java基础知识

环境搭建

java特性

纯面向对象；
跨平台的语言，可以在windows、linux等不同平台下运行
健壮的语言，吸收了C/C++语言的优点
有较高的安全性，在进行某些可能出错的事情时，会有异常提示
自动GC
强制类型检查
取消指针

Java虚拟机

JVM：可运行java字节码文件的虚拟计算机系统

ta有一个解释器组件，可以实现java字节码和计算机操作系统之间的通信
对于不同的运行平台，会有不同的JVM

java的垃圾回收

java语言消除了程序员回收无用内存空间的责任
JVM提供了一种系统线程跟踪存储空间的分配情况，并在JVM空闲时，检查并释放那些可以被释放的存储空间
GC在java程序运行时自动启用，程序员无法精确控制和干预。

mac下配置环境变量常见问题

查看默认的 jdk 下载地址

/usr/libexec/java_home -V

如果你是第一次配置环境变量，可以使用"touch .bash_profile" 创建一个 .bash_profile 的隐藏配置文件（如果已经有存在的配置文件，则使用"open -e .bash_profile" 命令）
打开bash_profile文件，可以参考下列形式进行编辑，路径即为第1部分的路径

JAVA_HOME=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_181.jdk/Contents/HomePATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH:.CLASSPATH=$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:.export JAVA_HOMEexport PATHexport CLASSPATH

由于我装了两个java版本，因此该文件设置成下面的形式，保证可以通过alias命令进行java版本的切换：

JAVA_8_HOME=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_101.jdk/Contents/Home
JAVA_11_HOME=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-11.0.6.jdk/Contents/Home
JAVA_HOME=$JAVA_11_HOME
PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH:.
CLASSPATH=$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:.export JAVA_8_HOME
export JAVA_11_HOME
export JAVA_HOME
export PATH
export CLASSPATHalias jdk8='export JAVA_HOME=$JAVA_8_HOME'
alias jdk11='export JAVA_HOME=$JAVA_11_HOME'

使用"source .bash_profile"使配置生效
输入 echo $JAVA_HOME 显示刚才配置的路径，输入对应的“jdk8”,"jdk11"看下是否java版本也会跟着切换。

java的注释方法

单行注释：//这里是单行注释
多行注释：/这里是多行注释/
文档注释（放在class或者方法最前面）：/**这里是文档注释 */

基础语法

二进制

计算机中的数据都以二进制的形式进行存储
二进制转十进制：

十进制的123，可以分解为：1 * 10²+2 * 10¹+3 * 10⁰
二进制的1010，就是把对应的10改成2就可以，即分解为：1 * 2³+0 * 2²+1 * 2¹+ 0 * 2⁰,即1010是十进制的8+2=10
对应的，二进制的1111，就是：8+4+2+1=15，可以快速计算

十进制转二进制：

十进制的表现形式可以这样理解，比如十进制的123，一直对其除以10，until最后的商是0。得到的余数分别是：3，2，1，则对应的十进制表现形式为123;对于十进制的168同样是这样，一直拿10除以，until最后的商是0，得到的余数分别是8、6、1，则其十进制表现形式为168。
对于二进制，可以用十进制的数，除以2。比如拿1010，依次除以2，until最后的商是0，则得到的余数分别是0，1，0，1。

一个字节byte，就是8个位bit，而一个bit就对应一个二进制数。因此一个字节就对应最大为11111111的数，这个值转化为十进制就是255。所以如果追求极致性能，能用0-255范围内的，就不要用这个范围外的数值。

变量概述

变量就是系统为程序分配的一块内存单元，用来存储各种类型的数据。由于该内存单元的数据可以发生改变，因此命名为“变量”。（植物大战僵尸游戏中的阳光数量就是一个变量，可以手动修改）
变量按照数据类型划分：基本数据类型变量、引用数据类型变量
变量按照声明的位置划分：局部变量（方法内部、语句块内部）、成员变量（方法外部，类的内部定义的变量）

数据类型与变量

8大数据类型：

数值型
- 整数：byte（1字节，-128到127）、short（2字节）、int（4字节,-20亿到20亿）、long（8字节）
- 浮点型：float（4字节）、double（8字节）
- 字符型：char（2字节，\u0000到\uffff，最小的十六进制到最大的，这个就是文字的范围）
布尔型：boolean（true 或者 false）

引用数据类型：

类（class）
接口（interface）
数组（array）
字符串（String)

标识符：Java对包、类、方法、参数和变量等要素命名时使用的字符序列称为标识符，规则如下：

由字母、数字、下划线_、美元符号$组成
不能以数字开头
区分大小写
长度无限制
不能是Java中的保留关键字
一定要“见名知意”

