狂神说Java--Java学习笔记(合集)

笔记参考来源狂神说Java视频https://www.bilibili.com/video/BV12J41137hu
本篇笔记有点长,可以根据目录定位,建议配合视频学习。

预科

什么是计算机

  1. 名称:Computer,全称电子计算机,俗称电脑。
  2. 定义:能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。
  3. 组成:由硬件和软件组成。
  4. 形式:常见显示有台式计算机、笔记本计算机、大型计算机等。
  5. 应用:科学计算、数据处理、自动控制、计算机辅助设计、人工智能、网络等领域。

硬件及冯诺依曼结构

计算机硬件

组成:cpu,主板,内存,电源,主机箱,硬盘,显卡,键盘、鼠标,显示器。

冯诺依曼结构

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软件及软件开发

计算机软件

Windows常用快捷键

Alt+f4关闭窗口 Shift+Delete永久删除 ctrl+w自动保存

死机:任务管理器结束进程

基本的Dos命令

打开CMD的方式

  1. 开始+系统+命令提示符
  2. win键+R+输入cmd (推荐使用)
  3. 在任意的文件夹下,按住Shift键+鼠标右击,打开命令行窗口
  4. 在资源管理器地址栏路径前面加 “cmd ”
  5. 管理员运行方式:命令提示符右键以管理员身份运行(最高权限运行)

常用的Dos命令

# 盘符切换 E:
# 查看当前目录下所有文件 dir
# 切换目录 cd /d E:\idea
# 返回上一级目录 cd ..
# 进入同级目录下的下一级目录 cd tmp(该目录下的文件名)
# 清屏 cls (clear screen)
# 退出终端 exit
# 查看电脑当前IP地址 ipconfig

# 打开计算器 calc
# 打开画图 mspaint
# 新建记事本 notepad

# 在当前目录新建文件夹 md test(文件夹名)
# 新建文件 cd> a.txt(文件名)
# 删除文件 del a.txt(文件名)
# 删除目录 rd test(目录名)

# ping命令(复制链接进入Dos直接单击鼠标右键粘贴)
	ping www.baidu.com

计算机语言发展史

  • 第一代语言:机器语言
  • 第二代语言:汇编语言
  • 第三代语言:高级语言

高级语言

C、C++、Java、C#、Python、PHP、JavaScript …

大体上分为:面向过程面向对象两大类

  • C语言是典型的面向过程的语言,C++,Java是典型的面向对象的语言


Java入门

Java帝国的诞生

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Java特性与优势

  • 简单性
  • 面对对象
  • 可移植性
  • 高性能
  • 分布式
  • 多态性
  • 多线程
  • 安全性
  • 健壮性

Java三大版本

  • Write Once,Run Anywhere
  • JavaSE: 标准版 (桌面程序,控制台开发…)
  • JavaME: 嵌入式开发 (手机,小家电…),已经凉了
  • JavaEE: E企业级开发 (Web端,服务端开发…),JavaSE为基础

JDK JRE JVM

  • JDK:Java Development Kit (Java开发者工具,包括 JRE,JVM)
  • JRE:Java Runtime Environment (Java运行时环境)
  • JVM:Java Virtual Machine (Java虚拟机,跨平台核心)

安装开发环境

卸载JDk

  1. 删除Java安装目录
  2. 删除环境变量JAVA_HOME
  3. 删除path下关于JAVA的目录
  4. Java -version

安装JDK

  1. 百度搜索JDK8,找到下载地址
  2. 同意协议,下载电脑对应的版本,如64位操作系统下载 jdk-8u281-windows-x64.exe
  3. 双击安装JDK
  4. 记住安装路径
  5. 配置环境变量
    1. 我的电脑-》属性-》系统高级设置-》环境变量
    2. 系统变量 新建–> JAVA_HOME 输入对应的jdk安装路径
    3. path变量–>% JAVA_HOME%\bin
  6. 测试是否成功 cmd–>Java -version


Java基础

注释

  1. 单行注释 //
  2. 多行注释 /* */
  3. 文档注释 /** */

标识符和关键字

  • Java 所有的组成部分都需要名字。类名、变量名、方法名都被称为标识符

关键字

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标识符注意点

  • 所有标识符都应该以 字母、$(美元符)、_(下划线) 开头
  • 首字母之后可以是 字母、$、_ 或数字任何字符组合
  • 关键字不能作为变量名或方法名
  • 标识符大小写敏感
  • 可以用中文命名,但不建议使用,即使用拼音命名也Low

数据类型

  • 强类型语言

    • 要求变量的使用要严格符合规定,所有变量都必须先定义后才能使用
  • 弱类型语言:JavaScript,Python

  • Java的数据类型分为两大类

    • 基本类型(primitive type),有8大基本类型,此外都是引用类型
    • 引用类型(reference type)

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//整数
int num1 = 10; //最常用,只要别超过21亿(2^31-1)
byte num2 = 20; //-128~127
short num3 = 30;
long num4 = 30L; //long类型数字后面要加个L(尽量用大写,小写l容易与1搞混)
//小数:浮点数
float num5 = 50.1F; //float类型数字后面要加个F
double num6 = 3.141592653589793238;
//字符
char name = '国';
//字符串, String不是关键字,是类
//String namea = "薛之谦";
//布尔值:是非
boolean flag = true

