【 final、权限修饰符、内部类 】

1、final

1.1 概述

学习了继承后,我们知道,子类可以在父类的基础上改写父类内容,比如,方法重写。那么我们能不能随意的继承API中提供的类,改写其内容呢?显然这是不合适的。为了避免这种随意改写的情况,Java提供了 final 关键字,用于修饰不可改变内容

final: 不可改变。可以用于修饰类、方法和变量

  • 类:被修饰的类,不能被继承
  • 方法:被修饰的方法,不能被重写
  • 变量:被修饰的变量,不能被重新赋值

1.2 使用方式

修饰类
格式如下:

final class 类名 {
}

查询API发现像 public final class String 、 public final class Math 、 public final class Scanner等,很多我们学习过的类,都是被final修饰的,目的就是供我们使用,而不让我们所以改变其内容。

修饰方法
格式如下:

修饰符 final 返回值类型 方法名(参数列表){
    //方法体
}

重写被 final 修饰的方法,编译时就会报错。

修饰变量
1. 局部变量——基本类型
基本类型的局部变量,被final修饰后,只能赋值一次,不能再更改。代码如下:

public class FinalDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 声明变量,使用final修饰
        final int a;
        // 第一次赋值
        a = 10;
        // 第二次赋值
        a = 20; // 报错,不可重新赋值
        // 声明变量,直接赋值,使用final修饰
        final int b = 10;
        // 第二次赋值
        b = 20; // 报错,不可重新赋值
    }
}

思考,如下两种写法,哪种可以通过编译?
写法1:

    final int c = 0;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        c = i;
        System.out.println(c);
    }

写法2:

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    final int c = i;
    System.out.println(c);
}

根据 final 的定义,写法1报错!写法2,为什么通过编译呢?因为每次循环,都是一次新的变量c。这也是大家需要注意的地方。

2. 局部变量——引用类型
引用类型的局部变量,被final修饰后,只能指向一个对象,地址不能再更改。但是不影响对象内部的成员变量值的修改,代码如下:

public class FinalDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 User 对象
        final User u = new User();
        // 创建 另一个 User对象
        u = new User(); // 报错,指向了新的对象,地址值改变。
        // 调用setName方法
        u.setName("张三"); // 可以修改
    }
}

3. 成员变量
成员变量涉及到初始化的问题,初始化方式有两种,只能二选一:
显示初始化;

public class User {
    final String USERNAME = "张三";
    private int age;
}

构造方法初始化。

public class User {
    final String USERNAME ;
    private int age;
    public User(String username, int age) {
        this.USERNAME = username;
        this.age = age;
    }
}

被final修饰的常量名称,一般都有书写规范,所有字母都大写。

2、权限修饰符

2.1 概述

在Java中提供了四种访问权限,使用不同的访问权限修饰符修饰时,被修饰的内容会有不同的访问权限,

  • public:公共的。
  • protected:受保护的
  • default:默认的
  • private:私有的

2.2 不同权限的访问能力

在这里插入图片描述
可见,public具有最大权限。private则是最小权限。
编写代码时,如果没有特殊的考虑,建议这样使用权限:
成员变量使用 private ,隐藏细节
构造方法使用 public ,方便创建对象
成员方法使用 public ,方便调用方法
小贴士:不加权限修饰符,其访问能力与default修饰符相同

3、内部类

3.1 概述

将一个类A定义在另一个类B里面,里面的那个类A就称为内部类,B则称为外部类。
成员内部类
成员内部类 :定义在类中方法外的类。
定义格式:

class 外部类 {
    class 内部类{
    }
}

在描述事物时,若一个事物内部还包含其他事物,就可以使用内部类这种结构。比如,汽车类 Car 中包含发动机类 Engine ,这时, Engine 就可以使用内部类来描述,定义在成员位置。
代码举例:

class Car { //外部类
    class Engine { //内部类
    }
}

访问特点
内部类可以直接访问外部类的成员,包括私有成员
外部类要访问内部类的成员,必须要建立内部类的对象
创建内部类对象格式:

外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类型().new 内部类型();

