Java基础知识回顾之二 ----- 修饰符和String

青旅半醒 2022-05-29 05:20 182阅读 0赞

## 前言 ##

在上一篇中，回顾了Java的[基本数据类型][Link 1] ，这篇就来回顾下Java中的一些修饰符以及String。

## 修饰符介绍 ##

Java修饰符主要分为两类:  
\- 访问修饰符  
\- 非访问修饰符

其中访问修饰符主要包括 private、default、protected、public。  
非访问修饰符主要包括 static、final、abstract、synchronized。

### 访问修饰符 ###

访问修饰符可以使用下图这张表来说明访问权限:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">修饰符</th> 
   <th align="center">当前类</th> 
   <th align="center">同一包内</th> 
   <th align="center">子类</th> 
   <th align="center">其它包</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">public</td> 
   <td align="center">Y</td> 
   <td align="center">Y</td> 
   <td align="center">Y</td> 
   <td align="center">Y</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">protected</td> 
   <td align="center">Y</td> 
   <td align="center">Y</td> 
   <td align="center">Y</td> 
   <td align="center">N</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">default</td> 
   <td align="center">Y</td> 
   <td align="center">Y</td> 
   <td align="center">N</td> 
   <td align="center">N</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">private</td> 
   <td align="center">Y</td> 
   <td align="center">N</td> 
   <td align="center">N</td> 
   <td align="center">N</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

简单点查看访问级别的话，级别是由低到高。

private＜default＜protected＜public

#### **private** ####

**被private修饰的变量、方法仅限在本类中使用。**  
所以private是最严的的访问级别，主要用于隐藏类的一些细节实现和保护类的数据。  
例如pojo类就是使用private修饰变量，对外提供setter和getter的方法。  
还有如果使用private用来修饰构造方法的话，该类是不能实例化的。这种在单例模式中可以经常看到！

虽然private主要用于修饰变量和方法，不过也可以修饰内部类，只不过是内部类。

例如：

public class Test{
        //修饰一个私有变量
        private int count=1;
        //修饰一个私有方法
        private int add(int i,int j){
            return i+j;
       }
        private class Test1{            
        }
    }

**注意：private不能修饰外部类。**

因为Test类中的变量和方法是私有的，所以其他类无法调用！  
例:

public class Test2 {
        public static void main(String[] args) {
            Test t=new Test();
            //下面的变量和方法是无法获取的
            //t.count=2;
            //t.add(1,2);
        }
    }

**说明:其实private修饰的方法和变量是可以使用反射调用，不过这里就不说明了。**

#### **default** ####

default:就是不使用任何修饰符。类、接口、变量、方法都可以使用。不过仅限在同一包下。

例如:

class Test{
         int count=1;
         int add(int i,int j){
                return i+j;
         }
        interface Test1{
        }
    }

#### **protected** ####

被protected修饰的变量、方法仅仅对同一包内的类和所有子类可见。

例如:

public class Test{
        protected int count=1;
        protected int add(int i,int j){
                return i+j;
         }
         protected class Test1{
         }
    }

在同包下可以直接调用，如果不在同包，则需要继承才可以使用。

public class Test2 extends Test{
        public static void main(String[] args) {
            Test t=new Test();
            t.count=2;
            t.add(1,2);
        }
    }

**注意：protected不能修饰外部类。**

#### **public** ####

public:修饰的类、接口、变量、方法对所有类都可以使用。

例如:

public class Test{
        public int count=1;
        public int add(int i,int j){
                return i+j;
         }
      }

## 非访问修饰符 ##

为了实现一些其他的功能，Java 也提供了许多非访问修饰符。

### **static** ###

**static**: 用来修饰类变量和类方法。

**静态变量**：  
static在修饰类变量的时候，无论该类被实例化了多少次，它的静态变量只有一份拷贝。静态变量也被称为类变量。局部变量是不能被声明为static变量的。

**静态方法**：  
static在修饰类方法的时候，静态方法是不能使用类的非静态变量。静态方法可以直接通过类名调用，因此静态方法中是不能用**this**和**super**关键字的。

示例:

public class Test{
        public  String name="xuwujing";
        public  static String name2="xuwujing";
    
        public  static String getName() {
        //这个一句 会报错 因为静态方法是不能使用类的非静态变量
        //String reult=name;
        //这一句就可以
        String reult=name2;
        return reult;
         }
    
        //main方法是静态方法，可以直接调用本类中的静态方法和静态变量
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(name2);
            System.out.println(getName());
        }
    
        //该方法是不静态方法，所以调用本类中的静态方法和静态变量时，
        //需要使用classname.variablename和 classname.methodname的方式访问
        private void print(){
            System.out.println(Test.name2);
            System.out.println(Test.getName());
         }
        }