什么是字节

  • 位(bit):是计算机内部数据存储的最小单位,11001100是一个八位二进制数
  • 字节(byte, B):是计算机中 数据处理 的基本单位,习惯上用大写B表示
  • 1B(byte) = 8bit,1字节等于8位
  • 字符:指计算机中使用的字母,数字,字和符号
    • 1bit表示1位
    • 1Byte表示一个字节 1B=8b
    • 1024B = 1KB, 1024KB = 1M, 1024M = 1G

扩展及面试题

//整数扩展: 二进制0b		八进制0		十进制		十六进制0x
int i = 10;
int i2 = 010; //八进制 8
int i3 = 0x10; //十六进制 16
//浮点数扩展:
//面试题:银行业务字母怎么表示钱? BigDecimal(数学工具类)
//float double是有问题的,最好避免使用浮点数进行比较
float f = 0.1f; 	//0.1
double d = 1.0/10;  //0.1
System.out.println(f==d); //false
//浮点数 位有限,舍入误差,大约
//最好避免使用浮点数进行比较
float f1 = 23131313131f;
float f2 = f1+1;
System.out.println(f1==f2); //true
//字符扩展:所有字符本质还是数字
char c1 = 'a';
char c2 = '中';

System.out.println(c1);		//a
System.out.println((int)c1);//强制类型转换,97
System.out.println(c2);		//中
System.out.println((int)c2);//强制类型转换,20013

//编码 Unicode表(97=a,65=A)2字节 0-65536
//U000~UFFFF 十六进制(u0061=a,相当于十进制的97)
System.out.println('\u0061');  //a '\'是转义字符
//布尔值扩展
boolean flag = true;
if(flag==true){} //新手
if(flag){}	//老手这样写 Less is More(代码要精简易读)

类型转换

  • 由于Java是强类型语言,所以要进行有些运算的时候,需要用到类型转换。

  • 容量高–>低:
    在这里插入图片描述

  • 运算中,不同类型的数据先转化位同一类型,再进行运算。

    • 强制转换,(类型)变量名,容量由高到低
    • 自动转换,容量由低到高
//强制转换 (类型)变量名 高--低
//自动转换 低--高
int i = 128;
byte b = (byte)i; //强制转换 内存溢出 -128~127
double d =i; //自动转换

System.out.println(i); //128
System.out.println(b); //-128
System.out.println(d); //128.0
/*
   注意点:
   1.不能对布尔值进行转换
   2.不能把对象类型转换为不相干的类型
   3.在把高容器转换到低容量的时候,强制转换
   4.可能存在内存溢出,或者精度问题
 * */
System.out.println((int)23.7); //23 丢失精度
char c = 'a';
int n = c+1;
System.out.println(n); //98
System.out.println((char)n); //b
//当操作数比较大时,注意溢出问题
//JDK7新特性,数字之间可以用下划线分割
int money = 10_0000_0000; //10亿,下划线不会被打印出来
System.out.println(money); //1000000000
int years = 20;

int total = money*years;  //数据大,溢出
System.out.println(total); //-1474836480

long total2 = money*years; //默认是int,转换前就有溢出问题
System.out.println(total2); //-1474836480

long total3 = money*(long)years; //先把一个数转Long
System.out.println(total3); //20000000000

变量、常量、作用域

  • 变量是什么:就是可以变化的量
  • Java是一种强类型语言,每个变量都必须声明其类型
  • Java变量是程序中最基本的存储单元,要素包括变量名,变量类型和作用域
//数据类型 变量名 = 值;
type varName [=value][{,varName[=value]}];
//可以使用逗号隔开同多个类型的变量,但不建议在一行定义多个变量

变量作用域

  • 类变量(static)
  • 实例变量
  • 局部变量
public class Variable{
    static int 	allClicks = 0; //类变量
    String str = "hello world"; //实例变量
    public void method(){
        int i=0; //局部变量
    }
}

常量

  • 常量:初始化后不能再改变的值,不会变动的值。
  • 可以理解为一种特殊的变量,其值被设定后,在程序运行过程不允许被更改。
//常量一般用大写字符
final 常量名=;
final double PI=3.14;
//修饰符 不存在先后顺序,static可以写final后面
static final doube PI=3.14; //类变量,该类下的全局范围

变量的命名规范

  • 所有变量、方法、类名:见名知意
  • 类成员变量:首字母小写+驼峰原则:lastName
  • 局部变量:首字母小写+驼峰原则
  • 常量:大写字母和下划线:MAX_VALUE
  • 类名:首字母大写+驼峰原则:Man,GoodMan
  • 方法名:首字母小写+驼峰原则:run(),fastRun()

运算符

在这里插入图片描述

int a=10;
int b=20;
System.out.println(a/b); //0
System.out.println((double)a/b); //0.5

long c=12300000000;
System.out.println(a+b); //int
System.out.println(a+c); //long 自动转换式子中容量大的数据类型

自增自减运算符

// ++自增 --自减 单目运算符
int a = 3;
int b = a++; //b=a,a=a+1 先赋值 即b=3 a=4
int c = ++a; //a=a+1,c=a 先自增 即a=5 c=5

