【Java八股文总结】之面向对象

Java面向对象基础

一、面向对象基础

1、什么是封装？

封装 是指 将类的属性隐藏在内部，外部不能直接访问和修改 ，如何实现？
通过修改成员变量的可见性，从公有改为私有。
封装的核心思想就是 尽可能把属性都隐藏在内部，对外提供方法来访问，我们可以在这些方法中添加逻辑处理来实现过滤，以屏蔽错误数据的赋值。

2、什么是继承？

继承 是用来描述类之间的关系的，即一个类继承（拥有）另外一个类中的属性和方法，被继承的类叫做父类，继承父类的类叫做子类。
继承的基本语法： extends 关键字

public class 类名 extends 父类名 {

}
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Java中的继承是单继承，也就是说一个子类只能有一个直接父类。

1、子类访问父类

创建一个子类对象的时候，会默认先创建一个父类对象，无论是通过有参构造或是无参构造来创建子类对象，都是通过无参构造来创建父类对象的。
可以通过 super 关键字让子类创建对象时调用父类的有参构造。

public Student(){
	super(1);
	System.out.println("通过无参构造创建了Student对象");
}
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子类可以访问父类的构造方法、普通方法、成员变量，都是通过 super 关键字来完成，具体语法：
构造方法： super(参数列表)
普通方法： super.方法名(参数列表)
成员变量： super.成员变量名
注意： 在子类的构造方法中，可以通过super访问父类的构造方法和普通方法。在子类的普通方法中，只能通过super访问父类的普通方法。

2、子类的访问修饰符

Java访问权限修饰符：public、protected、默认修饰符、private。

3、方法重写

子类在继承父类方法的基础上，对父类方法重新定义并覆盖的操作叫做 方法重写 。构造方法不能被重新，方法重写的规则：

1. 父子类的方法名相同。
2. 父子类的方法参数列表相同。
3. 子类方法的返回值与父类方法返回值类型相同或者是其子类。
4. 子类方法声明抛出的异常类型与父类方法相同或是其子类。
5. 子类方法的访问权限不能小于父类。

3、什么是多态？

一个事物具有多种表现形态，在Java程序中，定义一个方法，在具体的生成环境中根据不同的需求呈现不同的业务逻辑，多态的前提是继承。
多态的具体使用有两种形式：

1. 定义方法时形参类型为父类，实际调用方法时传入子类类型的参数。
2. 定义方法时返回值类型为父类，实际调用方法时返回子类对象。
   以上两种形式的基本原理都是**父类引用可以指向子类对象**。

1、Java语言如何实现多态

本质上多态分两种：
①编译时多态（又称静态多态）
重载（overload） 就属于编译时多态，编译时多态在编译时就已经确定，运行时调用的是确定的方法。
②运行时多态（又称动态多态）
通常所说的多态指的都是运行时多态，也就是编译时不确定究竟调用哪个具体方法，一直等到运行时才能确定（如子类继承父类后实现的方法）。

2、什么时候使用多态？

①方法参数列表： 代码量大了之后，一些逻辑可以提取出来成为公共的部分，剩余的部分就自然而然地成为多态了。
如：定义方法参数列表时定义为父类类型，这样就可以传递任意子类类型的对象，从而根据传入不同的子类对象来实现不同子类的方法。
②向上转型： 在多态中需要将父类的引用指向子类的对象，只有这样该引用才既可以调用父类的方法，又能调用子类的方法。

Person per = new Student();
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4、什么是接口？

接口是 由抽象类衍生出来的 一个概念，并由此产生了一种编程方式：面向接口编程。
面向接口编程就是将程序中的业务模块进行分离，以接口的形式去对接不同的业务模块。
面向接口编程的优点：当用户需求变更时，只需要切换不同的实现类，而不需要修改串联模块的接口，减少对系统的影响。

1. 能够最大限度实现解耦合，降低程序的耦合性。
2. 使程序易于扩展。
3. 有利于程序的后期维护。

5、怎么使用接口？

接口在Java中时独立存在的一种结构，和类相似，我们需要创建一个接口文件，Java 中用class关键字来标识类，用 interface 来标识接口，基本语法：

public interface 接口名{
	public 返回值 方法名 (参数列表);
}
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接口其实就是一个抽象类，极度抽象的抽象类。
抽象类： 一个类中一旦存在没有具体实现的抽象方法时，那么该类就必须定义为抽象类，同时抽象类允许存在非抽象方法。
但是接口完全不同，接口中不能存在非抽象方法，接口中必须全部是抽象方法=。
因为接口中必须全部都是抽象方法，所以修饰抽象方法的关键字abstract可以省略。
接口中允许定义成员变量，但是有如下要求：

