Java基础

Lemonade22
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本文已参与「新人创作礼」活动，一起开启掘金创作之路。

Java基础：熟悉 Java 基础知识，如面向对象、并发编程、异常处理、集合类、Java8新特性等

一、数据类型、运算符、流程控制

1 数据类型

image.png

（1）整型

类型占用存储空间表数范围
byte1字节=8bit位-128 ~ 127
short2字节-215 ~215
int4字节-2^31 ~ 2^31-1 (约21亿)
long8字节-2^63 ~ 2^63-1

自动类型转换：容量小的类型自动转换为容量大的数据类型。

image.png

（2）浮点型

（3）字符型 char

（4）布尔型 boolean

Java语言表达所操作的boolean值，在编译之后都使用java虚拟机中的 int 数据类型来代替：true 用 1 表示，false 用 0 表示。———《java虚拟机规范 8版》

2 运算符

（1）位运算符

运算符运算示例细节
<<左移
>>右移
>>>无符号右移
&与运算二进制位进行&运算，只有1&1时结果是1，否则是0;
或运算二进制位进行运算，只有00时结果是0，否则是1;
异或运算
~取反运算

（2）三元运算符

3 流程控制

顺序

分支

switch-case

String season = "summer";
switch (season) {
case "spring":
		System.out.println("春暖花开");
		break;
case "summer":
		System.out.println("夏日炎炎");
		break;
case "autumn":
		System.out.println("秋高气爽");
		break;
case "winter":
		System.out.println("冬雪皑皑");
		break;
default:
		System.out.println("季节输入有误");
		break; 
}

break 语句用来在执行完一个 case 分支后使程序跳出 switch 语句块。

如果没有 break，程序会顺序执行到 switch 结尾（case 穿越）。

循环

有 while、do…while、for 三种循环语句。

注：JDK1.5提供了 foreach 循环，方便的遍历集合、数组元素。

二、数组

// （1）动态初始化：数组声明且为数组元素分配空间与赋值的操作分开进行
int[] arr1 = new int[10];


// （2）静态初始化：定义数组的同时就分配空间并赋值
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};

for each循环

  • 处理一个集合中的所有元素

  • 很多情况下还是需要使用传统的 for 循环，如不希望遍历整个集合，或者在循环内部需要使用下标值。

  • 对于打印数组中的所有值：可以使用 Arrays类 的 toString 方法。

    • Arrays.toString(a)返回一个包含数组元素的字符串，如"[2, 3, 5, 7, 11, 13]"

三、面向对象

1 类 (Class) 和对象(Object)（面向对象的核心概念）

（1）属性

  • 常用的权限修饰符有：private、缺省、protected、public

（2）方法

  • 方法的重载 overload

  • 可变个数的形参

  • 方法参数的 [值] 传递机制

  • 方法的重写 override

  • 递归方法

（3）构造器（构造方法）

给对象进行初始化（定义对象的初始状态）。

（4）代码块（初始化块）

# 程序中成员变量赋值的执行顺序

声明成员变量的 「默认初始化 」
「显式初始化」、多个初始化块依次被执行（同级别下按先后顺序执行）
「构造器 」再对成员进行初始化操作
通过「”对象.属性”」或”对象.方法”的方式，可多次给属性赋值

2 封装和隐藏 ⭐️

我们程序设计追求“高内聚，低耦合”。

  • 高内聚 ：类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；
  • 低耦合 ：仅对外暴露少量的方法用于使用。

好处🍁

  • 隐藏一个类中不需要对外提供的实现细节。改变内部实现不会影响其它代码。
  • 使用者只能通过事先定制好的方法来访问数据，可以方便地加入控制逻辑，限制对属性的不合理操作。

3 this

  • 当在方法内需要用到调用该方法的对象时，就用 this。
    • 我们可以用this来区分属性和局部变量。比如：this.name = name

4 package和import的使用

1. java.lang----包含一些Java语言的核心类，如String、Math、Integer、 System和Thread，提供常用功能
2. java.net----包含执行与网络相关的操作的类和接口。
3. java.io ----包含能提供多种输入/输出功能的类。
4. java.util----包含一些实用工具类，如定义系统特性、接口的集合框架类、使用与日期日历相关的函数。
5. java.text----包含了一些java格式化相关的类
6. java.sql----包含了java进行JDBC数据库编程的相关类/接口
7. java.awt----包含了构成抽象窗口工具集（abstract window toolkits）的多个类。
- 这些类被用来构建和管理应用程序的图形用户界面(GUI)。 B/S C/S