System.out.println(a); //5
System.out.println(b); //3
System.out.println(c); //5
//幂运算 2^3 2*2*2=8
double pow = Math.pow(2,3); // (底数,指数)double型
System.out.println(pow); //8.0
//扩展:笔试题 i=5 s=(i++)+(++i)+(i--)+(--i) s=?
int i=5;
int s=(i++)+(++i)+(i--)+(--i);
System.out.println(s); //24

逻辑运算符

  • && 逻辑与运算:两个变量都为真,结果为true
  • || 逻辑与运算:两个变量有一个为真,结果为true
  • ! 取反,真变为假,假变为真
// 与(snd) 或(or) 非(取反)
boolean a = true;
boolean b = false;

System.out.println(a&&b); // false
System.out.println(a||b); // true
System.out.println(!(a&&b)); // true

int c=5;
boolean d = (c<5)&&(c++<5); //第一个值为false,后面就不进行判定了
System.out.println(d); //false
System.out.println(c); //5 c++未执行

位运算

/*
    A = 0011 1100
    B = 0000 1101

    A&B 0000 1101 按位与
    A|B 0011 1101 按位或
    A^B 0011 0001 异或
    ~B  1111 0010 非

    面试题:2*8 怎么算最快? 2<<3
    <<左移  *2 效率极高!!
    >>右移  /2
   */
System.out.println(2<<3); // 16

三元运算符

int a = 10;
int b = 20;

a+=b; // a = a+b
a-=b; // a = a-b

System.out.println(a); //10
//字符串连接符 + ,转化为String类型,然后拼接    注意!!
System.out.println(""+a+b); //1020
System.out.println(a+b+""); //30 先进行运算,再转为String拼接
System.out.println(a+b+"str"); //30str
// x ? y : z
//如果x为真,则结果为y,否则为z
//if(x) y; else z;
int score = 80;
String type = score<60?"及格":"不及格";
System.out.println(type); //及格

包机制

  • 为了更好地组织类,Java提供了包机制,由于区分类名的命名空间
  • 包的语法格式:
package pkg1[.pkg2[.pkg3...]];
  • 一般利用公司域名倒置作为包名;com.kuangstudy.www

  • 为了能够使用一个包的成员,需要在Java程序中导入该包

import package1[.package2...].(className|*); //通配符* 导入包下所有的类
  • 参考:阿里巴巴Java开发手册

JavaDoc生成文档

  • javadoc命令是用来生成自己API文档的

  • 参数信息

    • @author 作者名
    • @version 版本号
    • @since 指明最早用的jdk版本
    • @param 参数名
    • @return 返回值情况
    • @throws 异常抛出情况
  • API文档:https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/

/**
 * @author Kuangshen
 * @version 1.0
 * @since 1.8
 */
public class Demo05 {
    String name;

    /**
     * @author kuangshen
     * @param name
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public String test(String name) throws Exception{
        return name;
    }
    
}
  1. 打开某个类所在文件夹下的cmd命令行
  2. 输入:javadoc -encoding UTF-8 -charset UTF-8 Doc(类名).java
  3. 会自动生成该类有关的API文档,查看文件夹发现多了一些文件
  4. 打开 index.html(首页)查看文档注释


Java流程控制

用户交互Scanner

  • 之前我们学的基本语法并没有实现程序和人的交互,Java给我们提供了一个工具类,可以获取用户的输入java.util.Scanner是Java5的新特征,我们通过Scanner类来获取用户的输入。
  • 基本语法
Scanner s = new Scanner(System.in);
  • 通过Scanner类的 next()与 nextLine()方法获取用户的字符串,读取前一般用hasNext()与hasNextLine()判断是否还有输入的数据。
//创建一个扫描器对象
Scanner scanner = new Scanner(System.in);

System.out.println("使用next方式接收");
//判断用户有没有输入字符串
if(scanner.hasNext()){  //使用hasNextLie()会接收一行 "hello word"
    //使用next方式接收
    String str = scanner.next(); 
    System.out.println("输入的内容为:"+str);
    //input: hello word
    //输入的内容为:hello
}
//凡是属于IO流的类如果不关闭会一直占用资源
scanner.close();
next()
  1. 一定要读取到有效字符才可以结束输入
  2. 对输入有效字符之前遇到的空白,next()方法会将其去掉
  3. 只有输入有效字符后才将其后面输入的空白作为结束符
  4. next()不能得到带有空格的字符串
nextLine()
  1. Enter作为结束符,即返回输入回车之前所有的字符
  2. nextLine()可以获取空白
//从键盘接收数据
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入数据:");

String str = scanner.nextLine();
System.out.println("输入的内容为:"+str);
scanner.close();
System.out.println("请输入整数:");
if(scanner.hasNextInt()){
    int i=scanner.nextInt();
    System.out.println("输入的整数为:"+i);
}else {
    System.out.println("输入的不是整数数据");
}

顺序结构

  • Java的基本结构就是顺序结构,除非特别指明,否则就按语句一条一条执行。
  • 顺序结构是最简单的算法结构。
  • 语句语句之间是按从上到下执行的,它是由若干个依次执行的处理步骤组成的,它是如何一种算法都离不开的一种基本算法结构。