1. 不能定义private和protected修饰的成员变量，只能定义public和默认访问权限修饰符修饰的成员变量。
2. 接口中的成员变量在定义时就必须完成初始化。
3. 接口中的成员变量都是静态常量，即可以直接通过接口访问，同时值不能被修改。
   注意： 使用接口时，不能直接实例化接口对象，而必须实例化其实现类对象，实现类本身就是一个普通的Java类，创建实现类的代码如下所示。

public class MyInterfaceImpl implements MyInterface {
	@Override
	public void test() {
		// TDDO Auto-generated method stub
	}
}
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通过 implement 关键字来指定实现类具体要实现的接口，在实现类的内部需要对接口的所有抽象方法进行实现，同时要求访问权限修饰符、返回值类型、方法名和参数列表必须完全一致。
接口和继承，Java类只支持单继承，但是接口可以多实现（一个实现类可以同时实现多个接口）。

6、Java中创建对象的方式？

Java种创建对象共有5种方式：

1. new关键字；
2. 类的Class.newInstance()；（反射机制）
3. 构造器的Constructor.newInstance()；
4. Clone()方法；
5. 反序列化；
   参考链接：Java中创建对象的5种方式

7、对象实体和对象引用的区别？

对象实体在堆内存中；对象引用指向对象实例，对象引用存放在栈内存中。
举例： 一个对象引用可以指向0个或1个对象（一根绳子可以不系气球，也可以系一个气球）；一个对象可以有n个引用指向它（可以用n条绳子系住一个气球）。

8、对象相等和引用相等

对象相等：比较的是内存中存放的 内容是否相等；
引用相等：比较的是它们指向的 内存地址是否相等。

9、类的构造方法的作用？

完成**对象的初始化**。

10、构造方法的特点？是否可以被override？

11、重载和重写的区别

• 重载： 发生在同一个类中，方法名必须相同，参数类型不同、个数不同、顺序不同（参数列表不同），方法返回值和访问修饰符可以不同（没有要求），发生在编译时。

public int add(int a,String b)
public String add(int a,String b)
// 编译错误
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返回值不同不是方法重载。

• 重写： 发生在子类继承父类时，方法名和参数列表必须相同，返回值范围小于等于父类，抛出异常的范围小于等于父类，访问修饰符的范围大于等于父类；如果父类方法的访问修饰符是private，则子类不能重写该方法。

12、面向对象三大特征

13、接口和抽象类的区别？

抽象类 可以存在普通成员函数，而 接口 中只能存在public abstract抽象方法。
抽象类 中的成员变量可以是各种类型的，而 接口 中的成员变量只能是public static final常量类型的。
抽象类 只能继承一个，接口 可以实现多个。
抽象类和接口都不允许实例化。
注意： Java中是单继承，多实现。（即继承只能是单继承，一个子类仅有一个父类。接口可以多实现，即一个实现类可以同时实现多个接口）
接口的设计目的，是对类的行为进行约束 （更准确的说是一种 “有” 约束， 因为接口不能规定类不可以有什么行为），也就是提供一种机制，可以强制要求不同的类具有相同的行为。它只约束了行为的有无，但不对如何实现行为进行限制。
而 抽象类的设计目的，是代码复用 。当不同的类具有某些相同的行为（记为行为集合A），且其中一部分行为的实现方式一致时（A的非真子集，记为B），可以让这些类都派生于一个抽象类。在这个抽象类中实现了B，避免让所有的子类来实现B，这就达到了代码复用的目的。而A减B的部分，留给各个子类自己实现。正是因为A-B在这里没有实现，所以 抽象类不允许实例化 出来（否则当调用到A B时,无法执行）。
抽象类 是对类本质的抽象，表达的是is a的关系，比如：BMW is a Car。抽象类包含并实现子类的通用特性，将子类存在差异化的特性进行抽象，交由子类去实现。而 接口 是对行为的抽象，表达的是like a的关系。
比如： Bird like a Aircraft （像飞行器一样可以飞），但其本质上 is a Bird。接口的核心是定义行为，即实现类可以做什么，至于实现类主体是谁、是如何实现的，接口并不关心。
使用场景： 当你关注一个事物的本质的时候，用抽象类；当你关注一个操作的时候，用接口。
抽象类的功能要远超过接口，但是，定义抽象类的代价高。因为高级语言来说（从实际设计上来说也是）每个类只能继承一个类。 在这个类中，你必须继承或编写出其所有子类的所有共性。虽然接口在功能上会弱化许多，但是它只是针对一个动作的描述。而且你可以在一个类中同时实现多个接口，在设计阶段会降低难度。

