的。

可以通过反射添加其它类型元素

##### **6、反射原理以及使用场景** #####

**Java反射：**

是指在运行状态中，对于任意一个类都能够知道这个类所有的属性和方法；并且都能够调用它的任意一个方法；

**反射原理：**

反射首先是能够获取到Java中的反射类的字节码，然后将字节码中的方法，变量，构造函数等映射成 相应的 Method、Filed、Constructor 等类

**如何得到Class的实例:**

1.类名.class(就是一份字节码)
    	2.Class.forName(String className);根据一个类的全限定名来构建Class对象
    	3.每一个对象多有getClass()方法:obj.getClass();返回对象的真实类型

**使用场景：**

*  **开发通用框架 -** 反射最重要的用途就是开发各种通用框架。很多框架（比如 Spring）都是配置化的（比如通过 XML 文件配置 JavaBean、Filter 等），为了保证框架的通用性，需要根据配置文件运行时动态加载不同的对象或类，调用不同的方法。
 *  **动态代理** \- 在切面编程（AOP）中，需要拦截特定的方法，通常，会选择动态代理方式。这时，就需要反射技术来实现了。
    
    JDK：spring默认动态代理，需要实现接口
    
    CGLIB：通过asm框架序列化字节流，可配置，性能差
 *  **自定义注解** \- 注解本身仅仅是起到标记作用，它需要利用反射机制，根据注解标记去调用注解解释器，执行行为。

##### **7、Java异常体系** #####

Throwable 是 Java 语言中所有错误或异常的超类。下一层分为 Error 和 Exception

**Error ：**

是指 java 运行时系统的内部错误和资源耗尽错误。应用程序不会抛出该类对象。如果出现了这样的错误，除了告知用户，剩下的就是尽力使程序安全的终止。

**Exception 包含：RuntimeException 、CheckedException**

编程错误可以分成三类：语法错误、逻辑错误和运行错误。

**语法错误**（也称编译错误）是在编译过程中出现的错误，由编译器检查发现语法错误

**逻辑错误**指程序的执行结果与预期不符，可以通过调试定位并发现错误的原因

**运行错误**是引起程序非正常终端的错误，需要通过异常处理的方式处理运行错误

**RuntimeException：** 运行时异常，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。

如 NullPointerException 、 ClassCastException ；

**CheckedException：** 受检异常，程序使用trycatch进行捕捉处理