6.面向对象进阶 - day13 接口和内部类 - 《java大数据》

1.接口
2.接口组成更新
3.多态
4.内部类
5.Lambda表达式

1.接口

1.1黑马信息管理系统集合改进 (应用)

使用数组容器的弊端
1. 容器长度是固定的，不能根据添加功能自动增长
2. 没有提供用于赠删改查的方法
优化步骤
1. 创建新的StudentDao类，OtherStudentDao
2. 创建ArrayList集合容器对象
3. OtherStudentDao中的方法声明，需要跟StudentDao保持一致
  注意：如果不一致，StudentService中的代码就需要进行修改
4. 完善方法（添加、删除、修改、查看）
5. 替换StudentService中的Dao对象

代码实现
OtherStudentDao类
StudentService类

public class OtherStudentDao {
 // 集合容器
 private static ArrayList<Student> stus = new ArrayList<>();
 static {
     Student stu1 = new Student("heima001","张三","23","1999-11-11");
     Student stu2 = new Student("heima002","李四","24","2000-11-11");
     stus.add(stu1);
     stus.add(stu2);
 }
 // 添加学生方法
 public boolean addStudent(Student stu) {
    stus.add(stu);
    return true;
 }
 // 查看学生方法
 public Student[] findAllStudent() {
     Student[] students = new Student[stus.size()];
     for (int i = 0; i < students.length; i++) {
         students[i] = stus.get(i);
     }
     return students;
 }
 public void deleteStudentById(String delId) {
     // 1. 查找id在容器中所在的索引位置
     int index = getIndex(delId);
     stus.remove(index);
 }
 public int getIndex(String id){
     int index = -1;
     for (int i = 0; i < stus.size(); i++) {
         Student stu = stus.get(i);
         if(stu != null && stu.getId().equals(id)){
             index = i;
             break;
         }
     }
     return index;
 }
 public void updateStudent(String updateId, Student newStu) {
     // 1. 查找updateId, 在容器中的索引位置
     int index = getIndex(updateId);
     stus.set(index, newStu);
 }
}

public class StudentService {
 // 创建StudentDao (库管)
  private OtherStudentDao studentDao = new OtherStudentDao();
   // 其他方法没有变化,此处省略...
}

1.2黑马信息管理系统抽取Dao (应用)

优化步骤
1. 将方法向上抽取，抽取出一个父类（ BaseStudentDao ）
2. 方法的功能实现在父类中无法给出具体明确，定义为抽象方法
3. 让两个类分别继承 BaseStudentDao ，重写内部抽象方法

代码实现
BaseStudentDao类
StudentDao类
OtherStudentDao类

public abstract class BaseStudentDao {
 // 添加学生方法
 public abstract boolean addStudent(Student stu);
 // 查看学生方法
 public abstract Student[] findAllStudent();
 // 删除学生方法
 public abstract void deleteStudentById(String delId);
 // 根据id找索引方法
 public abstract int getIndex(String id);
 // 修改学生方法
 public abstract void updateStudent(String updateId, Student newStu);
}