选择结构

  • if单选择结构 if( )
  • if双选择结构 if( ){ }else{ }
  • if多选择结构 if( ){ }else if{ }else{}
  • 嵌套的if结构 if( ){ if( ) }
int a = 80;
if(a>60){
    System.out.println("及格");
    if(a>80) System.out.println("且优秀");
}else if(a>0){
    System.out.println("不及格");
}else {
    System.out.println("缺考");
}
switch多选择结构
char grade = 'C'; //JDK新特性 可以是字符串(字符本质还是数字)
switch (grade){
    case 'A':
        System.out.println("优秀");
        break; //可选,跳出当前结构
    case 'B':
        System.out.println("良好");
        break;
    case 'C':
        System.out.println("合格");
        break;
    default: //默认,以上值没匹配到
        System.out.println("不及格");
        break;
}

IDEA反编译之后.class文件与源代码对比

在这里插入图片描述

循环结构

  • while循环
//计算1+2+3+...+100
int i=0;
int sum=0;
while(i<100){
    i++;
    sum+=i;
}
System.out.println(sum); //5050
  • do…while循环
//先执行后判断,至少执行一次
do{
    i++;
    sum+=i;
}while(i<100) //跟上面效果一样
  • for循环
//(初始化;条件判断;迭代)
for(int i=0;i<100;i++){
    i++;
    sum+=i;
}
for(; ; ){...} //死循环
//练习:输出1-1000能被5整除的数,每行输出3个
for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
    if(i%5==0){
        System.out.print(i+"\t"); //输出完不换行
    }
    if(i%(3*5)==0){
        System.out.println();
    }
}
//练习2:输出九九乘法表
for(int i=1;i<=9;i++){
    for(int j=1;j<=i;j++){
        System.out.print(j+"*"+i+"="+i*j+"\t");
    }
    System.out.println();
}
增强for循环
int [] numbers = {10,20,30,40,50}; //定义一个数组
for (int x:numbers){
    System.out.println(x); //遍历数组的元素 10 20 30 40 50
}
//相当于
for(int i=0;i<5;i++){
    System.out.println(numbers[i]);
}
break & continue
  • break可用在任何循环的主体部分,由于强行退出循环,也可以用在switch语句。
  • continue用于循环语句中,终止某次循环过程,跳过剩余语句,之间进行下一次循环条件判断。
  • 标签:后面跟一个冒号的标识符 label:
//打印101-150之间所有的质数
int count = 0;
outer:for(int i=101;i<=150;i++){
    for (int j=2;j<i/2;j++){
        if(i%j==0)
            continue outer; //不建议使用标签
    }
    System.out.print(i+" ");
}

流程控制练习

//打印等腰空心三角形
/*  例如:输入为4时
          *
         * *
        *   *
       * * * *
*/
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int n = scanner.nextInt(); //n为三角形高
for(int i=1;i<=n;i++){
    for(int j=1;j<=2*n-1;j++){
        if(i!=n){ //若不为最后一行
            if(i+j==n+1)
                System.out.print("*"); //三角形左腰边
            else if(i+j==n+2*i-1)
                System.out.print("*"); //三角形右腰边
            else System.out.print(" ");
        }
        else if(j%2!=0){  //最后一行,底边
            System.out.print("*");
        }else {
            System.out.print(" ");
        }
    }
    System.out.println(); //换行
}


Java方法

方法的定义

  • Java的方法类似与其他语言的函数,是一段用来完成特定功能的代码片段
  • 方法包含一个方法头和一个方法体
    • 修饰符:可选,定义了方法的访问类型,告诉编译器如何调用该方法。
    • 返回值类型:方法可能会返回值。returnValueType是方法返回值的数据类型。有些方法没有返回值,则returnValueType为关键字void。
    • 方法名:是方法的实际名称,方法名与参数表共同构成方法签名。
    • 参数类型:像一个占位符。方法被调用时,传递值给参数,该值称为实参或变量。参数列表是指方法的参数类型、顺序和参数个数。参数是可选的,方法可以不包含任何参数。
      • 形式参数:在方法被调用时用于接收外界输入的数据。
      • 实参:调用方法时实际传给方法的数据。
    • 方法体:方法体包含具体的语句,定义该方法的功能。
修饰符 返回值类型 方法名(参数类型 参数名,...{
   方法体...
   return 返回值;
}

方法的调用

  • 调用方法:对象名.方法名(实参列表)。
  • Java支持两种调用方法的方式,根据方法是否返回值来选择。
  • 当方法返回一个值的时候,方法调用通常被当成一个值
int larger = max(30,40);
  • 如果方法返回值是void,方法调用一定是一条语句。

  • 扩展:值传递和引用传递 ( Java都是值传递)。

  • 调用其他类的方法,除非是static静态方法,不然必须实例化这个类(new)

public class Demo01 {
   
    public static void main(String[] args) {
        int add = Demo01.add(1,2); // 通过类名直接调用静态方法
        System.out.println(add); // 3
    }
	// static静态方法,否则就要new实例化来调用
    public static int add(int a,int b){
        return a+b;
    }
}

值传递 &引用传递

在这里插入图片描述


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方法的重载

  • 重载是在一个类中,有相同的方法名,参数列表不同的方法。

  • 方法重载的规则:

    • 方法名称必须相同
    • 参数列表必须不同(个数、参数类型、或排序不同)
    • 返回类型可以相同也可以不相同
    • 仅仅返回类型不同不足以成为方法的重载
  • 实现理论

    • 方法名称相同时,编译器会根据调用方法的参数个数、参数类型等去逐个匹配,以选择对应的方法,如果匹配失败,则编译器报错。

命令行传参

  • 有时候你希望运行一个程序时候传递给它消息,这要靠传递命令行参数给main()函数实现。
public static void main(String[] args) {
    //args.length 数组长度
    for (int i = 0; i < args.length; i++) {
        System.out.println("args["+i+"]: "+args[i]);
    }
}

找到当前类的文件夹,打开cmd.

