尚硅谷Java基礎(chǔ)Java類設(shè)計(jì)

尚硅谷Java基礎(chǔ)Java類設(shè)計(jì)匯報(bào)人：AA2024-01-17Java類設(shè)計(jì)概述類的基本結(jié)構(gòu)封裝、繼承與多態(tài)抽象類與接口設(shè)計(jì)內(nèi)部類與枚舉類型設(shè)計(jì)異常處理機(jī)制設(shè)計(jì)總結(jié)回顧與拓展延伸01Java類設(shè)計(jì)概述類是對(duì)象的模板或藍(lán)圖，定義了對(duì)象的屬性和方法。類是面向?qū)ο缶幊痰幕A(chǔ)，提供了一種抽象的方式來(lái)描述具有相同屬性和行為的對(duì)象。對(duì)象是類的實(shí)例，具有類定義的屬性和行為。對(duì)象是實(shí)際存在的實(shí)體，可以通過(guò)調(diào)用類的方法來(lái)執(zhí)行操作。類與對(duì)象概念對(duì)象（Object）類（Class）封裝（Encapsulation）封裝是將對(duì)象的屬性和方法封裝在類中，隱藏內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只對(duì)外提供必要的接口。這樣可以提高代碼的可維護(hù)性和安全性。繼承（Inheritance）繼承是一種實(shí)現(xiàn)代碼重用的機(jī)制，允許子類繼承父類的屬性和方法。子類可以擴(kuò)展父類的功能，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的操作。多態(tài)（Polymorphism）多態(tài)是指允許使用父類類型的引用指向子類的對(duì)象，并調(diào)用子類的方法。這樣可以實(shí)現(xiàn)更加靈活和可擴(kuò)展的代碼設(shè)計(jì)。面向?qū)ο缶幊趟枷隞ava類設(shè)計(jì)原則單一職責(zé)原則（SingleResponsibilityPrinciple）：一個(gè)類應(yīng)該只有一個(gè)引起變化的原因。即一個(gè)類只負(fù)責(zé)一項(xiàng)功能，降低類的復(fù)雜度，提高可維護(hù)性。開閉原則（Open-ClosedPrinciple）：軟件實(shí)體（類、模塊、函數(shù)等）應(yīng)該可以擴(kuò)展，但是不可修改。即在不修改原有代碼的情況下，通過(guò)擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)新的功能。里氏替換原則（LiskovSubstitutionPrinciple）：子類必須能夠替換掉它們的父類。即在使用父類的地方，可以無(wú)縫地使用子類進(jìn)行替換，而不會(huì)引起程序的錯(cuò)誤或異常。依賴倒置原則（DependencyInversionPrinciple）：高層模塊不應(yīng)該依賴于低層模塊，它們都應(yīng)該依賴于抽象。即抽象不應(yīng)該依賴于細(xì)節(jié)，細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴于抽象。這樣可以降低類之間的耦合度，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。02類的基本結(jié)構(gòu)類名通常使用大寫字母開頭的駝峰命名法，例如`Person`、`Animal`等。類名類名應(yīng)該簡(jiǎn)潔明了，能夠準(zhǔn)確反映類的功能或含義。同時(shí)，避免使用Java保留字和特殊字符。命名規(guī)范類名與命名規(guī)范屬性定義屬性是類的成員變量，用于存儲(chǔ)類的狀態(tài)信息。屬性定義包括屬性名稱、數(shù)據(jù)類型和初始化值。訪問(wèn)修飾符Java提供了四種訪問(wèn)修飾符，分別是`private`、`protected`、`public`和默認(rèn)（無(wú)修飾符）。它們用于控制屬性的訪問(wèn)權(quán)限。屬性定義及訪問(wèn)修飾符方法定義方法是類的行為或功能實(shí)現(xiàn)，用于處理類的業(yè)務(wù)邏輯。方法定義包括方法名稱、參數(shù)列表、返回類型和方法體。訪問(wèn)修飾符與方法類似，方法的訪問(wèn)修飾符也用于控制方法的訪問(wèn)權(quán)限。同時(shí)，方法還可以使用`static`、`final`等修飾符來(lái)定義方法的特性。方法定義及訪問(wèn)修飾符構(gòu)造方法與析構(gòu)方法構(gòu)造方法構(gòu)造方法是類的特殊方法，用于創(chuàng)建類的對(duì)象并初始化對(duì)象的狀態(tài)。構(gòu)造方法的名稱必須與類名相同，且沒(méi)有返回類型。析構(gòu)方法Java中并沒(méi)有直接的析構(gòu)方法概念，但可以通過(guò)`finalize()`方法來(lái)實(shí)現(xiàn)類似的功能。`finalize()`方法在對(duì)象被垃圾回收器回收前被調(diào)用，用于釋放資源或執(zhí)行清理操作。03封裝、繼承與多態(tài)數(shù)據(jù)隱藏將數(shù)據(jù)成員定義為私有，只能通過(guò)公共方法訪問(wèn)和修改，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。