Java复习_3

填空题

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使用命令行编译程序：javac -d bin stc*.java

使用命令行运行程序： java -cp bin 类名

java 语言标识符：字母、数字、下划线和美元符号，数字不能做首字母

java 语言中标识符区分大小写

java 语言中基本类型：byte boolean char short int long float double

java 语言中数据类型分为基本数据类型和引用类型

Java语言中基本数据类中的数值类型都是有符号的

java 语言声明常量时应使用的关键字是 final

String str = “ ”+ 23 //在23前面添加语句把23转换成String类型

int x = Integer.valueOf (“23”); int y = x + 1; //添加语句将字符串“23”转换为整型

int[] x 中变量 x 属于引用类型数据

封装

绝大多数情况下，interface 只有借助具体的 class 实现它的功能。

java 语言中核心的概念是 class ，不能在 class 的“{”和“}”之外定义变量和函数。

顶层语法元素是指在源文件中可以直接定义的程序语言语法元素。

其他的如变量、方法只能定义在顶层语法元素之内。

class 把一组相关的数据和操作封装在其中，而 package 将一组相关的 class （和 interface、enum、record）封装在其中。

class中的内容

  • 成员

    • 成员变量：表示对象的属性
    • 成员方法：表示对象的行为
    • （其他的内部顶层语法元素）

  • 非成员

    • 构造方法

实例成员和类成员

实例成员必须创建所属类的对象，只能通过对象的变量利用 “.”操作符加上成员名称来访问。

成员定义时添加 static 关键字，称为类成员。

类成员不需要创建对象，可以直接通过可以直接通过类名称“.”操作符加类成员来访问。

类方法只能访问类成员，不能在方法的代码中使用实例成员。

可以在 class 中定义其他的 class。（称为内部类或者接口）

非成员（构造方法）

构造方法不属于类的成员。

构造方法没有返回值，名称与类名相同。

构造方法在使用 new 关键字创建对象时使用，返回对象的引用。

如果构造方法被重载，则根据传递的实参的类型和数量确定实际执行时调用的构造方法。

构造方法重载是指在同一个类中定义了多个构造方法，它们的方法名相同但参数列表不同

只有在源代码中没有定义构造方法的情况下，编译器才会创建一个无参数的构造方法，这个无参构造方法称为默认构造方法（无参构造方法不一定是默认构造方法）

构造方法也和成员方法一样，可以被重载。

可以在定义构造方法时，使用 this 关键字调用其他重载的构造方法,必须是方法体中第一句。

this关键字表示对象自身，通常用在方法形参与成员变量同名时，也可以在其他为了区分二者的情况下使用。

this 关键字不能用于 static 方法内

包

包将一组相关的 class 、interface组织在一起，主要起到区分命名空间的作用，不同的包中可以各自定义自己类，即使相同的类名称，也不会造成命名冲突。

包名由一个或多个子包名用“.”连接起来组成，每个子包名必须符合 Java 语言的标识符命名规则。

标识符由字母、数字、下划线（_）和美元符号（$）组成。，第一个字符不能是数字。

包名一般使用小写字母，且采用逆域名命名规则。

如果要将源文件中的所有类都添加到某个包中，必须在源文件中添加 package语句，例如 package pack.age.name

包声明语句必须是源文件中第一行非注释语句。

没有包声明语句的源文件，其中的类属于默认包。

如果要使用包中的若干类，则必须在源文件中添加 import 语句:

  1. 导入包中的所有类：import pack.age.name.*;
  2. 导入包中的某个类：import pack.age.name.ClassName;
  3. 导入包中某个类的类成员：import static Math.PI;

主类

一个类成为主类必须同时具备两个条件：

  • 具有 public static void main(String[] args)方法
  • 在使用 java 命令执行时作为命令行参数指定该类。

一个类如果位于某个包中，则它的完整类名 = 包名+类名，如：xsyu.java2023.demo.Hello

运行时必须指定主类的完整名称

一个 class 定义必备的三个条件是：class 关键字、类名、{}

Java 源文件的名称必须和其中的 public 类的名称相同。

对于一个属于非默认包的类，它编译后的 class 文件必须保存在和包名对应的目录结构下。

开发过程的改变

假设 Hello.java 保存在 当前目录的 src 子目录下，编译命令为：javac -d bin src\*.java

这条命令把位于当前目录的 src 子目录中所有 java 源文件都编译成 .class 文件，保存在当前目录的 bin 目录下，可以看到 bin 目录下自动根据包名建立好了嵌套好的文件夹结构，Hello.class 保存在最底层的 demo 目录下。