在这里插入图片描述

可变参数

  • Jdk1.5开始,Java支持传递同类型的可变参数给一个方法。
  • 在方法声明中,在指定参数类型后加一个省略号 (…)。
  • 一个方法中只能指定一个可变参数,它必须是方法的最后一个参数。
//打印最大值
public static void printMax(int... num){
    if(num.length==0){
        System.out.println("没有值传入");
        return;
    }
    int result = num[0];
    for (int i = 1; i < num.length; i++) {
        if(num[i] > result){
            result = num[i];
        }
    }
    System.out.println("最大值是:"+result);
}
public static void main(String[] args) {
    printMax(1,2,3,4); //最大值是:4
    printMax(new int[]{1,2,3,4,5}); //最大值是:5
}

递归

  • 递归就是:A方法调用A方法,自己调用自己!

  • 递归策略只需少量的代码可描述解题过程中多次重复计算,大大减少了程序的代码量。递归的能力在于用有限的语句来定义对象的无限集合。

  • 递归结构

    • 递归头:什么时候不调用自身方法,没有头 将陷入死循环。
    • 递归体:什么时候需要调用自身方法。
//阶乘 n! n*(n-1)*...*2*1
public static int f(int n){
    if(n==1) return 1;
    return n*f(n-1); //递归:调用自身
}
public static void main(String[] args) {
    System.out.println(f(5)); //5!= 120
}


Java数组

数组的定义

  • 数组是相同类型数据的有序集合
  • 数组描述的是相同类型的若干数据,按照一定先后次序排序组合而成
  • 其中,每一个数据称作一个数组元素,每个数组元素可以通过下标访问它们

数组的声明创建

  • 首先必须声明数组变量,才能在程序中使用数组。
dataType[] arrayRefVar; //首选
dataType arrayRefVar[]; //效果相同,但不是首选
  • Java语言使用new操作符来创建数组,语法如下
dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize]; //int[] nums=new int[10]
  • 数组的元素是通过索引访问的,数组索引从0开始
  • 获取数组长度:arrays.length
int[] nums; //1.声明一个数组
nums = new int[3]; //2.创建一个数组
//3.给数组元素赋值
nums[0]=1;
nums[1]=2;
nums[2]=3;
for (int num : nums) { //打印数组所有元素
    System.out.println(num);
}

内存分析

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数组的三种初始化

  • 静态初始化
//静态初始化:创建+赋值
int[] a={1,2,3};
Man[] mans={new Man(1,1),new Man(2,2)}
  • 动态初始化
//包含默认初始化
int[] a=new int[2]; //默认值为0
a[0]=1;
a[1]=2;
  • 默认初始化
    • 数组是引用类型,它的元素相当于类的实例变量,因此数组一经分配空间,其中的每个元素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化。

数组的基本特点

  1. 其长度是确定的,数组一旦被创建,它的大小就是不可改变的。

  2. 其元素必须是相同类型,不允许出现混合类型。

  3. 数组中的元素可以是任何数据类型,包括基本类型和引用类型。

  4. 数组变量属于引用类型,数组也可以看作对象,其中每个元素相当于该对象的成员变量。

    数组本身就是对象,Java中对象是在堆中的,因此数组无论保存原始类型还是其他对象类型,

    数组本身是在堆中的

数组边界

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数组的使用

  • For-Each循环
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//打印全部的数组元素 JDK1.5 没有下标
for (int array : arrays) {
    System.out.println(array);
}
  • 数组作方法入参
//打印数组元素
public static void printArray(int[] a){
    for (int i = 0; i < a.length; i++) {
        System.out.print(a[i]+" ");
    }
}
  • 数组作返回值
//反转数组
public static int[] reverse(int[] arrays){
    int[] result = new int[arrays.length];
    //反转的操作
    for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
        result[i] = arrays[arrays.length-i-1];
    }
    return result;
}

多维数组

  • 多维数组可以看成数组的数组,比如二维数组就是一个特殊的数组,其每一个元素都是一个一维数组。
int arr[][] = new int[3][2]; //二维数组,三行两列

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int[][] array = {{1,2},{3,4},{5,6}};
//打印二维数组所有元素
for (int i = 0; i < array.length; i++) { //arrays.length=3
    for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
        System.out.print(array[i][j]+" ");
    }
    System.out.println();
}