在这里顺便提一下，static 静态块。  
在JVM类加载机制中，**如果类存在直接的父类并且这个类还没有被初始化，那么就先初始化父类；如果类中存在初始化语句，就依次执行这些初始化语句。**  
可能上述的两句话不太好理解，那么这里我们来运行下代码查看其结果，通过结果可能就能更好的理解上述语句的话了。

示例:

class HelloA {
    
        public HelloA() {
            System.out.println("HelloA"); 
        }
    
        { System.out.println("I'm A class"); } 
    
        static { System.out.println("static A"); } 
    
    }
    public class HelloB extends HelloA{ 
        public HelloB() {
            System.out.println("HelloB"); 
        }
    
        { System.out.println("I'm B class"); }  
    
        static { System.out.println("static B"); } 
    
        public static void main(String[] args) {
            new HelloB();   
    }

结果:

static A
    static B
    I'm A class
    HelloA
    I'm B class
    HelloB

那么根据这个类返回的结果是不是感觉更好理解了呢？  
**创建对象时构造器的调用顺序是：**

> 先初始化静态成员，然后调用父类构造器，再初始化非静态成员，最后调用自身构造器。

那么static修饰符这块的运用可以总结如下:

> 1.  静态变量在内存中只有一个拷贝，在类的所有实例中共享。
> 2.  在静态方法中不能直接访问实例方法和实例变量，反之可以。
> 3.  在静态方法中不能使用this和super关键字。
> 4.  静态方法不能被abstract修饰。
> 5.  静态方法和静态变量都可以通过类名直接访问。
> 6.  当类被加载时，静态代码块只被加载一次。有多个静态变量或块时，按声明顺序加载。

### **final** ###

**final** :用来修饰类、方法和变量。  
final 修饰的类不能够被继承，修饰的方法不能被继承类重新定义，修饰的变量为常量，是不可修改的。  
如果上述语句不好理解的话，我们可以通过编写相关代码进行实验。  
定义一个final修饰的变量、方法以及类。然后进行相关的测试

示例:

public class Test{ 
            //定义一个final修饰的变量
        public  static final String name="xuwujing";
    
      public static void main(String[] args) {
            //这句会报错 因为该变量已经被final修饰了
            name="张三";
        }
        //类加上final之后，该类是无法被继承的
        final class Test2{ 
        }
        //这句会报错，因为Test2是被final修饰的类
        class Test3 extends Test2{ 
        }
    
        class Test4{ 
            //定义一个被final修饰的方法
             final Date getTime(){
                return new Date();
            }
        }
    
        class Test5 extends Test4{ 
            //这句会报错，因为final方法是不能被子类修改的。
            Date getTime(){
            return new Date();
            }
        }
      }

从上述 代码结果，我们可以得出一下结论:

> final修饰类：表示该类不能被继承；  
> final修饰方法：表示方法不能被重写；  
> final修饰变量：表示变量只能一次赋值以后值不能被修改（常量）;

### abstract ###

**abstract** ：用来创建抽象类和抽象方法。

> Java是面向对象的语言，而抽象类是Java语言中对抽象概念进行定义的一种机制，也正是因为这个，所以赋予了Java强大的面向对象的能力。

**修饰类**

> 会使这个类成为一个抽象类，这个类将不能生成对象实例，但可以做为对象变量声明的类型（见后面实例），也就是编译时类型。抽象类就相当于一类的半成品，需要子类继承并覆盖其中的抽象方法。

**修饰方法**

> 会使这个方法变成抽象方法，也就是只有声明而没有实现，需要子类继承实现。

这里依旧使用一个简单例子来进行理解。

public class AbstractTest{ 
        public static void main(String[] args) {
            //这句会报错，因为抽象类不能实例化
            // Animal a=new Animal();
            //抽象类可以实例化重写该类抽象方法的子类
            Animal a = new Dog();
            a.show();
        }
    }
    abstract class Animal{ 
        abstract void show();
        public void print(){
            System.out.println("Animal");
        }
    }
    //继承抽象类需要实现抽象类的方法
    class Dog extends Animal{    
        @Override
        void show() {
            System.out.println("This is Dog!");
        }
    }

总结:

> 1、抽象类和抽象方法都需要被abstract修饰。抽象方法一定要定义在抽象类中。  
> 2、抽象类不可以创建实例，原因：调用抽象方法没有意义。  
> 3、只有覆盖了抽象类中所有的抽象方法后，其子类才可以实例化。否则该子类还是一个抽象类。

注意事项:

