java面向对象基础和java基础

1. java基础

1.1 java应用程序的运行机制

java是编译型和解释型两种语言的结合。编译指在编译器中将源文件编译成字节码文件。然后在jvm(java虚拟机，解释器)中执行。Java和C与C++不同，java使用虚拟机来执行java程序，使用虚拟机来与操作系统打交道，而C和C++在编译完成后，直接与系统打交道。这也是java实现跨平台的核心机制。

2.1 JVM，JDK和JRE的区别

2.1.1 JVM：Java Virtual Machine

一个虚拟的计算机，用来执行bytecode字节码。

2.1.2 JRE是什么：

jre：java runtime environment，即java运行环境。运行java程序所必须的环境的集合，包含JVM标准和java核心类库。

jre包含Java虚拟机(jvm)，java核心类库和支持文件。它不包含开发工具(JDK)–编译器、调试器和其他工具。

2.1.3 JDK：

Java Development Kit：java开发环境包。增加了编译器、库函数、运行java程序的所必须的文件。

3. JDK目录介绍

bin：存放二进制文件。

db：存放数据。

include：头文件。

lib：库，java的jar包。

2. java面向对象基础

2.1 Java面向对象的内存分析

java虚拟机的内存可以分为三个区域：栈，堆，方法区（在堆中）。

栈的特点如下：

1. 栈描述的是方法执行的内存模型，每个方法都被调用都会创建一个栈帧（存储局部变量、操作数、方法出口等）
2. JVM为每个线程创建一个栈，用于存放该线程执行方法的信息（实际参数、局部变量等）
3. 栈属于线程私有，不能实现栈线程间的共享
4. 栈的存储特性是"先进后出，后进先出"
5. 栈是有系统自动分配，速度块。栈是一个连续的内存空间

堆的特点如下：

1. 堆用于存储创建好的对象和数组（数组也是对象）
2. JVM只有一个堆，被所有线程共享
3. 对是一个不连续的内存空间，分配灵活，速度慢

方法区（又叫静态区）：

1. JVM只有一个方法区，被所有线程所共享
2. 方法区实际也是堆，只是用于存放存储类、常量的相关信息
3. 用来存放程序中永远是不变或唯一的内容（类信息【class对象】、静态变量、字符串常量等）

2.2 this指针的本质

this的本质就是"就是创建好的对象的地址"！由于在构造方法调用前，对象已经创建。因此在构造方法中也可以使用this代表"当前对象"。

2.3 static关键字

在类中，使用static声明的成员对象变量为静态成员变量，也成为类变量。类变量的声明周和类相同，在整个应用程序执行期间都有效。

static修饰的成员变量和方法，从属于类。普通变量和方法从属于对象的。

2.4 == 和 equals 方法

== 用来代表比较双方是否相同。如果是基本类型则表示值相等，如果是引用类型则表示地址相等即是同一个对象。

equals 方法：Object类中定义有：public boolean equals（Object obj）方法，提供定义”对象内容相等“的逻辑。

2.5 super关键字

super是直接父类对象的引用。可以通过super、来访问父类中被子类覆盖的方法或属性。

2.6 封装的作用和含义

封装就是把对象的属性和操作结合为一个独立的整体，并竟可能隐藏对象的内部实现细节。

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操作细节自己完成，不允许外部干涉；低耦合是仅暴露少量的方法给外部使用，尽量方便外部调用。

2.6.1 编程中封装的具体优点：

1. 提高代码的安全性；
2. 提高diamante的复用性
3. “高内聚”：

2.6.2 封装的实现——使用访问控制符：

修饰符	同一个类	同一个包	子类	所有类
private	*
default	*	*
protected	*	*	*
public	*	*	*	*

2.6.3 封装的使用细节

类的属性的处理：

1. 一般使用private访问权限。
2. 提供响应的get/set犯法来访问相关属性，这些方法通常是public修饰的，以提供对属性的赋值与读取操作（注意：boolean变量的get方法是is开头的）。
3. 一些只用于本类的辅助性方法可以用protected修饰，希望其他类调用的方法用public修饰。

2.7 多态（polymorphism）

多态指的是同一个方法调用，由于对象不同可能会有不同的行为。显示生活中，同一个方法，具体实现会完全不同。

2.7.1 多态的要点：

1. 多态是方法的多态，不是属性的多态（多态与属性无关）
2. 多态的存在有3个必要条件：继承，方法重写，父类引用指向子类对象。
3. 父类引用指向子类对象后，用该父类调用子类重写的方法，此时，多态就出现了。

public class Test {public static void main(String[] args) {Cat c = new Cat();Dog d = new Dog();Animal a = new Dog(); // 自动向上转型Dog a2 = (Dog) a; // 自动向下转型animal(a);}static void animal(Animal a) {a.shout();}}class Animal {public void shout() {System.out.print汪汪汪
汪汪汪
喵喵喵ln("叫了一声");}
}class Cat extends Animal{public void shout() {System.out.println("喵喵喵");}
}class Dog extends Animal{public void shout() {System.out.println("汪汪汪");}
}
/**
汪汪汪
汪汪汪
喵喵喵
**/

