Java基础（9）——final、权限、内部类、引用类型

第一章 final关键字

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。

2.使用

final关键字代表最终、不可改变的。

常见四种用法：
1. 可以用来修饰一个类
2. 可以用来修饰一个方法
3. 还可以用来修饰一个局部变量
4. 还可以用来修饰一个成员变量

final修饰的类

当final关键字用来修饰一个类的时候，格式：
public final class 类名称 {
    // ...
}

含义：当前这个类不能有任何的子类。（太监类）
注意：一个类如果是final的，那么其中所有的成员方法都无法进行覆盖重写（因为没儿子。）

public final class MyClass /*extends Object*/ {

    public void method() {
        System.out.println("方法执行！");
    }

}

实现上边的final类：

// 不能使用一个final类来作为父类
public class MySubClass /*extends MyClass*/ {//报错！
}

final修饰方法

当final关键字用来修饰一个方法的时候，这个方法就是最终方法，也就是不能被覆盖重写。
格式：
修饰符 final 返回值类型 方法名称(参数列表) {
    // 方法体
}

注意事项：
对于类、方法来说，abstract关键字和final关键字不能同时使用，因为矛盾。

public abstract class Fu {

    public final void method() {
        System.out.println("父类方法执行！");
    }

    public abstract /*final*/ void methodAbs() ;

}

public class Zi extends Fu {
    @Override
    public void methodAbs() {

    }

    // 错误写法！不能覆盖重写父类当中final的方法
//    @Override
//    public void method() {
//        System.out.println("子类覆盖重写父类的方法！");
//    }
}

final修饰局部变量

一旦使用final用来修饰局部变量，那么这个变量就不能进行更改。
“一次赋值，终生不变”

public class Demo01Final {

    public static void main(String[] args) {
        int num1 = 10;
        System.out.println(num1); // 10
        num1 = 20;
        System.out.println(num1); // 20

        // 一旦使用final用来修饰局部变量，那么这个变量就不能进行更改。
        // “一次赋值，终生不变”
        final int num2 = 200;
        System.out.println(num2); // 200

//        num2 = 250; // 错误写法！不能改变！
//        num2 = 200; // 错误写法！

        // 正确写法！只要保证有唯一一次赋值即可
        final int num3;
        num3 = 30;

        // 对于基本类型来说，不可变说的是变量当中的数据不可改变
        // 对于引用类型来说，不可变说的是变量当中的地址值不可改变
        Student stu1 = new Student("赵丽颖");
        System.out.println(stu1);
        System.out.println(stu1.getName()); // 赵丽颖
        stu1 = new Student("霍建华");
        System.out.println(stu1);
        System.out.println(stu1.getName()); // 霍建华
        System.out.println("===============");

        final Student stu2 = new Student("高圆圆");
        // 错误写法！final的引用类型变量，其中的地址不可改变
//        stu2 = new Student("赵又廷");
        System.out.println(stu2.getName()); // 高圆圆
        stu2.setName("高圆圆圆圆圆圆");
        System.out.println(stu2.getName()); // 高圆圆圆圆圆圆
    }

}

final修饰成员变量

对于成员变量来说，如果使用final关键字修饰，那么这个变量也照样是不可变。

1. 由于成员变量具有默认值，所以用了final之后必须手动赋值，不会再给默认值了。
2. 对于final的成员变量，要么使用直接赋值，要么通过构造方法赋值。二者选其一。
3. 必须保证类当中所有重载的构造方法，都最终会对final的成员变量进行赋值。

public class Person {

    private final String name/* = "鹿晗"*/;

    public Person() {
        name = "关晓彤";
    }

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

//    public void setName(String name) {
//        this.name = name;
//    }
}

第二章 权限修饰符

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
  

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

第三章 内部类

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。

如果一个事物的内部包含另一个事物，那么这就是一个类内部包含另一个类。
例如：身体和心脏的关系。又如：汽车和发动机的关系。

分类：
1. 成员内部类
2. 局部内部类（包含匿名内部类）

成员内部类的定义格式：
修饰符 class 外部类名称 {
    修饰符 class 内部类名称 {
        // ...
    }
    // ...
}