Arrays类

  • 数组的工具类java.util.Arrays
  • 由于数组对象本身并没有什么方法可以供我们使用,但API提供了一个工具类Arrays供我们使用。
  • Array类中的方法都是static修饰的静态方法,使用时直接使用类名进行调用,可以不用对象调用。
  • 常用功能
    • 给数组赋值:fill方法。
    • 排序:sort方法,升序。
    • 比较数组:equals方法比较数组中元素值是否相等。
    • 查找数组元素:binarySearch对排序好的数组进行二分查找法操作。
int[] a = {1,2,3,4,9000,32145,451,21};
System.out.println(a); // [I@28d93b30 (hashcode)

//Arrays.toString 打印数组元素
System.out.println(Arrays.toString(a)); //[1, 2, 3, 4, 9000, 32145, 451, 21]

//二分法查找某值 返回下标
System.out.println(Arrays.binarySearch(a, 9000)); // 4

//填充
Arrays.fill(a,2,4,0); //数组[a[2]~a[4])之间填充0
System.out.println(Arrays.toString(a)); //[1, 2, 0, 0, 9000, 32145, 451, 21]

//升序排序
Arrays.sort(a);

冒泡排序

  • 冒泡排序是八大排序最出名的排序算法。
  • 代码:两层循环,外层冒泡轮数,里层依次比较。
  • 当我们看到嵌套循环,应该立马就可以得出这个算法的时间复杂度为O(n2)
//冒泡排序
//1.比较数组中两个相邻的元素,如果第一个数大于第二个数,交换它们位置
//2.每一次比较,都会产生一个最大或最小的数字(升序为最大数)
//3.下一轮则可以少一次排序
//4.依次循环,直到结束
public static int[] sort(int[] array){
    int temp=0;
    //外层循环,次数length-1
    for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
        //内层循环:如果第一个数大于第二个数,交换它们位置
        for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
            if(array[j]>array[j+1]){
                temp=array[j];
                array[j]=array[j+1];
                array[j+1]=temp;
            }
        }
    }
    return array;
}

public static void main(String[] args) {
    int[] a={8,1,35,47,19,-2};
    int[] sort = sort(a);
    System.out.println(Arrays.toString(sort)); //[-2, 1, 8, 19, 35, 47]
}
  • 思考:如何优化?

稀疏数组

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//创建一个二维数组 11*11  0:没有棋子,1:黑棋  2:白棋
int[][] array1 = new int[11][11];
array1[1][2] = 1;
array1[2][3] = 2;
//输出原始的数组
System.out.println("原始的数组:");
for (int[] array : array1) {
    for (int i : array) {
        System.out.print(i+"\t");
    }
    System.out.println();
}

//转换为稀疏数组保存
//1.有效值的个数
int sum = 0; //有效值总数
for (int i = 0; i < 11; i++) {
    for (int j = 0; j < 11; j++) {
        if(array1[i][j]!=0){
            sum++;
        }
    }
}
//2.创建一个稀疏数组
int[][] array2 = new int[sum+1][3];
array2[0][0] = 11;
array2[0][1] = 11;
array2[0][2] = sum;

//3.遍历二维数组,将有效值存放到稀疏数组
int count = 0;
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
    for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) {
        if(array1[i][j]!=0){
            count++;
            array2[count][0] = i;
            array2[count][1] = j;
            array2[count][2] = array1[i][j];
        }
    }
}

//4.输出稀疏数组
System.out.println("稀疏数组:");
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
    for (int j = 0; j < array2[i].length; j++) {
        System.out.print(array2[i][j]+"\t");
    }
    System.out.println();
}
/* 结果:
输出原始的数组
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	2	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
稀疏数组
11	11	2	
1	2	1	
2	3	2	
*/

面向对象

初识面向对象

面向过程&面向对象

  • 面向过程思想
    • 步骤清晰简单,第一步做什么,第二部做什么…
    • 面向过程适合处理一些较为简单的问题
  • 面向对象思想
    • 物以类聚,分类的思维模式,思考问题首先会解决问题需要哪些分类,然后对这些分类进行单独思考。最后,才对某个分类下的细节进行面向过程的思索。
    • 面向对象适合处理复杂的问题,适合处理需要多人协作的问题!
  • 对于描述复杂的事物,为了从宏观上把握、从整体上合理分析,我们需要使用面向对象来分析整个系统。但是,具体到微观操作,仍然需要面向过程的思路去处理。

什么是面向对象

  • 面向对象编程(Object-Oriented Programming, OOP)
  • 本质:以类的方式组织代码,以对象的组织(封装)数据。
  • 抽象
  • 三大特性
    • 封装
    • 继承
    • 多态
  • 从认识论的角度考虑是先有对象后有类。对象是具体的事物,类是对象的抽象。
  • 从代码运行角度考虑是先有类后有对象。类是对象的模板

类与对象的关系

  • 类是一种抽象的数据类型,它是对某一类事物整体描述/定义,但并不能代表某一个具体的事物。
    • 动物、植物、手机、电脑…
    • Person类、Pet类、Cat类等,都是用来描述/定义某一具体的事物应该具备的特点和行为。
  • 对象是抽象概念的具体实例,如张三是人的一个具体实例、张三家里的狗旺财就是狗的一个具体实例。

创建与初始化对象

  • 使用new来创建对象。
  • 使用new关键字创建的时候,除了分配内存之外,还会给创建好的对象进行默认的初始化,以及对类中构造器的调用。
  • 类中的构造器也被称为构造方法,创建对象时必须要调用。有以下特点:
    • 必须和类的名字相同
    • 没有返回类型,也不能写void
  • 一个类即使什么都不写,也会存在一个默认的构造方法

