对象与类

三个重要概念：

封装
继承
多态

类之间的常见关系有：

依赖（uses-a）：一个类的方法操纵另一个类的对象
聚合（has-a）：一个类的对象包含另一个类的对象
继承（is-a）：一个类是另一个类的拓展（子集）

应尽可能将相互依赖的类减至最少，用软件工程的术语来说，就是让类的之间的耦合度最小。

表达类关系的统一建模语言符号：

区分对象引用和对象实体

一个对象变量（引用）并没有实际包含一个对象，而仅仅存放了这个对象实体的内存地址，换句话说，任何对象变量的值都是对存储在堆（heap）中的一个对象的引用。可以将 Java 的对象变量看作 C++ 的对象指针（而不是 C++ 的引用），这个值可以是 null ，表明目前没有指向任何对象。

对引用的值进行拷贝，结果如下：

一、自定义类

一个源文件只能有一个公有类，但可以有任意数目的非公有类，源文件名必须与公有类的名字相同，否则无法编译。

关于多个源文件的编译方式（顺序），书中原话：可以认为 Java 编译器内置了“make”功能。

构造器

总是伴随着 new 操作被调用
不能对一个已经存在的对象调用构造器
如果没有编写构造器，默认的无参数构造器会将实例域设置为默认值
如果编写了构造器，但不包括无参数的构造器，则构造对象时没有参数会被视为不合法

方法

隐式参数是出现在实例方法名前的类对象（方法调用的目标或接受者），在方法内部用 this 表示；列在方法声明中的属于显式参数。

不要编写返回引用可变对象的访问器方法，原因参考上面所说的引用与实体的区别。如果需要返回一个可变数据域的拷贝，应该使用 clone 方法。

方法可以访问所属类的私有特性（所有对象的私有数据），而不限于访问调用者的私有特性。

重载

方法名以及参数类型（不包括返回类型）构成了方法的签名（signature）。如果多个方法有相同的名字、不同的参数类型或顺序，便产生了重载（overload），编译器通过用各个方法给出的参数类型，与特定方法调用所使用的值类型进行匹配，挑选出相应的方法。

final

用 final 修饰的实例域必须在构建对象时进行初始化，在后面的操作中不能再对它进行修改，大都应用于基本（primitive）类型域，或不可变（immutable）类的域（该类中的每个方法都不会改变其对象）。

对可变的类使用 final 修饰符可能会难以理清关系，例如：

public class Employee {
    private final StringBuilder evaluations;
    // ... 
    Employee() {
        evaluations = new StringBuilder(); 
　　　　　// evaluations 不可引用其他 StringBuilder 对象，但可以对当前对象的状态进行更改： 
        // evaluations.append(str);
        // ...
    }
}

static

在绝大多数面向对象语言中，静态域被称为类域，每个类中只有一个这样的域，由这个类的所有对象共享。

静态方法是一种没有隐式参数的方法，用类名进行调用（不提倡用其对象的引用），用于以下情况：

一个方法不需要访问对象状态，所需参数皆显式提供
一个方法只需要访问类的静态域
工厂方法（factory method）
main 方法

二、按值调用（传递）

按值调用（call by value）：方法接收的是调用者提供的值
按引用调用（call by reference）：方法接收的是调用者提供的变量地址

Java 总是按值调用，方法得到的是参数值的拷贝，不能修改传递参数变量的内容。下面两幅图能很好地分清“不可以修改变量”和“可以修改引用指向的对象”之间的不同：

总之，一个方法

不能修改一个基础数据类型的参数
可以改变一个对象参数的状态
不能让对象参数引用一个新的对象

三、构造对象

初始化

必须明确地初始化方法中的局部变量，但如果没有初始化类中的域，将会被自动初始化为默认值（0 / false / null）。

显式的域初始化方法：

定义实例域时直接赋值
用 this 关键字调用另一个构造器（节省代码）
初始化块

class Person {
    private int age;
    private boolean sex;
    private String name;
    private double asset;

    // initialization block
    {
        asset = 0;
    }

    // ...
}

在一个类的声明中，可以包含多个代码块，这些块会在构造对象时执行，运行顺序先于构造器。调用构造器的具体处理步骤如下：

所有数据域初始化为默认值
按照类声明中的次序，依次执行所有域初始化语句和初始化块
如果构造器第一行调用了第二个构造器，执行第二个构造器主体
执行这个构造器主体

静态初始化

在初始化块之前使用 static 关键字可以对静态域进行初始化，适用于无法准确知道赋值内容的时候：

// static initialization block
static {
    Random generator = new Random();
    nextId = generator.nextInt(10000);
}

类第一次加载时就会进行静态域的初始化，所有的静态域初始化语句、静态初始化块都将按照定义的顺序进行。

析构

Java 有自动的垃圾回收器（GC），不需要人工回收内存，因此 Java 不支持析构器。不过，如果对象使用了内存之外的其他资源（比如文件），那么当资源不再需要时，应该将其回收和再用。可以在类中添加 finalize 方法，它会在 GC 清除对象之前调用以回收资源。

由于难以预料 GC 什么时候会清除对象，所以不要依赖 finalize 方法来回收短缺的资源。如果某个资源需要在使用后立刻关闭，那么可以在对象的方法中调用一个相应的 close 方法。

四、包

名字相同的类放置于不同的包中，就不会产生冲突。借助包可以方便组织自己的代码，并与别人提供的代码库分开管理。标准的 Java 包具有一个层次结构，它们都处于 java 和 javax 包层次中。不过从编译器的角度来看，嵌套的包之间没有任何关系，每一个包的类集合都是独立的。

导入

一个类可以使用所属包中的所有类，以及导入的其他包中的公有类。 import 语句可以导入一个特定的类或者整个包（用 *），这是一种引用包含在包中的类的简明描述。只能用星号导入一个包，不存在一条语句导入多个包的情况。Java 中的 package 和 import 语句类似于 C++ 中的 namespace 和 using 指令。

前面提到过静态导入，结合 static 关键字并在类名后再接上星号，就可以使用指定类的静态方法和静态域，不必再加类名前缀。例如：

import static java.lang.System.*;
// ...
    out.println("good good study");
    exit(0);
// ...

作用域

如果一个类、方法或变量没有指定为 private 或 public，则这个部分可以被同一个包中的所有方法访问（默认访问权限）。对类来说，这种设计有一定的方便性，但对变量来说并不合适，有时会忘记加上修饰符，从而破坏封装性。因此，最好记得在声明变量时对访问权限作出显式标记。

五、类设计技巧

一定要保证数据私有
一定要对数据初始化
尽量用其他类替代多个相关的基本类型的使用
不是所有的域都需要独立的访问器和更改器
将职责过多的类进行分解
名字要体现职责
优先使用不可变的类

Core Java 笔记（三）