要运行上面编译好的 Hello.class 程序，运行命令为java -cp bin xsyu.java2023.demo.Hello

interface

interface 中通常只定义两类内容：

  • 常量，但 public static final通常省略
  • 抽象方法，但 public abstract 通常省略

实现接口

class ClassName implements[interface列表]{//······
}

一个 class 可以实现多个 interface

所谓实现（implements）就是把 interface 中定义的抽象方法具体化，定义出这些方法的具体代码

如果一个类只实现了部分 interface 中定义的抽象方法具体化，则该类必须被定义为 abstrac class .未实现的方法无需在 abstrac class 中再声明。

一个非抽象类必须实现 implemnts 列表中的所有接口的所有方法。

可以声明 interface 类型的变量，把实现了同一 interface 的 class 对象赋值给对应 interface 类型的变量。但不可以用 new 关键字创建 interface 类型的变量，因为其中有未明确定义的抽象方法。

interface MyInterface {void myMethod();
}class MyClass implements MyInterface {public void myMethod() {System.out.println("Implementation of myMethod");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {// 声明接口类型的变量MyInterface myObject;// 将实现了相同接口的类对象赋值给变量myObject = new MyClass();// 调用接口方法myObject.myMethod();  // 输出：Implementation of myMethod}
}

abstract class

抽象方法：abstract Type method([参数列表])； 添加了 abstract 关键字装饰，但没有定义方法体的方法。

抽象类中可以包含 abstract 方法 ，也可以不包含 abstract 方法。

如果一个 class 中定义了 abstract 方法，则这个 class 必须被定义为 abstract class

抽象类中可以定义构造方法

和 interface 一样，可以声明某个 abstract class 类型的变量，把某个继承了这个 abstract class 的具体类对象赋值给对应 abstract class 类型的变量。但不可以使用 new 关键字创建 abstract class 类型的变量

访问控制关键字

public： 所有代码都可以访问

protected： 除同一个 package 中的其他类可以访问外，即使属于不同包的子类也可以访问。

默认（无修饰符）: 默认只有同一个 package 中的其他类可以访问

private: 只有类自身的成员方法和构造方法可以访问

通常情况下，成员变量都定义为 private ，然后根据需要定义读取或者修改成员变量的方法。

成员方法也只在明确需要外界访问时，定义成 public 等相对宽松的访问范围

继承

class ClassName extends SuperClass{//
}interface InterfaceName extends /*[interface列表]*/{//
}

在 java 语言中，class 是单继承，extends 关键字后只能有一个类名，即只能有一个直接父类；interface 是单继承，extends 关键字后可以有多个 interface 名称。

如果一个类定义时没有使用 extends 关键字，则它的超类是 Object 类

Object类是Java中所有类的根类，它定义了一些通用的方法，如toString()、equals()、hashCode()等。因此，所有的Java类都最终是Object类的子类，直接或间接地。

子类的代码中，可以直接访问所有符合访问控制规则的超类中的成员。

子类的构造方法总会调用超类的构造方法。如果在子类的构造方法中，没有调用超类构造方法的语句，则编译器会插入调用超类无参构造方法的语句。

子类中明确调用超类构造方法时，使用 super 关键字。

需要时，子类中可以使用 super 关键字访问超类的成员变量或者成员方法。

可以把子类对象赋值给超类类型的变量。（向上转型）

可以使用子类类型的变量访问超类中符合访问规则的成员

如果把子类对象赋值给超类类型变量，则不能使用超类类型变量访问只在子类中定义的成员’

不属于和超类同一包中的类，无法通过子类变量来访问 protected 成员。

  1. 在同一包中的类：
    • 类可以访问同一包中其他类的 protected 成员。
  2. 不同包中的子类：
    • 子类可以访问其父类中声明为 protected 的成员。
  3. 不同包中的非子类：
    • 非子类的类无法直接访问其它包中类的 protected 成员。

final class ClassName {…}，则该类不能被继承

多态

  • 重载：同一个类中多个方法具有相同的方法名，参数列表不同

  • 覆盖：指子类中重新定义超类中已有的一个或者多个方法/以及实现接口中的方法。

    • 覆盖是，子类中覆盖的方法只能扩大访问范围，不能限制的更小。所以实现接口的方法只能定义为 public
    • 如果在某个类的方法前添加final关键字，则该方法不能被覆盖。