注意：内用外，随意访问；外用内，需要内部类对象。

==========================
如何使用成员内部类？有两种方式：
1. 间接方式：在外部类的方法当中，使用内部类；然后main只是调用外部类的方法。
2. 直接方式，公式：
类名称 对象名 = new 类名称();
【外部类名称.内部类名称 对象名 = new 外部类名称().new 内部类名称();】

2.成员内部类的实现

public class Body { // 外部类

    public class Heart { // 成员内部类

        // 内部类的方法
        public void beat() {
            System.out.println("心脏跳动：蹦蹦蹦！");
            System.out.println("我叫：" + name); // 正确写法！
        }

    }

    // 外部类的成员变量
    private String name;

    // 外部类的方法
    public void methodBody() {
        System.out.println("外部类的方法");
        new Heart().beat();//在外部类中间接使用了内部类
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

注意：定义类名称的的时候不使用$，原因是编译文件：

1.使用成员内部类

1）间接方式
在外部类的方法当中，使用内部类；然后main只是调用外部类的方法。
如上边的：

public void methodBody() {
        System.out.println("外部类的方法");
        new Heart().beat();//在外部类中间接使用了内部类
    }

2）直接方式
外部类名称.内部类名称 对象名 = new 外部类名称().new 内部类名称();

public class Demo01InnerClass {

    public static void main(String[] args) {
        Body body = new Body(); // 外部类的对象
        // 通过外部类的对象，调用外部类的方法，里面间接在使用内部类Heart
        body.methodBody();
        System.out.println("=====================");

        // 按照公式写：
        Body.Heart heart = new Body().new Heart();
        heart.beat();
    }

}

2.内部类中的同名变量的访问

// 如果出现了重名现象，那么格式是：外部类名称.this.外部类成员变量名
public class Outer {

    int num = 10; // 外部类的成员变量

    public class Inner /*extends Object*/ {

        int num = 20; // 内部类的成员变量

        public void methodInner() {
            int num = 30; // 内部类方法的局部变量
            System.out.println(num); // 局部变量，就近原则
            System.out.println(this.num); // 内部类的成员变量
            System.out.println(Outer.this.num); // 外部类的成员变量
        }

    }

}

3.局部内部类

如果一个类是定义在一个方法内部的，那么这就是一个局部内部类。
“局部”：只有当前所属的方法才能使用它，出了这个方法外面就不能用了。

定义格式：
修饰符 class 外部类名称 {
    修饰符 返回值类型 外部类方法名称(参数列表) {
        class 局部内部类名称 {
            // ...
        }
    }
}

小节一下类的权限修饰符：
public > protected > (default) > private
定义一个类的时候，权限修饰符规则：
1. 外部类：public / (default)
2. 成员内部类：public / protected / (default) / private
3. 局部内部类：什么都不能写

class Outer {

    public void methodOuter() {
        class Inner { // 局部内部类
            int num = 10;
            public void methodInner() {
                System.out.println(num); // 10
            }
        }

        Inner inner = new Inner();
        inner.methodInner();
    }

}

使用：

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public class DemoMain {

    public static void main(String[] args) {
        Outer obj = new Outer();
        obj.methodOuter();
    }

}

局部内部类的final问题

/*
局部内部类，如果希望访问所在方法的局部变量，那么这个局部变量必须是【有效final的】。

备注：从Java 8+开始，只要局部变量事实不变，那么final关键字可以省略。

原因：
1. new出来的对象在堆内存当中。
2. 局部变量是跟着方法走的，在栈内存当中。
3. 方法运行结束之后，立刻出栈，局部变量就会立刻消失。
4. 但是new出来的对象会在堆当中持续存在，直到垃圾回收消失。
 */
public class MyOuter {

    public void methodOuter() {
        int num = 10; // 所在方法的局部变量

        class MyInner {
            public void methodInner() {
                System.out.println(num);
            }
        }
    }