public class StudentDao extends BaseStudentDao {
// 其他内容不变,此处省略
}

public class OtherStudentDao extends BaseStudentDao {
// 其他内容不变,此处省略
}

1.3接口的概述（理解）

接口就是一种公共的规范标准，只要符合规范标准，大家都可以通用。
Java中接口存在的两个意义
1. 用来定义规范
2. 用来做功能的拓展

1.4接口的特点（记忆）

接口用关键字interface修饰
```
public interface 接口名 {}
```

类实现接口用implements表示

public class 类名 implements 接口名 {}

接口不能实例化
我们可以创建接口的实现类对象使用
接口的子类
要么重写接口中的所有抽象方法
要么子类也是抽象类

1.5接口的成员特点（记忆）

成员特点
- 成员变量
  只能是常量
  默认修饰符：public static final
- 构造方法
  没有，因为接口主要是扩展功能的，而没有具体存在
- 成员方法
  只能是抽象方法
  默认修饰符：public abstract
  关于接口中的方法，JDK8和JDK9中有一些新特性，后面再讲解
代码演示
- 接口
```
public interface Inter {
public static final int NUM = 10;
public abstract void show();
}
```
- 实现类
```
class InterImpl implements Inter{
public void method(){
   // NUM = 20;
   System.out.println(NUM);
}
public void show(){
}
}
```
- 测试类 ```java public class TestInterface { /* 成员变量: 只能是常量系统会默认加入三个关键字
```
           public static final
```
  构造方法: 没有成员方法: 只能是抽象方法, 系统会默认加入两个关键字
```
           public abstract
```
  */ public static void main(String[] args) { System.out.println(Inter.NUM); }

}


<a name="2323b632"></a>
### 1.6类和接口的关系（记忆）
-  类与类的关系<br />    继承关系，只能单继承，但是可以多层继承 
-  类与接口的关系<br />    实现关系，可以单实现，也可以多实现，还可以在继承一个类的同时实现多个接口 
-  接口与接口的关系<br />    继承关系，可以单继承，也可以多继承 
<a name="60ccb250"></a>
### 1.7黑马信息管理系统使用接口改进 (应用)
-  实现步骤 
   1. 将 BaseStudentDao 改进为一个接口
   1. 让 StudentDao 和 OtherStudentDao 去实现这个接口
-  代码实现<br />BaseStudentDao接口 <br />StudentDao类 <br />OtherStudentDao类  
```java
public interface BaseStudentDao {
    // 添加学生方法
    public abstract boolean addStudent(Student stu);
    // 查看学生方法
    public abstract Student[] findAllStudent();
    // 删除学生方法
    public abstract void deleteStudentById(String delId);
    // 根据id找索引方法
    public abstract int getIndex(String id);
    // 修改学生方法
    public abstract void updateStudent(String updateId, Student newStu);
}

public class StudentDao implements BaseStudentDao {
  // 其他内容不变,此处省略
}

public class OtherStudentDao implements BaseStudentDao {
  // 其他内容不变,此处省略
}

1.8黑马信息管理系统解耦合改进 (应用)

实现步骤
1. 创建factory包，创建 StudentDaoFactory（工厂类）
2. 提供 static 修改的 getStudentDao 方法，该方法用于创建StudentDao对象并返回

代码实现
StudentDaoFactory类
StudentService类

public class StudentDaoFactory {
 public static OtherStudentDao getStudentDao(){
     return new OtherStudentDao();
 }
}

public class StudentService {
 // 创建StudentDao (库管)
 // private OtherStudentDao studentDao = new OtherStudentDao();

 // 通过学生库管工厂类, 获取库管对象
 private OtherStudentDao studentDao = StudentDaoFactory.getStudentDao();
}

2.接口组成更新

2.1接口组成更新概述【理解】

常量
public static final
抽象方法
public abstract
默认方法(Java 8)
静态方法(Java 8)
私有方法(Java 9)

2.2接口中默认方法【应用】

格式
public default 返回值类型方法名(参数列表) { }
作用
解决接口升级的问题
范例
```
public default void show3() { 
}
```
注意事项
- 默认方法不是抽象方法，所以不强制被重写。但是可以被重写，重写的时候去掉default关键字
- public可以省略，default不能省略
- 如果实现了多个接口，多个接口中存在相同的方法声明，子类就必须对该方法进行重写

2.3接口中静态方法【应用】

格式
public static 返回值类型方法名(参数列表) { }
范例
```
public static void show() {
}
```
注意事项
- 静态方法只能通过接口名调用，不能通过实现类名或者对象名调用
- public可以省略，static不能省略

2.4接口中私有方法【应用】

私有方法产生原因
Java 9中新增了带方法体的私有方法，这其实在Java 8中就埋下了伏笔：Java 8允许在接口中定义带方法体的默认方法和静态方法。这样可能就会引发一个问题：当两个默认方法或者静态方法中包含一段相同的代码实现时，程序必然考虑将这段实现代码抽取成一个共性方法，而这个共性方法是不需要让别人使用的，因此用私有给隐藏起来，这就是Java 9增加私有方法的必然性
定义格式
- 格式1
  private 返回值类型方法名(参数列表) { }
- 范例1
```
private void show() {  
}
```
- 格式2
  private static 返回值类型方法名(参数列表) { }
- 范例2
```
private static void method() {  
}
```
注意事项
- 默认方法可以调用私有的静态方法和非静态方法
- 静态方法只能调用私有的静态方法

3.多态

3.1多态的概述（记忆）

什么是多态
同一个对象，在不同时刻表现出来的不同形态
多态的前提
- 要有继承或实现关系
- 要有方法的重写
- 要有父类引用指向子类对象
代码演示
```java class Animal { public void eat(){
```
 System.out.println("动物吃饭");
```
} }