  • 隐藏：子类中定义了与超类中同名的成员变量，默认情况下，这个变量名指代子类的成员变量，称该超类变量被隐藏。

覆盖所产生的多态效应，特别的是指在变量为某超类类型，而实际对象为其子类对象时，调用被覆盖方法，执行实际对应子类对象方法。

object 类

Object 类是所有类的超类，因为所有类都是直接或间接继承自它。

Object 类中重点关注的方法:

  • equals: 默认判单是否同一对象（比较内存地址），String中覆盖了它，判断字符串的内容。
  • toString: 在对象变量被自动转换为字符串的情况下（例如：“”+obj），返回对象的字符串表示。默认是一个与对象地址相关的数字/字符串。可以覆盖成有意义的字符串表示。

Java I/O(输入/输出)

控制台

输出：

System.out.println//打印输出并换行
System.out.printf//格式化输出
System.out.print//打印输出不换行

输入：

Scanner input = new Scanner(System.in);
//intput.nextXXX
String userInput = input.nextLine(); // 读取用户输入的一行字符串
int userNumber = input.nextInt();    // 读取用户输入的整数
input.close()

Files

//Path path = Path.of(<filepath>);
String content = "Hello,wotld!";
//Files.writeString(path,content);
//Files.writeString(path,content,StandardOpenOption.APPEND);
//Files.writeString(path,content,Charset.forName("UTF-8"),StandardOpenOption.APPEND);

PrintWriter

PrintWriter out = new PrintWriter("filename.txt","UTF-8");//Charset.forName("UTF-8")
//out.println
//out.printf
//out.print
//write,write(String s)
out.close();

异常

异常：在程序运行中发生的，导致程序不能正常执行的事件对象 Error 类和Exception类都继承自Throwable类，RuntimeException类是Exception类的子类

三种异常

  1. Error 一般无法恢复：比如磁盘环，导致无法读取文件
  2. RuntimeException:一般是逻辑错误，可以避免，如数组越界
  3. Exception 子类中除RuntimeException中的类：checked异常，一般可恢复，比如文件名不正确导致FileNotFoundException

抛出异常的关键字：throw ExceptionObj

异常处理原则：捕获或者声明

对于编译时检查，必须编写应对可能抛出的异常。有两种方式：

  1. 捕获异常，并根据具体情况，在 catch 块中写明出现异常时执行的代码。
  2. 在方法声明的（参数列表）后中使用 throws 关键字声明异常，交由上层调用者处理异常。（因为底层被调用方法对高层应用的相关信息了解较少，由上层的方法处理更合适，这个层次可能是多层）需要掌握的主要是相关的关键字以及语法句式。

第一种捕获异常的句式(try-catch-[finally]):

try{............
}catch(ExceptionType1 ex){.............
}catch((ExceptionType2 ex){..............
}catch((ExceptionTypeN ex){.........
}catch(Exception1|Exception2|ExceptionN ex){........
}
//[如果有类似文件等资源需要释放，添加finally子句
finally{//finally块中的代码无论是否发生异常，都会执行。//资源释放代码
}

第二种捕获异常句式（try-with-resources）

//try-with-resources  句式中，try()之间可以创建多个I/O对象（比如，有时同时需要读、写文件），中间用“;”
try(StreamType1 objRef1 = new StreamType1(...);StreamType2 objRef2 = new StreamType2(....)){}catch(ExceptionType1 ex){.............
}catch((ExceptionType2 ex){..............
}catch((ExceptionTypeN ex){.........
}catch(Exception1|Exception2|ExceptionN ex){........
}//[如果有其他非I/O流资源需要释放，添加finally子句
finally{//finally块中的代码无论是否发生异常，都会执行。//资源释放代码
}

可以通过继承 Exception 类创建自定义异常，使用 throw 关键字抛出

catch 语句是按照编码顺序进行匹配，所以，多个catch子句包含子类和父类异常时，子类catch语句应在前

finally子句总是被执行，所以应在finally子句中释放资源

try块中定义的变量在catch子句中无法访问

子类覆盖方法时，不能添加异常

如果自定义的方法中，有代码可能抛出 checked 异常，如果没有使用 try-catch 语句捕获，方法定义时必须使用 throws 关键字声明这些 checked 异常 vod method() throws exception1,exception2(...)