补充：

1、接口（关键字：interface）

何谓接口？ Java接口是一系列方法的声明，是一些方法特征的集合，一个接口只有方法的特征没有方法的实现，因此这些方法可以在不同的地方被不同的类实现，而这些实现可以具有不同的行为（功能）。接口中全是抽象方法。

1. 接口不能实例化，因为接口中的方法都是抽象的，是没有方法体的。怎样产生具体的实例呢？使用接口类型的引用指向一个实现了该接口的对象，并且可以调用这个接口中的方法。
2. 一个类可以实现多个接口。
3. 一个类如果要实现某个接口的话，那么它必须要实现这个接口中的所有方法！！！
4. 接口中所有的方法都是抽象的和public的，所有的属性都是public、static、final的。
5. 接口用来弥补类无法实现多继承的局限。
6. 接口也可以用来实现解耦。

2、抽象类（关键字：abstract）

抽象方法： 只声明未实现（即没有方法体的方法）。
抽象类： 包含抽象方法的类（抽象类中不只有抽象方法）。

1. 抽象类中可以没有抽象方法，但是有抽象方法的必须是抽象类。即一个类包含了抽象方法，那么该类一定是抽象类。
2. 继承抽象类的子类必须重写父类所有的抽象方法！！！
3. 抽象类不能创建对象！！！（即不能实例化），如果创建，编译无法通过而报错，只能创建其非抽象子类的对象。
4. 抽象类中，可以有构造方法，供子类创建对象时，初始化父类成员。
5. 不能用abstract修饰变量，代码块，构造器。
   （最重要的特征：得到了抽象方法，失去了创建对象的能力！！！）

3、抽象方法、抽象类

①抽象方法： 只给出方法定义而不具体实现的方法被称为抽象方法，抽象方法是没有方法体的，在代码的表达上就是没有“{}”。使用 abstract 修饰符来表示抽象方法和抽象类。
②抽象类： abstract修饰符表示所修饰的类没有完全实现，还不能实例化。
如果在类的方法声明中使用abstract修饰符，表明该方法是一个抽象方法，它需要在子类实现。如果一个类包含抽象方法，则这个类也是抽象类，必须使用abstract修饰符，并且不能实例化。
③ 抽象类除了包含抽象方法外，还可以包含具体的变量和具体的方法。类即使不包含抽象方法，也可以被声明为抽象类，防止被实例化。

4、为什么使用抽象类？

由于父类方法的不确定性，所以用抽象类来把父类设计的抽象，以至于它都没有任何具体的事例，所以没有必要在父类里写，可以精简代码。（比如我们在实现多态的时候，就是会定义许多实现类去继承父类，父类中没有必要去实现方法，只需要定义即可，使用抽象类定义父类，可以精简代码）

5、abstract和final是什么关系？

互斥关系。
abstract定义的抽象类作为模板让子类继承；final定义的类不能被继承。
抽象方法定义通用功能让子类重写；final定义的方法子类不能重写。

6、abstract和static是什么关系？

abstract修饰的方法是抽象方法，只有定义没有实现。
static修饰的静态方法属于类，可以直接使用”类名.方法名“调用，使用类名调用抽象方法是没有意义的。

13、深拷贝和浅拷贝有什么区别？什么是引用拷贝？

深拷贝： 拷贝整个对象。
浅拷贝： 如果是引用对象，则直接复制对象引用地址，不拷贝对象里面的内容。
引用拷贝： 两个不同的引用指向同一个对象。

因此深拷贝是安全的，浅拷贝的话如果有引用类型，那么拷贝后对象，引用类型变量修改，会影响原对象。

Q：浅拷贝如何实现呢？

Object类提供的 clone() 方法可以非常简单地实现对象的浅拷贝。

Q：深拷贝如何实现呢？

• 重写克隆方法： 重写克隆方法，引用类型变量单独克隆，这里可能会涉及多层递归。
• 序列化： 可以先将原对象序列化，再反序列化成拷贝对象。