class Cat extends Animal { @Override public void eat() { System.out.println(“猫吃鱼”); } }

public class Test1Polymorphic { /* 多态的前提:

        1. 要有(继承 \ 实现)关系
        2. 要有方法重写
        3. 要有父类引用, 指向子类对象
 */
public static void main(String[] args) {
    // 当前事物, 是一只猫
    Cat c = new Cat();
    // 当前事物, 是一只动物
    Animal a = new Cat();
    a.eat();

}

}


<a name="6b202b66"></a>
### 3.2多态中的成员访问特点（记忆）

-  成员访问特点 
   -  成员变量<br />    编译看父类，运行看父类 
   -  成员方法<br />    编译看父类，运行看子类 
-  代码演示  
```java
class Fu {
    int num = 10;

    public void method(){
        System.out.println("Fu.. method");
    }
}

class Zi extends Fu {
    int num = 20;

    public void method(){
        System.out.println("Zi.. method");
    }
}

public class Test2Polymorpic {
    /*
         多态的成员访问特点:

                成员变量: 编译看左边 (父类), 运行看左边 (父类)

                成员方法: 编译看左边 (父类), 运行看右边 (子类)
     */
    public static void main(String[] args) {
        Fu f = new Zi();
        System.out.println(f.num);
        f.method();
    }
}

3.3多态的好处和弊端（记忆）

好处
提高程序的扩展性。定义方法时候，使用父类型作为参数，在使用的时候，使用具体的子类型参与操作
弊端
不能使用子类的特有成员

3.4多态中的转型（应用）

向上转型
父类引用指向子类对象就是向上转型
向下转型
格式：子类型对象名 = (子类型)父类引用;
代码演示
```java class Fu { public void show(){
```
 System.out.println("Fu..show...");
```
} }

class Zi extends Fu { @Override public void show() { System.out.println(“Zi..show…”); }

public void method(){
    System.out.println("我是子类特有的方法, method");
}

}

public class Test3Polymorpic { public static void main(String[] args) { // 1. 向上转型 : 父类引用指向子类对象 Fu f = new Zi(); f.show(); // 多态的弊端: 不能调用子类特有的成员 // f.method();

    // A: 直接创建子类对象
    // B: 向下转型

    // 2. 向下转型 : 从父类类型, 转换回子类类型
    Zi z = (Zi) f;
    z.method();
}

}


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### 3.5多态中转型存在的风险和解决方案 (应用)