> 1、抽象类不能用来实例化对象，声明抽象类的唯一目的是为了将来对该类进行扩充。 2、一个类不能同时被 abstract 和 final  
> 修饰。如果一个类包含抽象方法，那么该类一定要声明为抽象类，否则将出现编译错误。  
> 3、抽象方法是一种没有任何实现的方法，该方法的的具体实现由子类提供。 4、抽象方法不能被声明成 final 和 static。  
> 5、任何继承抽象类的子类必须实现父类的所有抽象方法，除非该子类也是抽象类。  
> 6、如果一个类包含若干个抽象方法，那么该类必须声明为抽象类。抽象类可以不包含抽象方法。

### synchronized ###

**synchronized**: 修饰的方法同一时间只能被一个线程访问。在多线程中运用很常见。  
synchronized 的解释如下:

> synchronized 方法控制对类成员变量的访问：每个类实例对应一把锁，每个 synchronized方法都必须获得调用该方法的类实例的锁方能执行，否则所属线程阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到从该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁，重新进入可执行状态。这种机制确保了同一时刻对于每一个类实例，其所有声明synchronized 的成员函数中至多只有一个处于可执行状态（因为至多只有一个能够获得该类实例对应的锁），从而有效避免了类成员变量的访问冲突（只要所有可能访问类成员变量的方法均被声明为 synchronized）。

简单的来说，就是使用synchronized 修饰的方法，在多线程进行同时访问的时候，只会让一个线程先进行访问，其它的线程等候，当这个线程访问完了之后，再让下一个进行访问，依次类推。

Java中还有两个不太常见的修饰符，**transient** 和**native**。

**transient**:被 transient 修饰的实例变量时，java 虚拟机(JVM)跳过该特定的变量。  
**native**: 被native修饰的方法实际是由另一种语言进行实现的本地方法。例如Java中获取的Long类型的时间戳 ：`System.currentTimeMillis();` 实际是由native 修饰的，  
源码为:

public static native long currentTimeMillis();

## String ##

String 类型可能就是我们最常用的的对象了。  
首先说明，String并不是基本数据类型，而是一个对象，并且是不可变的对象。查看源码可以String类是被final修饰的，是不可被继承的！

> String的在未被初始化的时候为null，表示它还没有被创建，自然也就没有分配空间;  
> 而” “和 new String()不是null，它们是已经被创建，只是值为空而已！并且也分配了内存空间。

String有15种构造方法,有两种是过时的，其中包含char\[\],byte\[\],int\[\],String,StringBuffer,StringBuilder。  
我们在创建String对象的的时候，一般是使用 String str=”xxx”，但有时也会用new String()来初始话字符串。  
例如:

String hello="hello";
        String newHello=new String("hello");
        char []cHello ={
       'h','e','l','l','o'};
        String str=new String(cHello);

**注意:String 类是不可改变的，所以你一旦创建了 String 对象，那它的值就无法改变了。**

### String常用方法 ###

大概讲述了String的用法之后，这里我们来列举一些String常用的方法。

> 1.length ：返回此字符串的长度。  
> 2.charAt：返回指定索引处的 char 值。  
> 3.compareTo:把这个字符串和另一个对象比较。  
> 4.concat：将指定字符串连接到此字符串的结尾。  
> 5.split:根据给定正则表达式的匹配拆分此字符串。  
> 6.equals:将此字符串与指定的对象比较。  
> 7.endsWith:测试此字符串是否以指定的后缀结束。  
> 8.startsWith:测试此字符串是否以指定的前缀结束。  
> 9.getBytes: 使用平台的默认字符集将此 String 编码为 byte 序列，并将结果存储到一个新的 byte 数组中。  
> 10.indexOf:返回指定字符在此字符串中第一次出现处的索引。  
> 11.replace：返回一个新的字符串，它是通过用 newChar 替换此字符串中出现的所有 oldChar 得到的。 12:substring：返回一个新的字符串，它是此字符串的一个子字符串。  
> …

更多可以参考Api文档。

### String对象比较 ###

String作为我们最常用的对象，在面试中估计也会接触不少。一般来说，会考到String的常量池相关问题，主要是使用String进行比较的时候，==和equals这两种方法来判断是否相当。这里收集了一些String经常遇到的问题。  
代码如下:

String s1 = "test";
                String s2 = new String("test");
                String s3 = "te";
                String s4 = "st";
                String s5 = "te" + "st";
                String s6 = s3 + s4;
                String s7 = new String(s1);
                System.out.println(s1 == s2); 
                System.out.println(s1 == s5); 
                System.out.println(s1 == s6); 
                System.out.println(s7==s1);       
                System.out.println(s7.equals(s1));