2.8 对象的转型(casting)

父类引用指向子类对象，我们成这个过程为向上转型，属于自动类型转换。

向上转型后的父类引用变量只能调用它编译类型的方法，不能调用它运行时类型的方法。这时，我们就需要进行类型的强制转换，我们称之为向下转型。

2.9 final关键字

final关键字的作用：

1. 修饰变量：被他修饰过的变量不可以改变。一旦赋了初值，就不能被重新复赋值。

final int MAX_SPEED = 120;

1. 修饰方法：该方法不可被子类重写。但是可以被重载！

final void study() {}

1. 修饰类：修饰的类不能被继承。比如：Math、String等。

final class A {}

测试：

public class Test {public static void main(String[] args) {Cat c = new Cat();Dog d = new Dog();汪汪汪
汪汪汪
喵喵喵Animal a = new Dog(); // 自动向上转型Dog a2 = (Dog) a; // 自动向下转型animal(a);}static void animal(Animal a) {a.shout();}}class Animal {汪汪汪
汪汪汪
喵喵喵public void shout() {System.out.println("叫了一声");}
}class Cat extends Animal{public void shout() {System.out.println("喵喵喵");}
}class Dog extends Animal{public void shout() {System.out.println("汪汪汪");}
}

2.10 数组概述和特点

2.10.1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个数据，按照一定先后次序排列组合而成。起哄，每一个数据称作一个元素，每一个元素可以通过一个索引（下标）来访问他们。数组的是哪个基本特点：

1. 长度是确定的。数据一旦被创建，它的长度就不可以被改变。
2. 其元素必须是相同类型，不允许出现混合类型。
3. 数组类型可以是任何数据类型，包括基本类型和引用类型。

数组本身就是对象，因此无论存放的是基本数据类型还是其他数据类型，数组对象本身是在堆中存储的。

2.10.2 数组的初始化方法总共有三种：静态初始化、动态初始化、默认初始化

静态初始化：

public class Test {public static void main(String[] args) {//静态初始化int[] a = {2,3,5};User b = {new User(1001, "zhangsan"), new User(1002, "zhaoxin")};//默认初始化int[] c = new int[3]; //  数字默认为0， boolean默认为false， String默认为null}
}

2.11 递归算法详解

​ 递归是一种常见的解决问题的方法，即把问题逐渐简单化。递归的基本思想就是"自己调用自己"，一个使用递归技术的方法将会直接或者间接地调用自己。

​ 利用递归可以使用简单的程序解决一些复杂的问题。如：斐波那契数列的计算、汉诺塔、快排等问题。

​ 递归结果包括两个部分：

1. 定义递归头。解答：什么时候普不调用自身方法。如果没有头，将陷入死循环，也就是递归的结束条件。
2. 递归体。解答：什么时候需要调用自身方法。

2.11.1 递归的缺陷

​ 简单的程序是递归的优点之一。但是递归调用会占用大量的系统堆栈，内存消耗多，在递归调用层次多时速度要比循环慢很多，所以在使用递归时要慎重。

​

2.11.2 注意事项

​ 任何能用递归解决的问题也能使用迭代解决。当递归方法可以更加自然地反应问题，并且易于理解和调试，并且不强调效率问题时，可以采用递归；

​ 在要求高性能的情况下尽量避免使用递归，递归调用既花时间又耗内存。

package BasicKnowledge;public class TestRecursion {public static void main(String[] args) {long d1 = System.currentTimeMillis();long result =  factoria(35);System.out.println(result);long d2 = System.currentTimeMillis();System.out.printf("递归所耗费的时间： %s%n", d2-d1);long result2 = factoria2(35);System.out.println(result2);}public static int count = 0;public static void a() {System.out.println("a");count ++;if(count < 10) {a();}else{return;}}public static void b() {System.out.println("bs");}public static long factoria(int n) {if(n ==1) {return 1;}else {return n * factoria(n - 1);}}public static long factoria2(int n) {long temp = 1;if(n == 0){return 1;}else if(n == 1){return 1;}else{for (int i = 2; i <= n; i++) {temp = temp * i;}return temp;}}}/**
* 然而这段程序在i7-9750h看来执行时间都短的可怜。
* 递归所用时间是 1ms左右（有时也显示为0ms）
* 迭代循环也是0-1ms
/*

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