JAVA基础知识4（static、继承）

JAVA基础知识4

static
- - 静态成员变量
  - 静态成员方法
  - 解释
  - 注意点
继承
- - 父类（基类或超类）
  - 子类（派生类）
  - 使用继承的示例
  - 解释
  - 运行结果
- 成员变量的访问特点
- 成员方法的访问特点
- 构造方法的访问特点
Java项目，包和类之间的联系
- - 包的概念
  - 包的声明
  - 类和包的关系
  - 包和类的示例
  - 使用包的优点
  - 导入包中的类
  - 完整示例

static

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在 Java 中，static 关键字可以用来修饰成员方法和成员变量。以下是它们的用法和需要注意的点。

静态成员变量

静态成员变量（也叫类变量）是属于类的，而不是属于类的实例。它们在类的所有实例之间共享。

public class Students {private int id;private String name;private int age;private static int studentCount = 0; // 静态成员变量public Students(int id, String name, int age) {this.id = id;this.name = name;this.age = age;studentCount++; // 每创建一个实例，studentCount 增加}// Getter 和 Setter 方法public int getId() {return id;}public void setId(int id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public static int getStudentCount() {return studentCount; // 静态方法可以访问静态变量}@Overridepublic String toString() {return "Students{" +"id=" + id +", name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

静态成员方法

静态成员方法是属于类的，而不是属于类的实例。它们可以直接通过类名调用，而不需要创建类的实例。静态方法只能访问静态变量和调用其他静态方法。

import java.util.ArrayList;public class Main {public static void main(String[] args) {ArrayList<Students> list = new ArrayList<>();list.add(new Students(1, "玛丽", 18));list.add(new Students(2, "迪丽热巴", 35));list.add(new Students(3, "赵丽颖", 18));printStudent(list, 1);// 打印学生总数System.out.println("学生总数: " + Students.getStudentCount());}public static void printStudent(ArrayList<Students> list, int index) {System.out.println("学生的id\t学生的名字\t学生的年纪");System.out.println(list.get(index).getId() + "\t" + list.get(index).getName() + "\t" + list.get(index).getAge());}
}

解释

静态成员变量：
- private static int studentCount = 0; 是一个静态成员变量，用来统计创建的 Students 对象的数量。
- studentCount 在类的所有实例之间共享，每创建一个新的 Students 对象，它都会增加。
静态成员方法：
- public static int getStudentCount() 是一个静态方法，用来获取 studentCount 的值。
- 静态方法可以直接通过类名调用，例如：Students.getStudentCount()。
静态方法中的调用：
- 在 main 方法中，通过 printStudent(list, 1); 调用静态方法 printStudent 打印 list 中索引为 1 的 Students 对象的信息。
- 通过 Students.getStudentCount() 获取学生总数，并打印出来。

注意点

静态成员变量和静态成员方法是属于类的，而不是属于类的实例。
静态方法只能访问静态变量和调用其他静态方法，不能直接访问非静态变量或调用非静态方法。
静态方法通常用于工具类方法或与特定实例无关的操作。

继承

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继承是面向对象编程中的一个重要概念，它允许一个类（子类）从另一个类（父类）继承属性和方法，从而实现代码重用和扩展。以下是一个简单的示例，展示如何在 Java 中实现继承。

父类（基类或超类）

public class Animal {private String name;private int age;public Animal(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public void makeSound() {System.out.println("Some generic animal sound");}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Animal{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

子类（派生类）

子类 Dog 继承了父类 Animal，并可以添加自己的属性和方法。

public class Dog extends Animal {private String breed;public Dog(String name, int age, String breed) {super(name, age); // 调用父类的构造函数this.breed = breed;}@Overridepublic void makeSound() {System.out.println("Woof! Woof!");}public String getBreed() {return breed;}public void setBreed(String breed) {this.breed = breed;}@Overridepublic String toString() {return "Dog{" +"name='" + getName() + '\'' +", age=" + getAge() +", breed='" + breed + '\'' +'}';}
}

使用继承的示例

public class Main {public static void main(String[] args) {Animal genericAnimal = new Animal("Generic Animal", 5);System.out.println(genericAnimal);genericAnimal.makeSound();Dog dog = new Dog("Buddy", 3, "Golden Retriever");System.out.println(dog);dog.makeSound();}
}

解释

父类 Animal：
- 包含属性 name 和 age，以及方法 makeSound、getName、setName、getAge、setAge 和 toString。
- makeSound 方法在父类中提供了一个通用的实现。
子类 Dog：
- 继承了 Animal 类的所有属性和方法。
- 添加了新的属性 breed，以及相应的 getter 和 setter 方法。
- 重写了 makeSound 方法，为 Dog 类提供特定的实现。
- 使用 super(name, age) 调用了父类的构造函数。
Main 类：
- 创建了一个 Animal 对象和一个 Dog 对象，分别调用它们的 toString 和 makeSound 方法，展示继承和方法重写的效果。

运行结果

Animal{name='Generic Animal', age=5}
Some generic animal sound
Dog{name='Buddy', age=3, breed='Golden Retriever'}
Woof! Woof!