-  风险<br />如果被转的引用类型变量,对应的实际类型和目标类型不是同一种类型,那么在转换的时候就会出现ClassCastException 
-  解决方案 
   -  关键字<br />instanceof 
   -  使用格式<br />变量名 instanceof 类型<br />通俗的理解：判断关键字左边的变量，是否是右边的类型，返回boolean类型结果 
-  代码演示  
```java
abstract class Animal {
    public abstract void eat();
}

class Dog extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃肉");
    }

    public void watchHome(){
        System.out.println("看家");
    }
}

class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}

public class Test4Polymorpic {
    public static void main(String[] args) {
        useAnimal(new Dog());
        useAnimal(new Cat());
    }

    public static void useAnimal(Animal a){  // Animal a = new Dog();
                                             // Animal a = new Cat();
        a.eat();
        //a.watchHome();

//        Dog dog = (Dog) a;
//        dog.watchHome();  // ClassCastException  类型转换异常

        // 判断a变量记录的类型, 是否是Dog
        if(a instanceof Dog){
            Dog dog = (Dog) a;
            dog.watchHome();
        }
    }

}

3.6黑马信息管理系统多态改进 (应用)

实现步骤
1. StudentDaoFactory类中方法的返回值定义成父类类型BaseStudentDao
2. StudentService中接收方法返回值的类型定义成父类类型BaseStudentDao

代码实现
StudentDaoFactory类
StudentService类

public class StudentDaoFactory {
 public static BaseStudentDao getStudentDao(){
     return new OtherStudentDao();
 }
}

public class StudentService {
 // 创建StudentDao (库管)
 // private OtherStudentDao studentDao = new OtherStudentDao();

 // 通过学生库管工厂类, 获取库管对象
 private BaseStudentDao studentDao = StudentDaoFactory.getStudentDao();
}

4.内部类

4.1 内部类的基本使用（理解）

内部类概念
- 在一个类中定义一个类。举例：在一个类A的内部定义一个类B，类B就被称为内部类
内部类定义格式
- 格式&举例：
```java /* 格式： class 外部类名{ 修饰符 class 内部类名{

} } */

class Outer { public class Inner {

}


-  内部类的访问特点 
   - 内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有
   - 外部类要访问内部类的成员，必须创建对象
-  示例代码：  
```java
/*
    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
        外部类要访问内部类的成员，必须创建对象
 */
public class Outer {
    private int num = 10;
    public class Inner {
        public void show() {
            System.out.println(num);
        }
    }
    public void method() {
        Inner i = new Inner();
        i.show();
    }
}

2.2 成员内部类（理解）

成员内部类的定义位置
- 在类中方法，跟成员变量是一个位置
外界创建成员内部类格式
- 格式：外部类名.内部类名对象名 = 外部类对象.内部类对象;
- 举例：Outer.Inner oi = new Outer().new Inner();

私有成员内部类

将一个类，设计为内部类的目的，大多数都是不想让外界去访问，所以内部类的定义应该私有化，私有化之后，再提供一个可以让外界调用的方法，方法内部创建内部类对象并调用。

示例代码：

class Outer {
private int num = 10;
private class Inner {
  public void show() {
      System.out.println(num);
  }
}
public void method() {
  Inner i = new Inner();
  i.show();
}
}
public class InnerDemo {
public static void main(String[] args) {
  //Outer.Inner oi = new Outer().new Inner();
  //oi.show();
  Outer o = new Outer();
  o.method();
}
}

静态成员内部类
- 静态成员内部类访问格式：外部类名.内部类名对象名 = new 外部类名.内部类名();
- 静态成员内部类中的静态方法：外部类名.内部类名.方法名();
- 示例代码
```java class Outer { static class Inner { public void show(){
```
    System.out.println("inner..show");
```
}

public static void method(){
```
    System.out.println("inner..method");
```
} } }

public class Test3Innerclass { / 静态成员内部类演示 / public static void main(String[] args) { // 外部类名.内部类名对象名 = new 外部类名.内部类名(); Outer.Inner oi = new Outer.Inner(); oi.show();