}

4.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。

如果接口的实现类（或者是父类的子类）只需要使用唯一的一次，
那么这种情况下就可以省略掉该类的定义，而改为使用【匿名内部类】。

匿名内部类的定义格式：
接口名称 对象名 = new 接口名称() {
    // 覆盖重写所有抽象方法
};

对格式“new 接口名称() {...}”进行解析：
1. new代表创建对象的动作
2. 接口名称就是匿名内部类需要实现哪个接口
3. {...}这才是匿名内部类的内容，这个类没有名字！所以才叫匿名！

另外还要注意几点问题：
4. 匿名内部类，在【创建对象】的时候，只能使用唯一一次。
如果希望多次创建对象，而且类的内容一样的话，那么就需要使用单独定义的实现类了。
5. 匿名对象，在【调用方法】的时候，只能调用唯一一次。
如果希望同一个对象，调用多次方法，那么必须给对象起个名字。
6. 匿名内部类是省略了【实现类/子类名称】，但是匿名对象是省略了【对象名称】
！！！ 强调：匿名内部类和匿名对象不是一回事！！！

定义格式：
先定义一个接口：

public interface MyInterface {
    void method1(); // 抽象方法
    void method2();
}

实现：

public class DemoMain {

    public static void main(String[] args) {
//        MyInterface obj = new MyInterfaceImpl();
//        obj.method();

//        MyInterface some = new MyInterface(); // 错误写法！

        // 使用匿名内部类，但不是匿名对象，对象名称就叫objA
        MyInterface objA = new MyInterface() {
            @Override
            public void method1() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！111-A");
            }

            @Override
            public void method2() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！222-A");
            }
        };
        objA.method1();
        objA.method2();
        System.out.println("=================");

        // 使用了匿名内部类，而且省略了对象名称，也是匿名对象
        new MyInterface() {
            @Override
            public void method1() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！111-B");
            }

            @Override
            public void method2() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！222-B");
            }
        }.method1();
        // 因为匿名对象无法调用第二次方法，所以需要再创建一个匿名内部类的匿名对象
        new MyInterface() {
            @Override
            public void method1() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！111-B");
            }

            @Override
            public void method2() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！222-B");
            }
        }.method2();
    }

}

第四章 引用类型的用法总结

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类作为成员变量类型

Demo：

public class Weapon {

    private String code; // 武器的代号

    public Weapon() {
    }

    public Weapon(String code) {
        this.code = code;
    }

    public String getCode() {
        return code;
    }

    public void setCode(String code) {
        this.code = code;
    }
}

// 游戏当中的英雄角色类
public class Hero {

    private String name; // 英雄的名字
    private int age; // 英雄的年龄
    private Weapon weapon; // 英雄的武器

    public Hero() {
    }

    public Hero(String name, int age, Weapon weapon) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.weapon = weapon;
    }

    public void attack() {
        System.out.println("年龄为" + age + "的" + name + "用" + weapon.getCode() + "攻击敌方。");
    }

    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 Weapon getWeapon() {
        return weapon;
    }

    public void setWeapon(Weapon weapon) {
        this.weapon = weapon;
    }
}

public class DemoMain {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个英雄角色
        Hero hero = new Hero();
        // 为英雄起一个名字，并且设置年龄
        hero.setName("盖伦");
        hero.setAge(20);

        // 创建一个武器对象
        Weapon weapon = new Weapon("AK-47");
        // 为英雄配备武器
        hero.setWeapon(weapon);

        // 年龄为20的盖伦用多兰剑攻击敌方。
        hero.attack();
    }

}

4.2 接口作为成员变量

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 接口作为方法的参数或返回值

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。

/*
java.util.List正是ArrayList所实现的接口。
 */
public class DemoInterface {

    public static void main(String[] args) {
        // 左边是接口名称，右边是实现类名称，这就是多态写法
        List<String> list = new ArrayList<>();

        List<String> result = addNames(list);
        for (int i = 0; i < result.size(); i++) {
            System.out.println(result.get(i));
        }
    }

    public static List<String> addNames(List<String> list) {
        list.add("迪丽热巴");
        list.add("古力娜扎");
        list.add("玛尔扎哈");
        list.add("沙扬娜拉");
        return list;
    }

}