访问演示,代码如下:
定义类:

public class Person {
    private boolean live = true;
    
    class Heart {
        public void jump() {
        // 直接访问外部类成员
        if (live) {
            System.out.println("心脏在跳动");
        } else {
            System.out.println("心脏不跳了");
        }
    }
}

    public boolean isLive() {
        return live;
    }
    public void setLive(boolean live) {
        this.live = live;
    }
}

定义测试类:

public class InnerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建外部类对象
        Person p = new Person();
        // 创建内部类对象
        Heart heart = p.new Heart();
        // 调用内部类方法
        heart.jump();
        // 调用外部类方法
        p.setLive(false);
        // 调用内部类方法
        heart.jump();
    }
}
输出结果:
心脏在跳动
心脏不跳了

内部类仍然是一个独立的类,在编译之后会内部类会被编译成独立的.class文件,但是前面冠以外部类的类名和 P e r s o n 符号 。 比如,Person Heart.class

3.2 匿名内部类【重点】

匿名内部类 :是内部类的简化写法。它的本质是一个 带具体实现的 父类或者父接口的 匿名的 子类对象。

开发中,最常用到的内部类就是匿名内部类了。以接口举例,当你使用一个接口时,似乎得做如下几步操作,

  1. 定义子类
  2. 重写接口中的方法
  3. 创建子类对象
  4. 调用重写后的方法
    我们的目的,最终只是为了调用方法,那么能不能简化一下,把以上四步合成一步呢?匿名内部类就是做这样的快捷方式。

前提
匿名内部类必须继承一个父类或者实现一个父接口。

格式

new 父类名或者接口名(){
    // 方法重写
    @Override
    public void method() {
        // 执行语句
    }
};

使用方式
以接口为例,匿名内部类的使用,代码如下:
定义接口:

public abstract class FlyAble{
    public abstract void fly();
}

创建匿名内部类,并调用:

public class InnerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        1.等号右边:是匿名内部类,定义并创建该接口的子类对象
        2.等号左边:是多态赋值,接口类型引用指向子类对象
        */
        FlyAble f = new FlyAble(){
            public void fly() {
                System.out.println("我飞了~~~");
            }
        };
        //调用 fly方法,执行重写后的方法
        f.fly();
    }
}

通常在方法的形式参数是接口或者抽象类时,也可以将匿名内部类作为参数传递。代码如下:

public class InnerDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        1.等号右边:定义并创建该接口的子类对象
        2.等号左边:是多态,接口类型引用指向子类对象
        */
        FlyAble f = new FlyAble(){
            public void fly() {
                System.out.println("我飞了~~~");
            }
        };
        // 将f传递给showFly方法中
        showFly(f);
    }
    public static void showFly(FlyAble f) {
        f.fly();
    }
}

以上两步,也可以简化为一步,代码如下:

public class InnerDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        创建匿名内部类,直接传递给showFly(FlyAble f)
        */
        showFly( new FlyAble(){
            public void fly() {
                System.out.println("我飞了~~~");
            }
        });
    }
    public static void showFly(FlyAble f) {
        f.fly();
    }
}

4、引用类型

实际的开发中,引用类型的使用非常重要,也是非常普遍的。我们可以在理解基本类型的使用方式基础上,进一步
去掌握引用类型的使用方式。基本类型可以作为成员变量、作为方法的参数、作为方法的返回值,那么当然引用类
型也是可以的。

4.1 class作为成员变量

在定义一个类Role(游戏角色)时,代码如下:

class Role {
    int id; // 角色id
    int blood; // 生命值
    String name; // 角色名称
}

使用 int 类型表示 角色id和生命值,使用 String 类型表示姓名。此时, String 本身就是引用类型,由于使用
的方式类似常量,所以往往忽略了它是引用类型的存在。如果我们继续丰富这个类的定义,给 Role 增加武器,穿
戴装备等属性,我们将如何编写呢?
定义武器类,将增加攻击能力:

class Weapon {
    String name; // 武器名称
    int hurt; // 伤害值
}

定义穿戴盔甲类,将增加防御能力,也就是提升生命值

class Armour {
    String name;// 装备名称
    int protect;// 防御值
}

定义角色类:

class Role {
    int id;
    int blood;
    String name;
    // 添加武器属性
    Weapon wp;
    // 添加盔甲属性
    Armour ar;
    // 提供get/set方法
    public Weapon getWp() {
        return wp;
    }
    public void setWeapon(Weapon wp) {
        this.wp = wp;
    }
    public Armour getArmour() {
        return ar;
    }
    public void setArmour(Armour ar) {
        this.ar = ar;
    }
    // 攻击方法
    public void attack(){
        System.out.println("使用"+ wp.getName() +", 造成"+wp.getHurt()+"点伤害");
    }
    // 穿戴盔甲
    public void wear(){
        // 增加防御,就是增加blood值
        this.blood += ar.getProtect();
        System.out.println("穿上"+ar.getName()+", 生命值增加"+ar.getProtect());
    }
}

测试类:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Weapon 对象
        Weapon wp = new Weapon("屠龙刀" , 999999);
        // 创建Armour 对象
        Armour ar = new Armour("麒麟甲",10000);
        // 创建Role 对象
        Role r = new Role();
        // 设置武器属性
        r.setWeapon(wp);
        // 设置盔甲属性
        r.setArmour(ar);
        // 攻击
        r.attack();
        // 穿戴盔甲
        r.wear();
    }
}
输出结果:
使用屠龙刀,造成999999点伤害
穿上麒麟甲 ,生命值增加10000

类作为成员变量时,对它进行赋值的操作,实际上,是赋给它该类的一个对象。

4.2 interface作为成员变量

接口是对方法的封装,对应游戏当中,可以看作是扩展游戏角色的技能。所以,如果想扩展更强大技能,我们在Role 中,可以增加接口作为成员变量,来设置不同的技能。
定义接口:

// 法术攻击
public interface FaShuSkill {
    public abstract void faShuAttack();
}

定义角色类:

public class Role {
    FaShuSkill fs;
    public void setFaShuSkill(FaShuSkill fs) {
        this.fs = fs;
    }
    // 法术攻击
    public void faShuSkillAttack(){
        System.out.print("发动法术攻击:");
        fs.faShuAttack();
        System.out.println("攻击完毕");
    }
}

定义测试类:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建游戏角色
        Role role = new Role();
        // 设置角色法术技能
        role.setFaShuSkill(new FaShuSkill() {
        @Override
        public void faShuAttack() {
            System.out.println("纵横天下");
        }
    });
    // 发动法术攻击
    role.faShuSkillAttack();
    // 更换技能
    role.setFaShuSkill(new FaShuSkill() {
        @Override
        public void faShuAttack() {
            System.out.println("逆转乾坤");
        }
    });
    // 发动法术攻击
    role.faShuSkillAttack();
    }
}
输出结果:
发动法术攻击:纵横天下
攻击完毕
发动法术攻击:逆转乾坤
攻击完毕

我们使用一个接口,作为成员变量,以便随时更换技能,这样的设计更为灵活,增强了程序的扩展性。

接口作为成员变量时,对它进行赋值的操作,实际上,是赋给它该接口的一个子类对象。

4.3 interface作为方法参数和返回值类型

当接口作为方法的参数时,需要传递什么呢?当接口作为方法的返回值类型时,需要返回什么呢?对,其实都是它的子类对象。 ArrayList 类我们并不陌生,查看API我们发现,实际上,它是 java.util.List 接口的实现类。所以,当我们看见 List 接口作为参数或者返回值类型时,当然可以将 ArrayList 的对象进行传递或返回。

请观察如下方法:获取某集合中所有的偶数。
定义方法:

public static List<Integer> getEvenNum(List<Integer> list) {
// 创建保存偶数的集合
ArrayList<Integer> evenList = new ArrayList<>();
// 遍历集合list,判断元素为偶数,就添加到evenList中
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
Integer integer = list.get(i);
if (integer % 2 == 0) {
evenList.add(integer);
}
}
/*
返回偶数集合
因为getEvenNum方法的返回值类型是List,而ArrayList是List的子类,
所以evenList可以返回
*/
return evenList;
}

调用方法:

public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 创建ArrayList集合,并添加数字
ArrayList<Integer> srcList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
srcList.add(i);
}
/*
获取偶数集合
因为getEvenNum方法的参数是List,而ArrayList是List的子类,
所以srcList可以传递
*/
List list = getEvenNum(srcList);
System.out.println(list);
}
}

