03 面向对象与常用 API

1. 类与对象

类是模板，对象是根据模板创建的具体实例。

public class User {
    private Long id;
    private String name;
    private int age;

    public User(Long id, String name, int age) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void introduce() {
        System.out.println("我是" + name + "，今年" + age + "岁");
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

创建并使用对象：

User user = new User(1L, "小明", 20);
user.introduce();
user.setName("小李");

封装

字段通常声明为 private，外部通过方法访问。这样可以保护对象状态，并在修改时加入校验。

public void setAge(int age) {
    if (age < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("年龄不能小于 0");
    }
    this.age = age;
}

2. 构造方法与 this

构造方法与类同名，没有返回类型，在 new 对象时执行。this 表示当前对象。

如果没有编写任何构造方法，编译器会提供一个无参构造方法；一旦手写了构造方法，默认无参构造方法就不会自动生成。

3. static

static 成员属于类，而不是某一个对象：

public class MathUtil {
    public static int max(int a, int b) {
        return a > b ? a : b;
    }
}

int value = MathUtil.max(3, 5);

工具方法常使用 static。业务对象不要为了调用方便而把所有内容都声明成 static。

4. 继承与多态

public class Animal {
    public void speak() {
        System.out.println("动物发出声音");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void speak() {
        System.out.println("汪汪");
    }
}

Animal animal = new Dog();
animal.speak(); // 汪汪

父类型变量指向子类对象，并在运行时执行子类实现，这就是多态的一种表现。

继承表达“是一个”的关系。不要为了复用几行代码建立不合理的继承层次，很多情况下组合更清晰。

5. 接口

接口定义能力或规则，不关心具体实现：

public interface NotificationService {
    void send(String receiver, String message);
}

public class EmailNotificationService implements NotificationService {
    @Override
    public void send(String receiver, String message) {
        System.out.println("向 " + receiver + " 发送邮件：" + message);
    }
}

面向接口编程能降低模块间耦合。Spring 的依赖注入经常与接口配合使用。

6. 抽象类与接口的简单区别

对比	抽象类	接口
关系	通常表示同一类事物的基础类型	通常表示一种能力或契约
字段	可以有实例字段	主要定义常量和方法契约
构造方法	可以有	没有普通构造方法
继承数量	一个类只能继承一个类	一个类可以实现多个接口

入门阶段先记住：共享状态和基础实现可考虑抽象类；定义可替换的能力优先考虑接口。

7. 集合框架

List：有顺序、可重复

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("小明");
names.add("小红");
names.add("小明");

for (String name : names) {
    System.out.println(name);
}

Set：元素不重复

Set<String> tags = new HashSet<>();
tags.add("Java");
tags.add("Spring");
tags.add("Java");

Map：键值对

Map<Long, String> userNames = new HashMap<>();
userNames.put(1L, "小明");
userNames.put(2L, "小红");

String name = userNames.get(1L);

常用选择：

• 需要下标或保持插入顺序：ArrayList。
• 需要去重：HashSet。
• 需要通过唯一键快速查值：HashMap。

8. 泛型

List<String> 中的 String 就是泛型参数，它让编译器知道集合中应保存什么类型。

public class ApiResult<T> {
    private T data;

    public ApiResult(T data) {
        this.data = data;
    }

    public T getData() {
        return data;
    }
}

使用：

ApiResult<User> result = new ApiResult<>(user);
User data = result.getData();

9. 异常处理

异常表示程序运行中发生了非正常情况。

try {
    int number = Integer.parseInt("abc");
    System.out.println(number);
} catch (NumberFormatException exception) {
    System.out.println("输入的不是合法整数");
} finally {
    System.out.println("无论是否异常都会执行");
}

抛出业务异常：

if (user == null) {
    throw new IllegalArgumentException("用户不存在");
}

不要使用空的 catch 隐藏错误。至少应记录上下文，或将异常转换为调用方能理解的错误。

10. Optional

Optional<T> 表示结果可能存在，也可能不存在，常见于查询方法：

Optional<User> optionalUser = findById(1L);
User user = optionalUser.orElseThrow(
        () -> new IllegalArgumentException("用户不存在")
);

不要把 Optional 当作所有字段和参数的默认类型。入门阶段主要理解其在方法返回值中的用法。

11. Lambda 与 Stream

List<String> names = List.of("Tom", "Alice", "Bob");

List<String> result = names.stream()
        .filter(name -> name.length() >= 4)
        .map(String::toUpperCase)
        .sorted()
        .toList();

处理过程：获取流 → 过滤 → 转换 → 排序 → 收集结果。

Stream 适合表达数据处理过程，但复杂业务不要强行写成一条很长的调用链，可读性优先。

12. 时间 API

优先使用 java.time：

LocalDate today = LocalDate.now();
LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
LocalDate nextWeek = today.plusWeeks(1);

DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String text = now.format(formatter);

涉及跨时区业务时，需要进一步学习 Instant、ZoneId 和 ZonedDateTime。

13. 本章练习

设计一个图书借阅小程序：

• Book：编号、书名、作者、是否已借出。
• BookService 接口：添加、借出、归还、查询全部图书。
• 使用 ArrayList<Book> 在内存中保存图书。
• 借出不存在或已经借出的图书时抛出异常。

14. 本章检查

• [ ] 能区分类、对象、接口和抽象类。
• [ ] 能解释封装、继承和多态。
• [ ] 会根据场景选择 List、Set、Map。
• [ ] 能使用泛型和异常处理。
• [ ] 能读懂简单 Lambda 与 Stream 代码。