Java从0到1---基础篇

Java 基础

java相关基础概念

• JDK : java Development Kit ---Java 开发工具包
• JRE : java Runtime Environment---Java 运行环境
• 只运行java项目，则只需要安装JRE,若要开发java项目,则需要安装JDK(其中包含 JRE)
• Java 的运行原理: Java 不是一门解释型语言,java需要先编译成字节码文件,再通过JVM(java虚拟机)对字节码文件进行进一步解析，生成机器码，底层的操作系统才能识别机器码进行程序的运行。
• 其中，字节码文件可以放在不同的操作系统当中,通过JVM来编译成对应的操作系统的机器码来执行。(一次编译，到处运行----java 跨平台特性的来源)

将java源代码文件编译成字节码文件的命令: javac xxx.java

java 字节码文件（xxx就是字节码文件名，无后缀）运行的命令: java xxx

变量

变量 解决了 数据存储在存储空间中，其对应的存储地址不好记 的问题,相当于给存储地址取了个别名，通过变量就可以直接取数。

基本数据类型

基本数据类型分为:

• 数值类型: byte，short，int，long，float，double
• 非数值类型: char，boolean

基本类型所占空间:

• byte --- 1 字节
• short --- 2字节
• int --- 4字节
• long ---8字节(32位)
• float --- 4字节
• double --- 8字节(8位)
• char --- 2字节
• boolean --- 1bit(1位)

类型转换:

• 自动转换: 根据基本数据类型所占空间大小，由小到大可以自动进行转换(long转换成float为特例)
• 强制转换:

除了基本类型的转换外,还有引用类型（即面向对象）的转换: 引用类型 的转换都是基于 类的继承 ,子类可以自动转换成父类,而父类可以强制转换成子类。

Java中的所有实例化对象都是引用类型,即其值存储在堆当中，而变量在栈当中，其上面存放的是指向对象值的地址。 基本类型的变量在栈当中，其上面存放的是具体的值。

运算符

• 逻辑运算符：只能用于boolean类型的数据运算，判断boolean数据之间的逻辑关系，包括与(&&,&)，或(||，|)，非（！），(&& 短路与 和 ||短路或，先算一边表达式，满足条件就不用算另一边了,效率比普通版的高)

• 位运算符: 对表达式以二进制为单位进行运算,将数据全部转换成二进制再运算,包括 &(按位与),|(按位或),^(按位异或),<<(左移),>>(右移)
• 算术运算符: +（加）,-(减),*(乘),/（除）,%（取余）
• 优先级: 位运算符> 逻辑运算符 > 算术运算符

流程控制

• switch：

• if-else if-else:

• for循环:
• while循环:
• do-while循环:
• foreach（针对集合的循环）:
• 循环终止: break 与 continue区别

数组

一维数组

如上图所示，定义了一个整形数组,直接打印数组名字array，得到了[I@1b6d3586 的结果, 其中[ 表示这是一个数组, I表示类型为int,@表示分割符，无实际意义,分割符后面一串，表示该数组的地址

数组本质上也是一个对象,凡是打印对象，都会默认调用 对象名.toString（）方法,其默认输出格式为: 对象类型@对象地址 Java中所有的类都有一个共同的父类---Object类，其中.toString（）方法就来自于此，而Object类型的数组,其中的元素类型可以是任何类型,因为它们均继承Object类,这也是多态的特性体现:

关于数组的操作,我们可以直接调用java自带的工具类---Arrays类,该类的常用方法如下:

• Arrays.sort(): 对数组进行排序，支持基本类型和对象数组。对于对象数组，可传入自定义比较器。

示例：

int[] numbers = {5, 2, 9};
Arrays.sort(numbers); // 排序后：[2, 5, 9]

• Arrays.binarySearch() 在已排序(升序) 的数组中查找元素，返回索引。若未找到，返回负数。

示例：

int[] sorted = {2, 5, 9};
int index = Arrays.binarySearch(sorted, 5); // 返回1

• Arrays.copyOf() 复制数组，可指定新长度。若长度大于原数组，多余部分填充默认值(一般为0)。

示例：

int[] original = {1, 2, 3};
int[] copied = Arrays.copyOf(original, 5); // 结果为[1, 2, 3, 0, 0]

• Arrays.fill()

将数组的所有元素填充为指定值。

示例：

int[] arr = new int[3];
Arrays.fill(arr, 7); // 结果为[7, 7, 7]

• Arrays.equals() 比较两个数组是否相等（长度和元素均相同）。

示例：

int[] a = {1, 2};
int[] b = {1, 2};
boolean isEqual = Arrays.equals(a, b); // 返回true

• Arrays.toString()

将数组转换为字符串形式，便于打印调试。

示例：

String[] names = {"Alice", "Bob"};
System.out.println(Arrays.toString(names)); // 输出[Alice, Bob]

二维数组

二维数组就是一个特殊的一维数组，该数组中的每一个元素都是一个一维数组。

Java面向对象

面向对象是一种编程思想，其将万事万物进行分类，找到事物的共性，进而来解释事物。

类和对象

类是所有对象的抽象模板,对象是类的一个具体实例。

java中编写的代码都是类,类是静态资源,其一直存在,当程序开始运行时,JVM（java虚拟机）会加载类,从而产生对象，对象只在程序运行期间存在，当程序结束后,对象也就不存在了。

类中包含两个部分,来描述对象的特征:

• 静态特征(属性): 颜色，名字，重量……
• 动态特征(方法)：吃饭，跑步，大笑……

类是用来创建对象的,对象是通过构造函数来创建的，因此类中必须至少有一个构造函数,每个类都默认有一个无参构造函数，构造函数本身不需要返回值的定义，其函数名必须与类名一致,可以有参数列表，如下图所示:

注意: 一旦类中声明一个有参构造函数,则默认的无参构造函数会被覆盖而导致无法调用创建对象。

this 关键字

this 用来指代当前类的实例化对象，通过this 可以调用类的属性和方法,在有参构造函数中,通过this将外部传来的值赋给当前类的实例化对象。

方法重载

方法重载是Java中代码复用的一种重要方式,指两个方法之间的一种关系，构成重载的条件如下:

• 在同一个类中
• 方法名相同，但参数列表不同(参个数，数据类型不同)
• 与返回值和访问权限无关

成员变量和局部变量

封装

为了保证数据的安全,因此有了封装,将类的信息全部封装到内部,外部无法直接访问,确保数据安全。

• 将属性私有化(private)
• 通过间接的方式来访问内部的私有属性

static 关键字

static 表示静态或全局,可以用来修饰成员变量 和 成员方法 以及 代码块。 一般的成员变量和成员方法，必须通过对象来访问，必须依赖于对象,但是static 修饰的 成员变量和成员方法 独立于该类的任何一个实例化对象，访问时不依赖于任何一个对象，可以直接通过类来进行访问。

注意: 使用static 修饰的静态方法，不能使用this关键字，不能直接访问类的实例变量和实例方法，可以访问类的静态变量和静态方法,如果要访问类的实例变量和实例方法，必须先实例化该类的对象。

代码块执行多少次，取决于创建了多少对象,程序创建对象的时候执行,创建一个就执行一次,先加载类，再创建对象，调用构造函数前，先执行代码块。

继承

继承是Java代码复用的重要特征,子类可以直接继承父类全部非私有信息(属性，方法)，创建子类对象时，Java程序会默认优先创建父类对象。

子类访问父类

创建子类对象时,无论使用有参还是无参,都会默认使用无参创建父类对象,子类通过extends关键字来继承父类，其中super关键字指代父类,super()指调用父类构造方法。

类访问权限

类的访问权限修饰 共有4种:

方法重写

子类在继承父类方法的基础上,对父类方法进行重新定义并覆盖的操作，就叫方法重写。

方法重写规则:

• 父子类方法名相同
• 父子类参数列表相同
• 子类方法的返回值与父类方法的返回值相同，或者是父类返回值的子类
• 子类的访问权限不能小于父类

多态

多态是指同一个事物有多种表现形态,Java中的多态是指定义一个类，该类的实例化对象在不同的业务场景中，根据不同的需求呈现出不同的业务逻辑。

多态的使用

多态的使用:

1. 定义方法时,形参为父类,调用方法时，传入的参数为子类对象。

2. 定义方法时,返回值的数据类型为父类,调用方法时返回子类对象。

抽象

在实际开发过程中存在以下一种场景: 父类方法由子类继承并重写,而业务逻辑中始终调用子类方法，不调用父类方法,此时父类方法的内部实现就成了多余。

针对以上这种场景，抽象方法应运而生,通过abstract关键字，其只定义方法，不做具体实现,而抽象方法所在的类就叫抽象类。

注意: 抽象类不能被实例化,只能被继承，一旦某个类继承了抽象类，要么该类也需要被定义为抽象类,要么去重写从抽象父类那里继承来的抽象方法，让它有具体的实现。

一旦某个类中出现抽象方法,则该类必须被声明为抽象类,抽象类中可以包含非抽象方法。

接口

接口是抽象类的升级版，是实际开发中使用非常频繁的一种编程方式,面向接口编程，能够提高程序的拓展性,降低程序的耦合度，进行解耦合。

通过interface关键字来定义接口: 通过implements关键字来进行接口的具体实现,其对应的类就叫作实现类：

Object 类

Object类是Java中所有类的父类,其中定义了一些所有类都需要使用的方法,所有类直接继承使用,以下是继承于Object 类中，在实际的开发过程里，常常需要重写的方法:

toString方法重写

equals方法重写

A==B，在Java中 == 相当于python 中 的is关键字，其作用是对 A和B两个变量所引用的对象地址进行判断，判断是否相等

hashCode方法重写

native关键字 表示当前修饰的方法为本地方法，所谓本地方法,就是指Java无法实现，由其他语言(如C++)来实现,Java只负责调用的方法。

hashcode()方法能够将对象地址，对象属性，类的信息混合在一起，最终映射出一个整型数据。当两个对象的hashCode不相等时,这两个对象肯定不相等,但是，当两个hashCode相等时,两个对象不一定相等，此时需要调用equals()方法来作进一步验证。

包装类

Java中共由8种基本数据类型和 引用数据类型(即对象),如何将基本数据类型转换成对象呢？包装类应运而生了,包装类是Java提供的一组类,专门用来创建8种基本数据类型对应的对象,包装类对象是可以接受对应的基本数据类型的数据的赋值。

包装类之间的关系如下图所示:

拆箱与装箱

在实际的开发当中,对包装类的使用就是将基本数据类型转换成包装类,将包装类转换成基本数据类型,这就叫装箱与拆箱。

装箱: 拆箱:

Java异常

Java中的错误可以分为两类:

• 编译时错误，一般是语法错误
• 运行时错误, 语法没问题,可以正常通过编译，但运行时报错

异常的查看

当我们在开发过程中，出现了异常，在报错信息中，我们应该重点关注 错误信息 和错误位置,如下图所示:

异常的使用

throw 和 throws 关键字

自定义异常