通过这个示例，你可以看到继承如何在子类中复用父类的代码，同时通过方法重写实现特定行为。
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在 Java 中，子类确实无法直接访问父类中的私有成员变量。但是，子类可以通过父类提供的公共方法（如 getter 和 setter 方法）间接访问和操作这些私有成员变量。在我们的例子中，子类 Dog 并没有直接访问父类 Animal 的私有成员变量 name 和 age，而是通过父类提供的公共方法（getName 和 getAge）来获取这些值。
解释
父类 Animal：
name 和 age 是私有成员变量，无法被子类直接访问。
提供了 getName、setName、getAge 和 setAge 等公共方法，允许子类通过这些方法间接访问和修改私有成员变量。
子类 Dog：
子类 Dog 没有直接访问父类 Animal 的私有成员变量 name 和 age。
在子类 Dog 的 toString 方法中，调用了 getName 和 getAge 方法来获取父类的私有成员变量值。
总结
私有成员变量：子类无法直接访问父类的私有成员变量。
公共方法：子类可以通过父类提供的公共方法（getter 和 setter）来访问和操作父类的私有成员变量。
构造方法不能被继承。
封装性：私有成员变量的设计是为了保持封装性，确保数据只能通过受控的方式访问和修改。

描写继承结构

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成员变量的访问特点

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成员方法的访问特点

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构造方法的访问特点

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Java项目，包和类之间的联系

在 Java 中，包和类之间有着密切的联系。包（package）用于组织类和接口，以避免命名冲突，并提供访问控制。以下是包和类之间关系的详细解释：

包的概念

包是一组相关类和接口的集合。它们在逻辑上是相关的，可以在同一个包中进行分组。
包名通常是由小写字母组成的，以避免与类名发生冲突。
包可以嵌套，也就是说一个包可以包含多个子包。

包的声明

每个 Java 文件都可以选择性地包含一个包声明。包声明必须是文件的第一条语句（除非存在注释）。例如：

package com.example.myapp;

类和包的关系

类的组织：
- 类可以被组织到包中，通过包名来区分不同的类。
- 使用包可以避免类名冲突。例如，两个不同的开发者可以在不同的包中创建名称相同的类。
包的层次结构：
- 包可以有层次结构，例如 com.example.myapp 表示 com 包下的 example 子包，再下是 myapp 子包。
- 这种层次结构使得类的组织更有条理，便于管理和维护。
访问控制：
- 包还提供了访问控制功能。例如，默认（包级）访问权限允许同一个包中的类相互访问，但不允许不同包中的类访问。
- 通过使用 public、protected 和 private 关键字，可以进一步控制类和类成员的访问权限。

包和类的示例

假设我们有一个包 com.example.myapp，并在其中创建几个类。

// 文件：src/com/example/myapp/Main.java
package com.example.myapp;public class Main {public static void main(String[] args) {User user = new User("Alice", 30);System.out.println(user);}
}// 文件：src/com/example/myapp/User.java
package com.example.myapp;public class User {private String name;private int age;public User(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "User{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

使用包的优点

命名冲突的避免：通过包名可以有效避免命名冲突。
代码的组织和管理：包有助于逻辑上组织代码，使项目更易于管理和维护。
访问控制：包提供了一种机制来控制类的访问权限，增强了代码的安全性。

导入包中的类

为了在一个类中使用另一个包中的类，必须使用 import 语句导入该类。例如：

import com.example.myapp.User;public class Test {public static void main(String[] args) {User user = new User("Bob", 25);System.out.println(user);}
}

完整示例

假设我们有一个 Java 项目，目录结构如下：

src/
├── com/
│   └── example/
│       └── myapp/
│           ├── Main.java
│           └── User.java

Main.java 文件内容：

package com.example.myapp;public class Main {public static void main(String[] args) {User user = new User("Alice", 30);System.out.println(user);}
}

User.java 文件内容：

package com.example.myapp;public class User {private String name;private int age;public User(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "User{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}