    Outer.Inner.method();
}

}


<a name="3c39de98"></a>
### 2.3 局部内部类（理解）

-  局部内部类定义位置 
   - 局部内部类是在方法中定义的类
-  局部内部类方式方式 
   - 局部内部类，外界是无法直接使用，需要在方法内部创建对象并使用
   - 该类可以直接访问外部类的成员，也可以访问方法内的局部变量
-  示例代码  
```java
class Outer {
    private int num = 10;
    public void method() {
        int num2 = 20;
        class Inner {
            public void show() {
                System.out.println(num);
                System.out.println(num2);
            }
        }
        Inner i = new Inner();
        i.show();
    }
}
public class OuterDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Outer o = new Outer();
        o.method();
    }
}

2.4 匿名内部类（应用）

匿名内部类的前提
- 存在一个类或者接口，这里的类可以是具体类也可以是抽象类
匿名内部类的格式
- 格式：new 类名 ( ) { 重写方法 } new 接口名 ( ) { 重写方法 }
- 举例：
```
new Inter(){
@Override
public void method(){}
}
```
匿名内部类的本质
- 本质：是一个继承了该类或者实现了该接口的子类匿名对象
匿名内部类的细节
- 匿名内部类可以通过多态的形式接受
```
Inter i = new Inter(){
@Override
public void method(){

}
}
```
匿名内部类直接调用方法
```java interface Inter{ void method(); }

class Test{ public static void main(String[] args){ new Inter(){ @Override public void method(){ System.out.println(“我是匿名内部类”); } }.method(); // 直接调用方法 } }


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### 2.4 匿名内部类在开发中的使用（应用）

-  匿名内部类在开发中的使用 
   - 当发现某个方法需要，接口或抽象类的子类对象，我们就可以传递一个匿名内部类过去，来简化传统的代码
-  示例代码：  
```java
/*
    游泳接口
 */
interface Swimming {
    void swim();
}

public class TestSwimming {
    public static void main(String[] args) {
        goSwimming(new Swimming() {
            @Override
            public void swim() {
                System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧");
            }
        });
    }

    /**
     * 使用接口的方法
     */
    public static void goSwimming(Swimming swimming){
        /*
            Swimming swim = new Swimming() {
                @Override
                public void swim() {
                    System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧");
                }
            }
         */
        swimming.swim();
    }
}

5.Lambda表达式

5.1体验Lambda表达式【理解】

代码演示
```java / 游泳接口 / interface Swimming { void swim(); }

public class TestSwimming { public static void main(String[] args) { // 通过匿名内部类实现 goSwimming(new Swimming() { @Override public void swim() { System.out.println(“铁汁, 我们去游泳吧”); } });

    /*  通过Lambda表达式实现
        理解: 对于Lambda表达式, 对匿名内部类进行了优化
     */
    goSwimming(() -> System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧"));
}

/**
 * 使用接口的方法
 */
public static void goSwimming(Swimming swimming) {
    swimming.swim();
}

}


-  函数式编程思想概述<br />在数学中，函数就是有输入量、输出量的一套计算方案，也就是“拿数据做操作”<br />面向对象思想强调“必须通过对象的形式来做事情”<br />函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法：“强调做什么，而不是以什么形式去做”<br />而我们要学习的Lambda表达式就是函数式思想的体现 

<a name="6b7f70e0"></a>
### 5.2Lambda表达式的标准格式【理解】

-  格式：<br />    (形式参数) -> {代码块} 
   - 形式参数：如果有多个参数，参数之间用逗号隔开；如果没有参数，留空即可
   - ->：由英文中画线和大于符号组成，固定写法。代表指向动作
   - 代码块：是我们具体要做的事情，也就是以前我们写的方法体内容
-  组成Lambda表达式的三要素： 
   - 形式参数，箭头，代码块