结果:

false
    true
    false
    false
    true

如果有经验的话，大概可以一眼看出结果。但是如果经验不足的话，往往会吃这个亏。这里来解释下为什么会出现这种结果。

> 1.虽然看起来是一样的，但是新建一个String类的时候会重新分配引用地址，而 == 就是比较引用地址，所以为false。  
> 2.在编译之前就可以确认s5=test， 并且引用地址一样，所以为true;  
> 3.字符串常量池的原则 这时 s6 的值是在运行时得到的，它会重新构造字符串对象 所以为false。  
> 4.和第一个一样的，就是换汤不换药，所以为false。  
> 5.equals 只比较值相等，不关心它的引用地址。

看完上面的例子之后，再来看看下面的这个  
代码示例:

String ab="ab";
     String c="c";
     String ab_c=ab+c;
     String ab_c1="ab"+"c";
     String abc="abc";
     System.out.println(ab_c == abc + " : " + ab_c.equals(abc));
    
     System.out.println((ab_c == abc) + " : " + ab_c.equals(abc));
    
     System.out.println((ab_c1 == abc) + " : " + ab_c1.equals(abc));

运行结果:

> false  
> false : true  
> true : true

到这里，可能就会诧异了，为什么和我想的不一样呢？  
这里其实是有陷阱的，也就是运算符的优先级。  
第一个结果就是优先级的问题导致的，它会先计算 `abc + " : " + ab_c.equals(abc)` ，然后再来进行比较，所以为false。同理，下面的也是如此，基本和上面的那个例子差不多，这里就不再概述了。

### String、StringBuffer和StringBuilder ###

String、StringBuffer和StringBuilder的区别:

>  *  String: String的特点是一旦赋值，便不能更改其指向的字符对象，如果更改，则会指向一个新的字符对象。
>  *  StringBuffer:StringBuffer对象可以调用其方法动态的进行增加、插入、修改和删 除操作，且不用像数组那样事先指定大小，从而实现多次插入字 符，一次整体取出的效果，因而操作字符串非常灵活方便。并且生成数据之后可以toString转为String，线程安全。
>  *  StringBuilder：它是在单线程环境下使用的，因为它的所有方面都没有被synchronized修饰，因此它的效率也比StringBuffer要高。

关于字符串拼接方式，在String类中，我们最常用的是 + ,其次是使用StringBuffer或StringBuilder 的append方法，至于String类中的concat几乎很少用到。  
一般来说，如果在少量的字符串进行拼接的话，我们会使用+，如果拼接过多的话，单线程使用 StringBuilder ，多线程使用StringBuffer 进行拼接。因为使用String 的 + 在过多的字符串进行拼接的时候会极大的使用内存，因为它在凭借的时候还是使用 append()方法，然后再进行toString转换，如果是少量的时候，是感觉不到差异的，但是在大量拼接的时候就会明显感受得到。

代码示例:

String str="Hello World";
    String str1="";
    StringBuffer sbr=new StringBuffer(str); 
    StringBuilder sbd=new StringBuilder(str); 
    long start=System.currentTimeMillis();
       for(int i=0;i<10000;i++){
         str1+=str;
       }
       System.out.println("String累加用时:"+(System.currentTimeMillis()-start)+"ms");
       long start2=System.currentTimeMillis();
       for(int i=0;i<10000;i++){
         sbr.append(str);
       }
       System.out.println("StringBuffer累加用时:"+(System.currentTimeMillis()-start2)+"ms");
       long start3=System.currentTimeMillis();
       for(int i=0;i<10000;i++){
         sbd.append(str);
       }
       System.out.println("StringBuilder累加用时:"+(System.currentTimeMillis()-start3)+"ms");

结果:

String累加用时:701ms
    StringBuffer累加用时:2ms
    StringBuilder累加用时:0ms

这里从输出结果中可以看到String 的+拼接方法的耗时了。但是使用 + 实在是方便。所以在这里建议如果字符串拼接次数在10一下，可以使用+，过多的则用StringBuffer或StringBuilder。

## 其它 ##

参考:  
[https://blog.csdn.net/qiumengchen12/article/details/44939929][https_blog.csdn.net_qiumengchen12_article_details_44939929]

[https://blog.csdn.net/chenssy/article/details/13004291][https_blog.csdn.net_chenssy_article_details_13004291]

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[Link 1]: http://blog.csdn.net/qazwsxpcm/article/details/79595857
[https_blog.csdn.net_qiumengchen12_article_details_44939929]: https://blog.csdn.net/qiumengchen12/article/details/44939929
[https_blog.csdn.net_chenssy_article_details_13004291]: https://blog.csdn.net/chenssy/article/details/13004291
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