5 继承 ⭐️

可以基于已有的类创建新的类。

  • Java 支持单继承和多层继承，不允许多重继承，但提供了一些类似多重继承的功能。

    • 一个子类只能有一个直接父类
    • 一个父类可以派生出多个子类（继承层次）
    • 所有的类都是 Object 类的子类

  • 好处

    • 减少代码冗余，提高复用性。
    • 易扩展，子类更强大。
    • 类之间产生关系，多态前提。

7 super（调用父类中的属性/方法/构造器）

   public double getSalary()
   {
      double baseSalary = super.getSalary();
      return baseSalary + bonus;
   }

8 多态

  • 父类的引用指向子类的对象。
    • 子类可看做是特殊的父类
  • Java引用变量有两个类型：编译时类型和运行时类型。
    • 编译时类型由声明该变量时使用的类型决定，运行时类型由实际赋给该变量的对象决定。

image.png

  • 提高了代码的通用性，常称作接口重用。

9 Object

NO.方法名称类型描述
1public Object()构造构造器
2public boolean equals(Object obj)普通对象比较
3public int hashCode()普通取得Hash码
4public String toString()普通对象打印时调用

10 final

final 关键字是最终的意思，可以修饰（方法，变量，类）

  • 修饰方法：表明该方法是最终方法，不能被重写。
  • 修饰变量：表示该变量第一次赋值后，不能再次被赋值(有且仅能被赋值一次) 。
  • 修饰类：表明该类是最终类，不能被继承（不允许扩展） 。

11 包装类

针对八种基本数据类型定义相应的引用类型，即包装类（封装类）。

基本数据类型包装类
int（4字节）Integer
byte（1字节）Byte
short（2字节）Short
long（8字节）Long
float（4字节）Float
double（8字节）Double
char（2字节）Character
boolean（未定）Boolean

JDK1.5之后，支持自动装箱，自动拆箱。但类型必须匹配。

以 Interger 类为例，装箱自动调用Integer的 valueOf(int)  方法，拆箱自动调用Integer的 intValue()  方法。

12 static 静态

# 堆：new出来的结构：对象、数组
# 栈：局部变量
# 方法区：类的加载信息、静态变量、常量。

13 抽象类与抽象方法 abstract

类的设计应该保证父类和子类能够共享特征。有时将一个父类设计得非常抽象，以至于它没有具体的实例，这样的类叫做抽象类。

14 接口 interface

15 内部类

四、异常

  • Throwable 顶级父类

    • Error（Java虚拟机无法解决的严重问题，如 StackOverflowError 和 OOM）

    • Exception（可以使用针对性的代码进行处理）

      • RuntimeException（运行时异常，程序员应积极避免）
      • 受检异常（编译器要求必须处置的异常）

  • 异常可分为受检异常与非受检异常（Error 和 RuntimeException类及其子类 ）

    • RuntimeException是非受检异常的子集

异常体系结构.png

处理机制

  • try-catch-finally 捕获异常
  • throws 声明抛出异常

return 和 finally的执行顺序 ?

答: return 先执行，将方法停下后执行 finally ,最后再执行 return 将值返回。

blog.csdn.net/White_i/art…

五、多线程

六、常用类

七、枚举类与注解

八、Collection 接口系列集合、Map 接口系列集合

Collection

image.png

Collection 接口是 List、Set 和 Queue 接口的父接口，该接口里定义的方法可用于操作 Set 集合、List集合 和 Queue 集合。

方法说明
add(Object obj)、addAll(Collection coll)添加
int size()获取有效元素的个数
void clear()清空集合
boolean isEmpty()是否是空集合
boolean contains(Object obj)、boolean containsAll(Collection c)是否包含某个元素通过元素的equals方法来判断是否是同一个对象
boolean remove(Object obj)删除
boolean retainAll(Collection c)取两个集合的交集
boolean equals(Object obj)集合是否相等
Object[] toArray()转成对象数组
hashCode()获取集合对象的哈希值
iterator()遍历返回迭代器对象，用于集合遍历

map

Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据: key-value

image.png

常用方法

方法说明
Object put(Object key,Object value)将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
void putAll(Map m)将m中的所有key-value对存放到当前map中
Object remove(Object key)移除指定key的key-value对，并返回value
void clear()清空当前map中的所有数据
Object get(Object key)获取指定key对应的value
boolean containsKey(Object key)是否包含指定的key
boolean containsValue(Object value)是否包含指定的value
int size()返回map中key-value对的个数
boolean isEmpty()判断当前map是否为空
boolean equals(Object obj)判断当前map和参数对象obj是否相等
Set keySet()返回所有key构成的Set集合
Collection values()返回所有value构成的Collection集合
Set entrySet()返回所有key-value对构成的Set集合