构造器

public class Person {
    //一个类即使什么都不写,也会存在一个默认的无参构造方法
    //显示地定义构造器
    String name;
    
    //作用:1. 使用new关键字,本质是在调用构造器
    //2. 用来初始化对象的值
    public Person(){} //无参构造
    
    //有参构造 3.一旦定义了有参构造,无参就必须显示定义
    public Person(String name){
        this.name=name;
    }
	//Alt+insert 快捷键插入构造方法
}

内存分析

//定义一个宠物类
public class Pet {
    public String name; //默认 null
    public int age; 	//默认 0
    //无参构造

    public void shout(){
        System.out.println("叫了一声");
    }
}
//应用类,创建调用对象
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        
        Pet dog = new Pet();

        dog.name = "旺财";
        dog.age = 3;
        dog.shout();
    }
}
  • 对象通过引用类型来操作:栈 - - ->堆

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封装

  • 该露的露,该藏的藏
    • 我们程序设计要追求“高内聚,低耦合”。高内聚就是类的内部数据细节由自己完成,不允许外部干涉;低耦合:仅暴露少量的方法给外部使用。
  • 封装(数据的隐藏)
    • 通常,应禁止直接访问一个对象中数据的实际表示,而应通过操作接口来访问,称为信息隐藏。
  • 作用
    1. 提高程序的安全性,保护数据
    2. 隐藏代码的实现细节
    3. 统一接口
    4. 系统可维护性增加了

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继承

  • 继承的本质是对某一批类的抽象,从而实现对世界更好地建模。

  • extends的意思是”扩展“。子类是父类的扩展,使用关键字extends来表示。

  • Java中类只有单继承,没有多继承!一个类只能继承一个父类。

  • 继承是类与类之间的一种关系,此外还有依赖、组合、聚合等。

  • 继承关系的两个类,一个为子类(派生类),一个为**父类(基类)**子类继承父类。

  • 子类和父类之间,从意义上讲应该具有”is a“的关系。

//学生类(子类)继承 人类(父类)
public class Student extends Person{ /*Person extends Object*/
    ...
}
  • 子类继承了父类,就会拥有父类的全部方法,而private私有属性及方法无法继承
  • 在Java中,所有类,都默认直接或间接继承Object类 (Ctrl+H 可以查看类关系)
  • 被final修饰的类,无法被继承(断子绝孙)。

super & this

  1. super()调用父类的构造方法,必须在构造方法的第一个
  2. super必须只能出现在子类的方法或构造方法中
  3. **super()this()**不能同时调用构造方法,因为this也必须写在第一行
  • super与this的区别:super代表父类对象的引用,只能在继承条件下使用;this调用自身对象,没有继承也可以使用。
super(); //隐藏代码,默认调用了父类的无参构造,要写只能写第一行

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方法的重写

  • 重写:子类的方法必须与父类方法必须一致,方法体不同。

  • 重写是方法的重写,与属性无关

  • 重写方法只与非静态方法有关,与静态方法无关(静态方法不能被重写)

public class B {
    public static void test(){ //静态方法
        System.out.println("B==>test()");
    }
}
public class A extends B{ //继承
    public static void test(){
        System.out.println("A==>test()");
    }
}
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        //方法的调用之和左边定义的类型有关
        A a = new A();
        a.test(); //打印 A==>test()

        //父类的引用指向了子类,但静态方法没有被重写
        B b = new A();
        b.test(); //打印 B==>test()
    }
}

修改A.java, B.java

public class B {
    public void test(){ //非静态方法
        System.out.println("B==>test()");
    }
}
public class A extends B{
    @Override //重写了B的方法
    public void test() {
        System.out.println("A==>test()");
    }
}
//父类的引用指向了子类
B b = new A(); //子类重写了父类的方法,执行子类的方法
b.test(); //打印变成了 A==>test()
/* 
静态方法是类的方法,非静态方法是对象的方法
有static时,b调用了B类的方法,因为b是b类定义的
没有static时,b调用的是对象的方法,而b是A类new出来的对象,调用A的方法
*/
  • 静态方法属于类,非静态方法属于对象
  • 注意点:
  1. 方法名、参数列表必须相同
  2. 修饰符范围可以扩大,不能缩小(public>protect>private)
  3. 抛出的异常 范围可以被缩小,不能扩大
  4. 被**static(属于类,不属于实例),final(常量方法),private(私有)**修饰的方法不能重写

多态

  • 动态编译:类型

  • 即同一方法可以根据发送对象的不同而采用不同的行为方式

  • 一个对象的实际类型是确定的,但可以指向对象的引用可以有很多

  • 多态存在条件

    • 有继承关系
    • 子类重写父类方法
    • 父类引用指向子类对象

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  • 注意点:
    1. 多态是方法的多态,没有属性的多态
    2. 父类和子类,有联系 类型转换异常: ClassCastException
    3. 存在条件:继承关系,方法需要重写,父类引用指向子类对象!