调用可能抛出异常的方法可以捕获，或者再次声明throws

线程和进程

进程：内存等计算资源分配单位（文件句柄）

线程：CPU 调度单位

并发： 并发是指多个任务在一段时间内同时执行，可能是交替执行，但在宏观上看起来是同时的。在并发模型中，多个任务可以在同一个时间段内启动、执行和完成。

并行：并行是指多个任务在同一时刻同时执行。在并行计算中，多个处理器或核心可以同时执行多个任务，提高计算速度。

并行是并发的一种特例

创建线程的两种基本方法

1. 继承 Thread 类

class Task extends Thread{public void run(){//}
}
Thread taskRef = new Task();
taskRef.start();

2. 实现 Runnable 接口

class Task implements Runnable{public void run(){//}
}Thread taskRef = new Thread(new Task());
taskRef.start();

编程题

Hello World

public class HelloWorld{public static void main(String[] args){system.out.println("Hello world!");}
}

编写Swing程序，显示一个空白窗口

import javax.swing.*;public class EmptyWindow extends JFrame{public EmptyWindow(){setSize(1024,768);//设置窗口大小setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);}public static void main(String[] args){SwingUtilies.invokeLater(()->{JFrame frame = new EmptyWindow();frame.setVisible(true);//显示窗口});}
}


import javax.swing.*;public class AddComponentDemo extends JFrame{public AddComponentDemo(){setSize(800,600);//设置窗口大小//确保点击窗口关闭按钮时，程序能正常退出setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);initComponents();}private void initComponents(){inputField = new JTextField();    //创建输入框//输入框左上角坐标（500，500），宽度180，高度25inputField.setBounds(500,500,180,25);bt = new Jbutton("按钮")；     //创建按钮//按钮左上角坐标（700，500），宽度60，高度25bt.setBounds(700,500,60,25);setLayout(null);   //为了使得 setBound 能够正常工作，需要设置布局管理器为 nulladd(bt);           //添加按钮组件add(inputField);   //添加文本输入框组件}public static void main(String[] args){SwingUtilities.invokeLater(()->{JFrame frame = new AddComponentDemo();frame.setVisible(true);//显示窗口})；}private JButton bt;private JTextField inputField;
}
import javax.swing.*;public class AddComponentDemo extends JFrame {private JButton bt;private JTextField inputField;public AddComponentDemo() {setSize(800, 600);  // 设置窗口大小setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE); // 设置点击窗口关闭按钮时程序能正常退出initComponents(); // 初始化组件}private void initComponents() {inputField = new JTextField();    // 创建文本输入框// 设置输入框左上角坐标（500，500），宽度180，高度25inputField.setBounds(500, 500, 180, 25);bt = new JButton("按钮"); // 创建按钮// 设置按钮左上角坐标（700，500），宽度60，高度25bt.setBounds(700, 500, 60, 25);setLayout(null);   // 为了使得 setBounds 能够正常工作，需要设置布局管理器为 nulladd(bt);           // 添加按钮组件add(inputField);   // 添加文本输入框组件}public static void main(String[] args) {SwingUtilities.invokeLater(() -> {JFrame frame = new AddComponentDemo();frame.setVisible(true); // 显示窗口});}
}

  1. AddComponentDemo 类： 继承自 JFrame 类，表示一个窗口。

  2. initComponents 方法： 初始化窗口中的组件，包括文本输入框和按钮。通过 setBounds 方法设置组件的位置和大小，通过 setLayout(null) 禁用布局管理器，使得 setBounds 能够正常工作。

  3. main 方法： 使用 SwingUtilities.invokeLater 来确保窗口在事件分派线程上创建，避免多线程问题。创建 AddComponentDemo 的实例并显示窗口。
    // 添加按钮组件
    add(inputField); // 添加文本输入框组件
    }

    public static void main(String[] args) {
    SwingUtilities.invokeLater(
    () -> {
    JFrame frame = new AddComponentDemo();
    frame.setVisible(true); // 显示窗口
    }
    );
    }
    }


1. **`AddComponentDemo` 类：** 继承自 `JFrame` 类，表示一个窗口。
2. **`initComponents` 方法：** 初始化窗口中的组件，包括文本输入框和按钮。通过 `setBounds` 方法设置组件的位置和大小，通过 `setLayout(null)` 禁用布局管理器，使得 `setBounds` 能够正常工作。
3. **`main` 方法：** 使用 `SwingUtilities.invokeLater` 来确保窗口在事件分派线程上创建，避免多线程问题。创建 `AddComponentDemo` 的实例并显示窗口。
4. **`bt` 和 `inputField`：** 分别表示按钮和文本输入框的实例变量，可以在类的其他方法中使用。

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