数据类型转化的时候，如果把一个容量小的类型变量，赋值给一个容量大的类型变量，如把int i=b,但是b是一个byte，则可以正常进行，反之可能会导致精度丢失，此时需要进行类型的强制转换。

float变量

float变量定义时，赋值时可以在等号右侧浮点数字的后面，加入f，表示写入的数字类型是float，否则默认为double

float a=10.1f

long类型变量定义赋值的时候，需要在整型数字后面加入l，表示写入的数字是long类型的

long b=123456789987l;

char类型变量，定义赋值的时候，等号右侧需要使用单引号’’，且单引号中只能放一个英文字母，不能放两个。
另外char类型可以转换为int。
当使用++运算符的时候，会在ascii表中自动找下一个。

char c1='c';
System.out.println(c1);//c
System.out.println((int)(c1));//99
System.out.println(++c1);//d
System.out.println(++c1);//e
char c2='你';
System.out.println(c2);//c
System.out.println((int)(c2));//20320
System.out.println(++c2);//佡
System.out.println(++c2);//佢

方法的使用-简述

权限修饰符
| 修饰符 | 同一个类 | 同一个包 | 不同包的子类 | 不同包非子类 |
| ------ | ------ | ------ |
| private | Y | N | N | N |
| 默认 | Y | Y | N | N |
| protected | Y | Y | Y | N |
| public | Y | Y | Y | Y |
还有：参数列表、返回值类型、方法名称

算术运算符

- / %这五大基础运算符
int/int，int和int的运算结果一定是int
++i，如果这个符号放在前面，则先自增，后进行其他操作（赋值等）；如果是i++，则先进行其他操作，再自增。–符号也同理；

int i=10;
System.out.println(i++);//10
System.out.println(i);//11int j=10;
System.out.println(++j);//11
System.out.println(j);//11

赋值运算符

a+=b;//a=a+b;
a%=b;//a=a%b;

关系运算符

包含== != > < >= <=，返回一个boolean(true or false)

逻辑运算符

运算符	描述
&	与,true&false返回false,无论如何，左右都要运算
\|	或,true\|false返回true,无论如何，左右都要运算
^	异或，符号两侧的不一样，返回true；符号两侧的一样，返回false;
!	非
&&	短路与,true&false返回false,如果左侧为false，右侧直接不运算直接返回false
\|\|	短路或,true\|\|false返回true,如果左侧为true，右侧直接不运算直接返回true

字符串连接符

1、用+可以对两个字符串，进行连接；+的两侧，只要有一侧是String，如果另外一侧不是String，就会将其强制转化为String，此时的+就是字符串连接符，但不是运算符。

三目运算符

X ? Y : Z
X为boolean，若X为true，则执行Y；否则执行Z；

位运算符

转化为二进制再进行计算
位运算符主要针对二进制，它包括了：“与”、“非”、“或”、“异或”。从表面上看似乎有点像逻辑运算符，但逻辑运算符是针对两个关系运算符来进行逻辑运算，而位运算符主要针对两个二进制数的位进行逻辑运算。
&:都是1，结果才是1；否则是0；
|：有一个是1，就是1
～：如果位为0，结果是1，如果位为1，结果是0；
^: 相同则结果为0，不同则结果为1。

运算符顺序

具体顺序，参照表格和网上资料，也可以使用时再查找，建议工作中保持运算符顺序逻辑清晰和一定可读性；

变量作用域

Q:静态方法为什么不能调用非静态成员(成员方法和成员变量）？
A:前者比后者的生成时间早；

静态方法在项目编译时就运行了，是属于类的。
非静态成员和对象相关，当new对象时会调用构造器，实例化对象，非静态变量才存在
静态方法在编译的时候非静态变量还不存在，所以静态方法不能调用非静态成员
而动态方法只能通过对象来调用，所以动态方法可以调用非静态变量。
非静态方法可以调用静态成员。

编程规范

以“阿里巴巴Java开发手册.pdf”为标准，后续会进行文档下发。

转义字符

使用\进行转义，让原本的’ " \等符号，回归其本来的样子。。比如要打印一个双引号。。
\n，换行，表示当前位置移到下一行的开头
\r，回车，当前位置移到本行开头
\t，水平制表符，通过\t可以保证打印出来的字符串间隔距离一样，比较整齐。

System.out.println("1\t2\t3");
System.out.println("1111\t2222\t3333");

流程控制

接收用户输入

共介绍了三种方式接收用户输入，三种各有利弊，详见下面的代码部分

import java.util.Scanner;public class DemoSysInput {//测试三种接收用户输入的方法public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stub//将系统输入System.in作为入参，new一个Scanner对象，此时会提示导入java.util.Scanner包Scanner sc=new Scanner(System.in);//方法1，使用nextInt(),nextFloat()等方法,缺点是用户输入必须符合指定类型，否则接收会报错InputMismatchExceptionint input1=sc.nextInt();float input2=sc.nextFloat();System.out.println("接收到的第1个是："+input1);System.out.println("接收到的第2个是："+input2);//方法2，使用next()接收所有类型的输入，其返回的是一个String，该方法会无视输入的空格，如下例String input3=sc.next();//此时我输入的是"  a1& c32 123"(注意里面有空格，且以两个空格开头)System.out.println("接收到的第3个是："+input3);//返回的input3是"a1&"//方法3，使用nextLine()接收所有类型的输入，其返回的是一个String，会把一行中接收到的所有内容都返回，但是不能与方法2同时存在，运行时把方法1、2的部分注释掉String input4=sc.nextLine();//此时我输入的是"  a1& c32 123"(注意里面有空格，且以两个空格开头)System.out.println("接收到的第4个是："+input4);//返回的input4是"  a1& c32 123"}}