instanceof和类型转换

  • instanceof 引用类型比较,判断一个对象是什么类型
public static void main(String[] args) {

    // Object > String
    // Objest > Person > Student
    // Objest > Person > Teacher
    Object object = new Student();
	// X instanceof Y,X引用指向的对象是不是Y的子类
    System.out.println(object instanceof Student); //true
    System.out.println(object instanceof Person); //true
    System.out.println(object instanceof Teacher); //false
    System.out.println(object instanceof Object); //true
    System.out.println(object instanceof String); //false
	
    //类型之间的转化:父-子(高-低),低可以转换为高
    Person obj = new Syudent(); //只能用Person方法(重写了用子类重写过的方法)
    (Syudent)obj.go(); //强转之后可以用Student方法(Student->go())
}

类型转换

  1. 父类引用指向子类的对象
  2. 把子类转换为父类,向上转型,会丢失自己原来的一些方法
  3. 把父类转换为子类,向下转型,强制转换,才调用子类方法
  4. 方便方法的调用(转型),减少重复的代码,简洁。

Static

  • 静态变量可以直接用类名访问,也称类变量。
  • 静态变量(或方法)对于类,所有对象(实例)所共享。
  • 静态区代码 加载类时一起被初始化,最早执行且只执行一次(第一次new)。
  • Math->随机数:
//静态导入包
import static java.lang.Math.random;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {

        //第一种随机数,不用导包
        System.out.println(Math.random()); //0.7562202902634543

        //第二种随机数,静态导入包
        System.out.println(random()); //0.5391606223844663
    }
}

抽象类(abstract)

  • abstract修饰的类就是抽象类,修饰的方法就是抽象方法。
  • 抽象类中可以没有抽象方法,但有抽象方法的类一定要声明为抽象类。
  • 抽象类不能使用new来创建对象,它是用来让子类继承的。
  • 抽象方法只有方法的声明,没有实现,让其子类实现。
  • 子类继承抽象类,必须实现抽象类的所有方法,否则该子类也要声明为抽象类。
//abstract 抽象类 类只能单继承(接口可以多继承)
public abstract class Action {

    //约束~有人帮我们实现~
    //抽象方法只有方法名,没有方法的实现
    public abstract void doSth();

    //1.不能new抽象类,只能靠子类去实现它,仅作为一个约束
    //2.抽象方法只能出现在抽象类中,抽象类可以有普通方法
    //3.抽象类有构造器,可以派生子类
    //4.抽象类的意义:约束,提高开发效率。但是类只能单继承,所以有局限 用的不多
}

接口(interface)

  • 普通类:只有具体实现
  • 抽象类:具体实现和规范(抽象方法)都有
  • 接口:只有规范,没有方法实现,专业的约束!约束与实现分离:面向接口编程~
  • 接口就是规范,定义的是一组规则,"你是什么…必须做什么…"的思想。
  • 接口的本质是约束,就像人间法律一样,制定好大家都遵守。
//interface接口,接口都要有继承类
//实现类(implements 可以继承多个接口)
//多继承,利用接口实现多继承
public interface UserService {
    //定义的属性都是常量,默认修饰 public static final
    public static final int AGE = 99; //一般不用
    //所有的定义的方法都是抽象的 默认public abstract
    public abstract void run();
    void add();
    void query();
    void delete();
}

注意点

  • 接口没有构造方法,不能被实例化
  • 实现类必须要重写接口中的方法
  • 实现类(implements) 可以实现多个接口

内部类

  • 内部类就是在一个类的内部再定义一个类,比如A类中定义了一个B类,那么B就是A的内部类,而A相对B来说就是外部类
    1. 成员内部类:可以操作外部类的私有属性及方法
    2. 静态内部类:static修饰,不能访问外部类私有属性
    3. 局部内部类:外部类的方法里定义的类
    4. 匿名内部类:没有名字初始化类

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异常

  • 软件程序在运行过程中,经常可能遇到异常问题,异常英文(Exception),意思是例外,这些例外情况需要我们写程序做出合理的处理,而不至于让程序崩溃。

  • 异常指程序运行中出现的不期而至的各种状况:文件找不到,网络连接错误,非法参数等。

  • 异常发生在程序运行期间,它影响了正常的执行流程。

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简单分类

  • 检查型异常:最具代表性异常是用户错误或问题引起的异常,这是程序员无法预见的。例如用户要打开一个不存在的文件时引发的异常,这些异常在编译时不能被简单地忽略。
  • 运行时异常:是可能被程序员避免的异常,与检查性异常相反,运行时异常可以在编译时忽略。
  • 错误Error:错误不是异常,而是脱离程序员控制的问题。错误在代码经常被忽略。例如当栈溢出,一个异常就发生了,它们在编译也检查不到。

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异常处理机制

  • 抛出异常
  • 捕获异常
  • 异常处理关键字:try、catch、finally、throw、throws
public static void main(String[] args) {
    int a = 1;
    int b = 0;

    try { //try监控区域
        System.out.println(a/b);
    }catch (ArithmeticException e){ //catch 捕获异常
        System.out.println("程序出现异常,变量b不能为0");
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }finally { //一定会执行,处理善后工作,如关闭资源
        System.out.println("finally");
    }
    
    if(b==0){ //抛出异常一般在方法中使用
        throw new ArithmeticException(); //主动抛出异常
    }
}
//Ctrl+Alt+T 快捷键插入 try-catch

自定义异常

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