接口作为参数时,传递它的子类对象。
接口作为返回值类型时,返回它的子类对象。
第五章 综合案例——发红包【界面版】
红包文化源远流长。从古时的红色纸包,到手机App中的手气红包,红包作为一种独特的中华文化传承至今。之前
的课程中,我们也编写过程序,模拟发普通红包。那么今天,我们将整合基础班课程中所有的技术和知识,编写一
个带界面版的 发红包 案例。
目前,我们尚未学习过任何与界面相关的类。所以,界面相关代码,已经给出。请运用所学技术分析并使
用。
案例需求
分析并使用已给出的类,编写程序,设置红包类型。
小贴士
红包类型:

  1. 普通红包:金额均分。不能整除的,余额添加到最后一份红包中。
  2. 手气红包:金额随机。各个红包金额累和与总金额相等。
    红包场景:
    此案例是模拟群主给群成员发红包,群主自己打开最后一个红包的场景。
    案例分析
    已知的类:
  3. RedPacketFrame :一个抽象类,包含了一些属性,是红包案例的页面。
public abstract class RedPacketFrame extends JFrame {
/* ownerName : 群主名称 */
public String ownerName = "谁谁谁谁";
/* openMode : 红包的类型 [普通红包/手气红包] */
public OpenMode openMode = null;
/**
* 构造方法:生成红包界面.
* @param title 页面的标题.
*/
public RedPacketFrame(String title) {
super(title);
init();// 页面相关的初始化操作
}
/* set方法 */
public void setOwnerName(String ownerName) {
this.ownerName = ownerName;
}
public void setOpenMode(OpenMode openMode) {
this.openMode = openMode;
}
}
  1. OpenMode :一个接口,包含一个分配方法,用来指定红包类型。
public interface OpenMode {
/**
* @param totalMoney 总金额,单位是"分"。总金额为方便计算,已经转换为整数,单位为分。
* @param count 红包个数
* @return ArrayList<Integer> 元素为各个红包的金额值,所有元素的值累和等于总金额.
*
* 请将totalMoney,分成count分,保存到ArrayList<Integer>中,返回即可.
*/
public abstract ArrayList<Integer> divide(int totalMoney, int count);
}

案例实现
环境搭建:
5. 创建项目:名称自定义,建议为 RedPacketDemo 。
6. 导入图片:将 pic 目录,导入项目中,与 src 目录平级
7. 3. 导入已知类:在 src 下创建一个包,名字自定义,建议为 known ,将类 RedPacketFrame 、接口 OpenMode
拷入。
代码实现:
8. 定义 RedPacket 类,继承 RedPacketFrame ,代码如下:

public class RedPacket extends RedPacketFrame {
public RedPacket(String title) {
super(title);
}
}
  1. 定义测试类,创建 RedPacket 对象,代码如下:
public class RedPacketTest {
public static void main(String[] args) {
RedPacket rp = new RedPacket("大红包");
}
}

运行代码,打开一个发红包的页面。可以输入总金额,红包个数,留言信息。

在这里插入图片描述
点击 塞钱进红包 按钮,跳转到下一页面。
在这里插入图片描述
点击 谁谁谁谁 和 開 ,两个区域,发现可以设置两项内容:
谁谁谁谁 :表示群主在发红包,可设置群主名称。通过此方法,熟悉类结构,直接调用父类的方法。

在这里插入图片描述
開 :表示打开红包,跳转到下一页面。但是开启之前,必须先设置红包的类型,否则无法开启。
在这里插入图片描述
3. RedPacket 对象,设置群主名称。
setOwnerName(String ownerName) ,是字符串作为参数。我们只需要传递一个字符串即可。