HashMap源码中的重要常量

常量说明
DEFAULT_INITIAL_CAPACITYHashMap的默认容量，16 ⭐️
MAXIMUM_CAPACITYHashMap的最大支持容量，2^30
DEFAULT_LOAD_FACTORHashMap的默认加载因子 0.75f ⭐️
TREEIFY_THRESHOLDBucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树 ⭐️
UNTREEIFY_THRESHOLDBucket中红黑树存储的Node小于该默认值，转化为链表
MIN_TREEIFY_CAPACITY桶中的Node被树化时最小的hash表容量。（当桶中Node的数量大到需要变红黑树时，若hash表容量小于MIN_TREEIFY_CAPACITY时，此时应执行resize扩容操作这个MIN_TREEIFY_CAPACITY的值至少是TREEIFY_THRESHOLD的4倍。）
table存储元素的数组，总是2的n次幂
entrySet存储具体元素的集
sizeHashMap中存储的键值对的数量
modCountHashMap扩容和结构改变的次数
threshold扩容的临界值，= 容量 * 填充因子
loadFactor填充因子

九、泛型

// 我们使用泛型的上限进行限定
public static void go(ArrayList<? extends Car> cars){

}


// ? extends genericity_limit.Car: ?必须是Car或者其子类   泛型上限
// ? super genericity_limit.Car ： ?必须是Car或者其父类   泛型下限

? 可以在 使用泛型 的时候代表一切类型。

E T K V 是在定义泛型的时候使用的。

# 案例：开发一个极品飞车的游戏，所有的汽车都能一起参与比赛。

package genericity_limit;

import java.util.ArrayList;

/**
 * @author cat
 * @description
 * @date 2022/4/11 下午9:00
 */

// https://www.bilibili.com/video/BV1Cv411372m?p=132
// 黑马讲的很不错，理解了泛型的概述和优势、自定义泛型类/泛型方法/泛型接口、泛型通配符以及上下限（4月11日面试考题）
public class GenericDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<BMW> bmws = new ArrayList<>();
        bmws.add(new BMW());
        bmws.add(new BMW());
        bmws.add(new BMW());
        go(bmws);

        ArrayList<BENZ> benzs = new ArrayList<>();
        benzs.add(new BENZ());
        benzs.add(new BENZ());
        benzs.add(new BENZ());
        go(benzs);

        // 不符合，狗不应该能够比赛
        //ArrayList<genericity_limit.Dog> dogs = new ArrayList<>();
        //dogs.add(new genericity_limit.Dog());
        //dogs.add(new genericity_limit.Dog());
        //dogs.add(new genericity_limit.Dog());
        //go(dogs);
    }

    /**
     * 所有车比赛
     * @param cars
     */
    // 虽然BMW和BENZ都继承了Car, 但是ArrayList<genericity_limit.BMW>和ArrayList<genericity_limit.BENZ>与ArrayList<genericity_limit.Car>没有关系的！
    // (1)类有继承关系，但是父子类各自的集合没有关系
    //public static void go(ArrayList<genericity_limit.Car> cars){
  	//}
  
    // (2)使用泛型可以，但是狗不应该能够比赛，所以下面我们使用泛型的上下限
            // ? extends genericity_limit.Car: ?必须是Car或者其子类   泛型上限
            // ? super genericity_limit.Car ： ?必须是Car或者其父类   泛型下限
  
  	// 狗不应该可以比赛
    public static void go2(ArrayList<?> cars){
		}
  	
  	// 我们使用泛型的上限进行限定
    public static void go(ArrayList<? extends Car> cars){
    
    }


}

// -------------------------------------
// 不应该能比赛的狗
class Dog{

}


class BENZ extends Car{

}

class BMW extends Car{

}

class Car{

}

十、IO 流 stream

分类：

  • 按操作数据单位不同分为：字节流(8 bit)，字符流(16 bit)
  • 按数据流的流向不同分为：输入流，输出流
  • 按流的角色的不同分为：节点流，处理流

Java的IO流共涉及 40 多个类，实际上非常规则，都是从如下4个抽象基类派生的。

抽象基类字节流字符流
输入流InputStreamReader
输出流OutputStreamWriter

节点流

缓冲流

对象流

十一、网络编程

十二、反射

十三、Java8 新特性

Lambda表达式（核心1）⭐️

强大的Stream API（核心2）⭐️

Java8中有两大最为重要的改变。第一个是 Lambda 表达式；另外一个则是 Stream API。

十四、Java9&Java10&Java11新特性

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