方法封裝將相關(guān)操作封裝在類中，通過(guò)方法調(diào)用實(shí)現(xiàn)功能，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。訪問(wèn)控制通過(guò)訪問(wèn)修飾符控制類成員的訪問(wèn)權(quán)限，實(shí)現(xiàn)信息的隱藏和封裝。封裝實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏030201子類可以繼承父類的屬性和方法，實(shí)現(xiàn)代碼的重用和擴(kuò)展。子類繼承父類子類可以重寫父類的方法，實(shí)現(xiàn)自己的業(yè)務(wù)邏輯，同時(shí)保留父類方法的功能。方法重寫子類可以繼承多個(gè)父類的屬性和方法，實(shí)現(xiàn)多層級(jí)的代碼重用。多級(jí)繼承繼承實(shí)現(xiàn)代碼重用在同一個(gè)類中，方法名相同但參數(shù)列表不同的方法構(gòu)成重載，實(shí)現(xiàn)同一操作的不同表現(xiàn)形式。方法重載子類中定義與父類同名的方法，覆蓋父類中的方法實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)子類對(duì)父類方法的擴(kuò)展或修改。方法重寫父類引用指向子類對(duì)象時(shí)，可以調(diào)用子類重寫的方法或子類特有的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)象的靈活使用和擴(kuò)展。對(duì)象多態(tài)性多態(tài)實(shí)現(xiàn)靈活編程04抽象類與接口設(shè)計(jì)VS抽象類是包含抽象方法的類，抽象方法是一種只有方法聲明，沒(méi)有具體實(shí)現(xiàn)的方法。使用場(chǎng)景當(dāng)一個(gè)類需要定義一些通用的方法，但是這些方法的具體實(shí)現(xiàn)依賴于子類時(shí)，可以使用抽象類。通過(guò)抽象類，可以實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用和模塊化的設(shè)計(jì)。抽象類定義抽象類概念及使用場(chǎng)景接口是一種完全抽象的類，只包含方法的聲明，沒(méi)有方法的實(shí)現(xiàn)。接口可以被類實(shí)現(xiàn)（implements），實(shí)現(xiàn)接口的類必須提供接口中所有方法的具體實(shí)現(xiàn)。接口定義接口通常用于定義一組相關(guān)的方法，這些方法可以被不同的類實(shí)現(xiàn)。通過(guò)接口，可以實(shí)現(xiàn)多態(tài)性和松耦合的設(shè)計(jì)。在Java中，接口也常用于定義常量。使用場(chǎng)景接口概念及使用場(chǎng)景語(yǔ)法層面抽象類可以提供方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，而接口在Java8之前不能提供方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)；抽象類可以包含字段、構(gòu)造方法和普通方法，而接口只能包含常量和方法聲明。設(shè)計(jì)層面抽象類主要用于代碼復(fù)用和模塊化設(shè)計(jì)，而接口主要用于定義一組相關(guān)的方法和實(shí)現(xiàn)多態(tài)性；抽象類是一種"is-a"關(guān)系，表示一種繼承關(guān)系，而接口是一種"has-a"關(guān)系，表示一種擁有關(guān)系。抽象類與接口比較05內(nèi)部類與枚舉類型設(shè)計(jì)內(nèi)部類概念及使用場(chǎng)景內(nèi)部類是定義在另一個(gè)類的內(nèi)部的類，它可以訪問(wèn)外部類的所有成員，包括私有成員。內(nèi)部類定義內(nèi)部類通常用于實(shí)現(xiàn)一些輔助功能，或者需要訪問(wèn)外部類私有成員的場(chǎng)景。例如，事件監(jiān)聽器、回調(diào)接口的實(shí)現(xiàn)等。使用場(chǎng)景枚舉類型是一種特殊的類，它包含了一組預(yù)定義的常量。在Java中，枚舉類型使用`enum`關(guān)鍵字定義。枚舉類型通常用于表示一組固定的常量值，如狀態(tài)碼、顏色、星期等。使用枚舉類型可以提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。枚舉類型定義使用場(chǎng)景枚舉類型概念及使用場(chǎng)景內(nèi)部類應(yīng)用在項(xiàng)目中，內(nèi)部類可以用于實(shí)現(xiàn)一些輔助功能，如事件監(jiān)聽器、回調(diào)接口的實(shí)現(xiàn)等。同時(shí)，內(nèi)部類還可以用于實(shí)現(xiàn)單例模式、Builder模式等設(shè)計(jì)模式。枚舉類型應(yīng)用在項(xiàng)目中，枚舉類型可以用于表示一組固定的常量值，如狀態(tài)碼、顏色、星期等。使用枚舉類型可以提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。