public class RedPacketTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建红包对象
RedPacket rp = new RedPacket("大红包");
// 设置群主名称
rp.setOwnerName("我是群大大");
}
}
  1. RedPacket 对象,设置红包类型。
    setOpenMode(OpenMode openMode) ,是接口作为参数。我们必须定义接口的实现类,重写接口中方法,并传
    递实现类对象到 setOpenMode 方法中,方可设置完成。再观察接口:
public interface OpenMode {
/**
* @param totalMoney 总金额,单位是"分"。总金额为方便计算,已经转换为整数,单位为分。
* @param count 红包个数
* @return ArrayList<Integer> 元素为各个红包的金额值,所有元素的值累和等于总金额.
*
* 请将totalMoney,分成count分,保存到ArrayList<Integer>中,返回即可.
*/
public abstract ArrayList<Integer> divide(int totalMoney, int count);
}
  1. 普通红包,打开方式 Common ,代码如下:
public class Common implements OpenMode {
@Override
public ArrayList<Integer> divide(int totalMoney, int count) {
// 创建保存各个红包金额的集合
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
// 定义循环次数,总个数‐1次
int time = count ‐ 1;
// 一次计算,生成平均金额
int money = totalMoney / count;
// 循环分配
for (int i = 0; i < time; i++) {
// 添加到集合中
list.add(money);
// 总金额扣除已分配金额
totalMoney ‐= money;
}
// 剩余的金额,为最后一个红包
list.add(totalMoney);
System.out.println("普通红包金额:" + list);
// 返回集合
return list;
}
}
  1. 发普通红包,代码如下:
public class RedPacketTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建红包对象
RedPacket rp = new RedPacket("大红包");
// 设置群主名称
rp.setOwnerName("我是群大大");
// 设置红包类型
rp.setOpenMode(new Common()); // 普通红包
}
}
  1. 手气红包【重点】
    本质上,手气红包就是把总金额 totalMoney 随机分成指定的 count 份,所以必须规定每一份金额的取值范围。如
    果范围太小,可能导致后分配红包金额特别大。反之范围太大,可能导致后分配红包金额为0,不够分。可见,取
    值范围的定义规则,是手气红包的关键所在。
    我们规定:每一份随机金额范围(除最后一份),最小值为1,最大值为当前剩余平均金额的2倍 ,单位为"分"。
    计算公式:当前剩余平均金额 = 剩余总金额 / 剩余红包个数
    举例:总额为50元,发5个红包。
    在这里插入图片描述
    小贴士:为方便表格中进行运算,此处,单位为"元"。程序中,建议换算为"分"进行运算。
    手气红包,打开方式 Lucky ,代码如下:
public class Lucky implements OpenMode {
@Override
public ArrayList<Integer> divide(int totalMoney, int count) {
// 创建保存各个红包金额的集合
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
// 定义循环次数,总个数‐1次
int time = count ‐ 1;
// 创建随机数对象
Random random = new Random();
// 循环分配
for (int i = 0; i < time; i++) {
/*
* 每次重新计算,生成随机金额
* 随机范围: totalMoney / count * 2,totalMoney不断的减少,
* count也不断的减少,所以这是一个可变化的范围.
*/
int money = random.nextInt(totalMoney / count * 2) + 1;
// 金额添加到集合
list.add(money);
// 总金额扣除已分配金额
totalMoney ‐= money;
// 红包个数‐1
count‐‐;
}
// 剩余的金额,为最后一个红包
list.add(totalMoney);
return list;
}
}
  1. 发手气红包,代码如下:
public class RedPacketTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建红包对象
RedPacket rp = new RedPacket("大红包");
// 设置群主名称
rp.setOwnerName("我是群大大");
// 设置红包类型,二选一
// rp.setOpenMode(new Common()); // 普通红包
rp.setOpenMode(new Lucky()); // 手气红包
}
}

案例总结
通过 发红包 案例,你都学到了什么呢?请你思考如下问题:
9. 基础语法,你是否清晰?
10. 一些基本的类的方法,你是否能够调用?
11. 案例中哪里体现了继承,继承的作用是什么?
12. 接口作为参数,如何使用?
5. 接口作为成员变量,如何使用?
6. 如何简化接口的使用方式?
相信每位学员,都会有自己的思考和答案。也相信大家,随着开发经验的丰富,对于技术的理解会更加深入,对技
术的运用会更加纯熟。通过对大量案例的不断积累,最终写出属于你自己的程序,成为一名真正的coder。感谢大
家参与学习 JavaSE 基础班课程,技术的道路上,这只是一个开始!谢谢大家!

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