<a name="fdb00cbd"></a>
### 5.3Lambda表达式练习1【应用】

-  Lambda表达式的使用前提 
   - 有一个接口
   - 接口中有且仅有一个抽象方法
-  练习描述<br />    无参无返回值抽象方法的练习 
-  操作步骤 
   - 定义一个接口(Eatable)，里面定义一个抽象方法：void eat();
   - 定义一个测试类(EatableDemo)，在测试类中提供两个方法 
      - 一个方法是：useEatable(Eatable e)
      - 一个方法是主方法，在主方法中调用useEatable方法
-  示例代码  
```java
//接口
public interface Eatable {
    void eat();
}
//实现类
public class EatableImpl implements Eatable {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("一天一苹果，医生远离我");
    }
}
//测试类
public class EatableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //在主方法中调用useEatable方法
        Eatable e = new EatableImpl();
        useEatable(e);

        //匿名内部类
        useEatable(new Eatable() {
            @Override
            public void eat() {
                System.out.println("一天一苹果，医生远离我");
            }
        });

        //Lambda表达式
        useEatable(() -> {
            System.out.println("一天一苹果，医生远离我");
        });
    }

    private static void useEatable(Eatable e) {
        e.eat();
    }
}

5.4Lambda表达式练习2【应用】

练习描述
有参无返回值抽象方法的练习
操作步骤
- 定义一个接口(Flyable)，里面定义一个抽象方法：void fly(String s);
- 定义一个测试类(FlyableDemo)，在测试类中提供两个方法
  - 一个方法是：useFlyable(Flyable f)
  - 一个方法是主方法，在主方法中调用useFlyable方法
示例代码
```java public interface Flyable { void fly(String s); }

public class FlyableDemo { public static void main(String[] args) { //在主方法中调用useFlyable方法 //匿名内部类 useFlyable(new Flyable() { @Override public void fly(String s) { System.out.println(s); System.out.println(“飞机自驾游”); } }); System.out.println(“————“);

    //Lambda
    useFlyable((String s) -> {
        System.out.println(s);
        System.out.println("飞机自驾游");
    });

}

private static void useFlyable(Flyable f) {
    f.fly("风和日丽，晴空万里");
}

}


<a name="900940e9"></a>
### 5.5Lambda表达式练习3【应用】

-  练习描述<br />有参有返回值抽象方法的练习 
-  操作步骤 
   - 定义一个接口(Addable)，里面定义一个抽象方法：int add(int x,int y);
   - 定义一个测试类(AddableDemo)，在测试类中提供两个方法 
      - 一个方法是：useAddable(Addable a)
      - 一个方法是主方法，在主方法中调用useAddable方法
-  示例代码  
```java
public interface Addable {
    int add(int x,int y);
}

public class AddableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //在主方法中调用useAddable方法
        useAddable((int x,int y) -> {
            return x + y;
        });

    }

    private static void useAddable(Addable a) {
        int sum = a.add(10, 20);
        System.out.println(sum);
    }
}

5.6Lambda表达式的省略模式【应用】

省略的规则
- 参数类型可以省略。但是有多个参数的情况下，不能只省略一个
- 如果参数有且仅有一个，那么小括号可以省略
- 如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号，和return关键字
代码演示
```java public interface Addable { int add(int x, int y); }

public interface Flyable { void fly(String s); }

public class LambdaDemo { public static void main(String[] args) { // useAddable((int x,int y) -> { // return x + y; // }); //参数的类型可以省略 useAddable((x, y) -> { return x + y; });

// useFlyable((String s) -> { // System.out.println(s); // }); //如果参数有且仅有一个，那么小括号可以省略 // useFlyable(s -> { // System.out.println(s); // });

    //如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号
    useFlyable(s -> System.out.println(s));

    //如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号，如果有return，return也要省略掉
    useAddable((x, y) -> x + y);
}

private static void useFlyable(Flyable f) {
    f.fly("风和日丽，晴空万里");
}

private static void useAddable(Addable a) {
    int sum = a.add(10, 20);
    System.out.println(sum);
}

} ```

5.7Lambda表达式的使用前提【理解】

使用Lambda必须要有接口
并且要求接口中有且仅有一个抽象方法

5.8Lambda表达式和匿名内部类的区别【理解】

所需类型不同
- 匿名内部类：可以是接口，也可以是抽象类，还可以是具体类
- Lambda表达式：只能是接口
使用限制不同
- 如果接口中有且仅有一个抽象方法，可以使用Lambda表达式，也可以使用匿名内部类
- 如果接口中多于一个抽象方法，只能使用匿名内部类，而不能使用Lambda表达式
实现原理不同
- 匿名内部类：编译之后，产生一个单独的.class字节码文件
- Lambda表达式：编译之后，没有一个单独的.class字节码文件。对应的字节码会在运行的时候动态生成