switch

这是一种做选择题的分支语句，语法形式如下：
switch(表达式){
case 值1:语句块1;break;
case 值2:语句块2;break;
case 值n:语句块n;break;
default:语句块n+1;break;
}
switch(表达式)中的表达式返回值必须是下列类型之一:

int
byte
char
short
String

default语句可选，如果上面的case都没执行，也都要执行default。
case 值中的值必须是一个常量，不能是变量。
如果某个case后没有写break，会继续往下执行其它的case，直到遇到break！如果都没有break，会全部执行一遍。。。

for循环

下列代码为死循环，会一直执行，因为for循环中判断条件默认为true

for(;;){}

下列代码输出为：1 3 2 3 2 3 2 3 2…

for(System.out.println(1);;System.out.println(2)){System.out.println(3);
}

循环类型选择

知道循环次数，选择for循环
先判读逻辑，后执行，while循环
先执行后判断，do-while循环，至少执行一次

break与continue

break后终止所有循环
continue后，直接进入下一次循环
break只能退出其所在的循环语句，存在多层循环嵌套的时候，不能退出其外层的循环。如果需要跳出外层循环，则可以对外层循环命名（在循环语句前写上循环名称:），再写break 循环名称;即可。

判断用户的输入类型

如果使用了nextInt(),nextFloat()等方法，为了代码健壮性，需要判断用户入参类型，可以借助对应的hasNextInt()等方法。

//将系统输入System.in作为入参，new一个Scanner对象，此时会提示导入java.util.Scanner包Scanner sc=new Scanner(System.in);
//使用nextInt()等方法，需要进行数据保护if(sc.hasNextInt()) {//输入的是intint input5=sc.nextInt();System.out.println("输入的数据类型正确："+input5);}else {//输入的不是intSystem.out.println("输入的数据类型有误：");}

数组

数组概念

数组是相同数据类型的多个数据的容器
数据顺序，按照线性顺序排列
下标从0开始

数组创建

//1、数据类型[] 数组名称={数据1，数据2，数据3};
int[] ages={10,11,12}；//创建数组的同时，指定数组的内容；//2、数据类型[] 数组名称=new 数据类型[数据长度];
int ages2=new int[3];//创建数组，并指定长度，但不指定内容//3、不常见：数据类型[] 数组名称
int[] ages3;//4、不常见：创建数组，并指定内容
//数据类型[] 数组名称=new 数据类型[]{数据1，数据2，数据3}
int[] ages=new int[]{11,12,13}；

数组操作

//1、给数组某个下标赋值：数组名称[下标]=值；
ages2[0]=100;//2、从数组某个下标取值，数组名称[下标]
System.out.println(ages[0]);//3、数组长度：数组名称.length
for(index=0;index<ages.length;index++){System.out.println(ages[index]);
}

数据常见问题

下标越界问题，outofBoundryException
发生该问题后，程序马上停止运行。
空指针问题，NullPointerException
由于数组也是引用类型，因此当整个数组的内存存储的是null时，对该数组操作会引起该错误。

数组常用算法——冒泡排序

直接看下面的代码

int[] array=new int[] {3,2,1,2,-2,12,33,21,2,3,2,34,23,242,32,3};//每次将最大的一个元素，冒到最后面(第二次为倒数第二个位置，第三次为冒到倒数第三个位置)，共需要length-1次循环//每一个循环内部，需要依次两两对比元素，保证前小后大//0次循环，length-1//1次循环，length-1-1//2次循环，length-1-2//...i次循环，length-1-ifor(int i=0;i<array.length-1;i++) {for(int j=0;j<array.length-1-i;j++) {if(array[j]>array[j+1]) {//此时需要调换int tmp=array[j];array[j]=array[j+1];array[j+1]=tmp;}}}

数组常用算法——二分查找

二分查找，即需要在数组中找到目标的位置
二分查找只能针对已经有序的数组，如果数组无序，则应该首先进行排序，思路是每次折半查找。
二分查找的主要思路如下

需要有三个pointer，分别指向最小下标，中间下标、最大下标
每次先确认最小下标、最大下标（即查找的范围）
计算中间下标的位置（最大+最小)/2
比较中间下标对应的数据，与要查找的数据。如果相等，则就查到了；如果前者大，排除掉右侧更大的，最大下标等于中间下标-1；如果后者大，排除掉左侧那些比较小的，此时移动最小下标，使其等于中间下标+1
当最小下标>最大下标，说明数据不存在

二维数组和多维数组

//多维数组new的时候，仅仅必须声明最外层的数组长度
int[][] array=new int[9][];//不报错
array[0]=new int[8]{1,2,3,4,5,6,7,8};
array[1]=new int[7];//当内外两层的数组都声明了长度，此时内层数组的维度是一样的,如下
int[][] array=new int[9][8];//不报错，外层数组有9个元素，内层有8个。

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