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面向对象程序设计（翁恺）——Java语言

1. 类与对象

• 类定义了对象拥有哪些属性（成员变量）和操作（成员函数/方法）
• 对象是按照类的定义制造出的实体
• 一个类可以创建很多个对象，每个对象有自己数据

2. 对象交互

• 面向对象程序设计的第一步，就是在问题领域（issue）中识别出有效对象，然后从识别出的对象中抽取出类来
• 一个对象可以由其他类的对象来组成，而类定义了这样的组合关系
• 对象和对象之间的联系紧密程度叫做耦合。对象和对象的耦合程度越紧，表现在源代码上就是他们的代码是互相依赖、互相牵制的。我们理想的模型，是对象和对象之间的耦合要尽可能松，平行的对象要尽量减少直接联系，让更高层次的对象来提供通信服务
• 封装，就是把数据和对这些数据的操作放在一起，并且用这些操作把数据掩盖起来，是面向对象的基本概念之一，也是最核心的概念
• static修饰的变量和函数被称为类变量和类函数

3. 对象容器

4. 继承与多态

• 基于已有的设计创造新的设计，就是面向对象程序设计中的继承。在继承中，新的类不是凭空产生的，而是基于一个已经存在的类而定义出来。通过继承，新的类自动获得基础类中所有的成员（除构造方法），包括成员变量和方法，包括各种访问属性的成员，无论是public还是private

  父类的private修饰的成员在子类里仍然是存在的，只是不能在子类中被直接访问

• 我们把用做基础派生其他类的那个类叫做父类、超类或基类，而派生出来的新类叫做子类
• 继承表达了一种is-a的关系，即子类的对象可以被看作是父类的对象
• 所有的对象变量都是多态的，多态就是指一个变量可以保存许多形态的对象，即声明的类型（静态类型，即编译时）或声明类型的任何子类型（动态类型，即运行时）的对象
• Java（大部门OOP语言，除了C++）中的变量赋值操作，是让两个对象的管理者去管理一个共同的对象，不存在对象对对象的赋值，赋值运算符就是让这个变量去指向了另一个对象，原对象并没有消失。在这个过程中就可能存在向上造型（基本类型叫类型转换，对象类型叫做造型）。

  String str1 = "str1";
  String str2 = "str1";
  str1 = str2;

• 对象变量调用函数的时候，调用哪个函数被称作函数的绑定
  • 静态（编译）绑定/早绑定：根据变量的声明类型来决定
  • 动态（运行）绑定/晚绑定：根据变量的动态类型来决定

    • Java中默认都是动态绑定

  • 成员函数中调用其他成员函数也是通过this这个对象变量来实现动态绑定
• Java通过Object类实现单根结构，所有的类都继承了Object类
  • Object中的equals是判断两个管理者管理的是不是同一个对象

5. 设计原则

• 消除代码复制，抽取公共方法
• 通过封装提高聚合，降低耦合
• 通过设计模式提高可拓展性

6. 抽象与接口

• 两种抽象
  • 与具体相对：表示一种概念而非实体
  • 与细节相对：表示在一定程度上忽略细节而着眼大局
• 代码阅读方法
  • 从主函数开始
  • 从高层次到低层次
• 数据与表现分离
  • 责任驱动设计

7. 控制反转和MVC模式

• 通过监听器实现反转控制/注入控制
• 内部类
  • 定义在类或函数内部的类
  • 内部类能够访问外部的全部资源
    • 包括任何私有成员
    • 外部是函数时，访问的变量必须是final的
• MVC设计模式
  • M = Model
    • 保存和维护数据，提供接口让外部修改数据，通知表现需要刷新
  • V = View
    • 从模型获得数据，根据数据画出表现
  • C = Control
    • 从用户得到输入，根据输入调整数据

8. 异常处理与输入输出

• 异常捕获机制流程

  flowchart LR
    classDef decisionNode fill:#f8d7da,stroke:#d73a4a,shape:diamond
    classDef processNode fill:#b5e8f4,stroke:#1f76c4,shape:rect
  
    START([开始])
    END([结束])
    S0[有异常抛出]:::processNode
    S1[返回给调用者]:::processNode
    S2[退出到外层作用域]:::processNode
    S3[执行catch块]:::processNode
    S4[继续执行后续代码]:::processNode
    J1{是否在try块中}:::decisionNode
    J2{catch是否匹配}:::decisionNode
    J3{是否在函数作用域内}:::decisionNode
  
    START --> S0
    S0 --> J1
    J1 --> |Y| J2
    J2 --> |Y| S3
    S3 --> S4
    S4 --> END
    
    J1 --> |N| J3
    J3 --> |Y| S1
    S1 -.-> |递归检查| J1
  
    J3 --> |N| S2
    J2 --> |N| S2
    S2 -.-> |递归检查| J1
  

  Loading
• 异常机制的最大好处：清晰地分开了正常的业务逻辑代码和遇到情况时的处理代码
• 异常遇到继承
  • 当覆盖一个函数时，子类的函数不能声明抛出比父类更多层次更高的异常类型

    因为对象调用会优先调用子类的函数

  • 子类的构造函数，必须声明父类可能抛出的全部异常

    因为子类对象在构造时会先调用父类的构造函数

• 流
  • 单向的（ stream 翻译为小溪）
  • 流要么是输入流，要么是输出流
  • 二进制数据
    • 采用InputStream/OutputStream
      • 基于字节来操作流
  • 过滤器流
    • 使用过滤器流的叠加可以支持更复杂的流操作，而不仅仅是字节

      DataOutputStream out = new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("demo.dat")));
      out.write(123456); // 直接输出int到文件中
      out.close();

  • 文本数据
    • 采用Reader/Writer
      • 基于Unicode来操作流
      • 实际很少有Unicode编码的文件，通常都是国标码或者Unicode(UTF-8)或其他编码，所以通常需要通过过滤器流叠加Stream二进制流来操作
        • 在读取到二进制文件后，会通过二进制流外层的流自动从Unicode转换为当前系统编码，但通常会进行手动指定，防止乱码
  • 流的应用
    • Socket
      • 通过nc -l 端口号模拟建立Socket
  • 对象串行化
    • Serializable接口