同時(shí)，枚舉類型還可以用于實(shí)現(xiàn)有限狀態(tài)機(jī)、策略模式等設(shè)計(jì)模式。內(nèi)部類和枚舉在項(xiàng)目中應(yīng)用06異常處理機(jī)制設(shè)計(jì)拋出異常當(dāng)程序中發(fā)生異常時(shí)，Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)會(huì)生成一個(gè)異常對(duì)象，并拋出該異常對(duì)象。異常處理在catch語(yǔ)句塊中，程序員可以編寫處理異常的代碼。常見(jiàn)的處理方式包括打印異常信息、回滾事務(wù)、關(guān)閉資源等。異常傳播如果在方法中發(fā)生異常且沒(méi)有被捕獲處理，那么該異常會(huì)被拋出到調(diào)用該方法的方法中。如果調(diào)用者也沒(méi)有處理該異常，那么異常會(huì)繼續(xù)向上傳播，直到被捕獲處理或者程序終止。捕獲異常程序員可以使用try-catch語(yǔ)句塊來(lái)捕獲并處理異常。try語(yǔ)句塊中放置可能引發(fā)異常的代碼，catch語(yǔ)句塊用于捕獲并處理異常。異常處理流程介紹繼承Exception或RuntimeException：自定義異常類需要繼承Java中的Exception或RuntimeException類。繼承Exception表示該異常是檢查型異常，需要在方法聲明中聲明拋出；繼承RuntimeException表示該異常是非檢查型異常，無(wú)需在方法聲明中聲明拋出。定義構(gòu)造方法：自定義異常類需要定義至少一個(gè)構(gòu)造方法，用于初始化異常信息。通常可以定義多個(gè)構(gòu)造方法，以便在拋出異常時(shí)提供不同的參數(shù)。覆寫toString方法：為了方便查看異常信息，可以覆寫toString方法，返回異常的詳細(xì)信息。自定義異常類設(shè)計(jì)在業(yè)務(wù)邏輯中處理異常在業(yè)務(wù)邏輯中，可以根據(jù)實(shí)際情況使用try-catch語(yǔ)句塊來(lái)捕獲并處理異常。例如，在數(shù)據(jù)訪問(wèn)層中，可以使用try-catch語(yǔ)句塊來(lái)捕獲數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)異常，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。在控制層中處理異常在控制層中，可以使用統(tǒng)一的異常處理機(jī)制來(lái)處理所有業(yè)務(wù)邏輯拋出的異常。例如，可以使用SpringMVC提供的全局異常處理器來(lái)處理所有Controller中拋出的異常。記錄日志在處理異常時(shí)，可以將異常信息記錄到日志中，以便后續(xù)分析和排查問(wèn)題?？梢允褂肑ava中的日志框架（如Log4j、SLF4J等）來(lái)記錄日志。提供友好的用戶提示在處理異常時(shí)，還需要考慮如何向用戶提供友好的提示信息。例如，可以在前端頁(yè)面中顯示統(tǒng)一的錯(cuò)誤提示信息，或者在API接口中返回包含錯(cuò)誤信息的響應(yīng)對(duì)象。異常處理在項(xiàng)目中應(yīng)用07總結(jié)回顧與拓展延伸面向?qū)ο缶幊趟枷隞ava是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，支持類和對(duì)象的概念。面向?qū)ο缶幊趟枷氚ǚ庋b、繼承和多態(tài)等核心特性。類是對(duì)象的模板，定義了一類事物的屬性和方法。對(duì)象是類的實(shí)例，具有類所描述的屬性和行為。Java提供了public、protected、private和默認(rèn)四種訪問(wèn)修飾符，用于控制類、變量、方法和構(gòu)造器的訪問(wèn)權(quán)限。構(gòu)造器用于創(chuàng)建類的實(shí)例對(duì)象，方法用于描述對(duì)象的行為。Java支持方法的重載和重寫。封裝是將對(duì)象的屬性和方法封裝在類中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的隱藏和保護(hù)。繼承是從已有的類派生出新的類，實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用和擴(kuò)展。Java類與對(duì)象構(gòu)造器與方法封裝與繼承訪問(wèn)修飾符關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)總結(jié)回顧0102設(shè)計(jì)模式的概念設(shè)計(jì)模式是在軟件設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的一些問(wèn)題的解決方案。這些解決方案是眾多軟件開發(fā)人員經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間實(shí)踐和總結(jié)出來(lái)的，具有普遍適用性和可重用性。設(shè)計(jì)模式的分類根據(jù)設(shè)計(jì)模式的目的和范圍，可以將其分為創(chuàng)建型