Java基础快速巩固

Java基础快速巩固

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目录

1.Java来源 介绍

2.Java变量类型（基本类型&引用类型）

3.位运算与逻辑运算

4.强制类型转换（基本类型）

5.数组

6.面向对象

 7.可塑性（自定义类型）

8.继承和组合 

9.覆写(Override)与多态(polymorphic) 

9.抽象类与接口

9.1 抽象

 9.2 接口（Interface）

 10.静态

11.访问权限

11. 环境变量classpath

12.jar包 

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1.Java来源 介绍

Java版本

• Java SE：Java Standard Edition
• Java EE：Java Enterprise Edition
• Java ME：Java Micro Edition  (使用较少)

关系图如下：JavaEE是大哥

 Java规范（确保Java跨平台特性）

• JSR规范：Java Specification Request
• JCP组织：Java Community Process

Java框架布局

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2.Java变量类型（基本类型&引用类型）

基本类型：整型、浮点型、布尔型、字符型（Java使用unicode表示字符）

                  字符操作如下图：

引用类型：包装类(Integer、Double等)、String（注意String=""和String=null的区别）、自定义类型等

                  String操作如下图：

注：

1. 变量可重新赋值，等号是赋值符号，不是数学意义的符号
2. 常量在初始化后不能再被赋值
3. 使用常量方便来理解程序意图
4. 引用类型在使用的过程中要特别注意 (常常是比较隐含的问题）

整型

• byte：8位，1字节
• short：16位，2字节
• int：32位，4字节
• long：64位，8字节

整型的详细信息见下图：

基本类型运算注意事项

•  计算结果溢出不报错——解决方案：使用更大的基本类型
• 计算结果不正确不报错

实例如下图：

总结 

• 区分字符类型（基本类型）和字符串类型（引用类型）
• 基本类型的变量是“持有”某个数值
• 引用类型的变量是“指向”某个对象
• 引用类型的变量可以是null
• 区分空（null）和空字符串（""）

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3.位运算与逻辑运算

位运算 (注意有符号|无符号问题)

无符号右移>>,有符号右移>>>  (有符号位移要保留符号位)

&、| 运算

异或运算 

总结

• &&运算和||运算是短路运算，即第一个条件符合要求第二个条件不执行
• 布尔类型计算结果仍是布尔类型
• 三元运算符b？x：y 后面的类型必须相同

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4.强制类型转换（基本类型）

向下转型

• 不需要强转，Java会自动转型提升

向上转型

• 在运算过程中，计算结果为较大型的类型需要强制转换
• 可以强转类型：变量、数值
• 强转可能丢失精度

注：自动或强制类型转换主要看是否会造成失真，if会就要强制；else就自动类型转换

整数强制转换注意事项

• 整型可以自动提升为浮点型
• 浮点数强转为整型会直接丢掉小数位——>如果浮点数特别大，强制转型会得到int的最大值
• 四舍五入的技巧（如下图）      +0.5再强转int

浮点数强转换注意事项（详见下图）

• 很多浮点数无法精确表示
• 计算有误差
• 注意类型不自动提升的情况

总结

• 整数运算永远精确
• 浮点数运算无法精确表示，运算结果可能失真
• 运算结果会自动提升
• 可以强制转型，但可能丢失精度
• 选择合适范围的类型（int、long、double等）

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5.数组

直接总结

• 数组是同一数据类型的集合
• 数组是引用类型
• 数组元素是值类型或引用类型
• 数组一旦创建大小不可变
• 可以通过索引访问数组元素
• 索引超出范围就报错

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6.面向对象

面向对象概述

•  面向对象编程：Object-Oriented Programming

• 对现实世界建立计算机模型的一种编程方法

class&instance

• class定义如何创建实例，class名字就是数据类型
• instance是根据class创建的对象实例， 可以创建多个instance，各个instance类型相同，但各自属性可能不同

方法

• 方法可以让外部代码安全的访问实例字段 
• 方法是一组执行语句
• 方法内部遇到return时返回
• void表示不返回类型，注意和返回null的区别
• 外部代码通过public方法操作实例
• 内部代码可以调用private方法

重载方法

• 重载方法应该完成相同的功能，参考Java中String中的indexOf()方法
• 重载方法主要依靠参数类型和数量区分
• 不要去交换参数顺序
• 重载方法返回值类型应该相同  

super

• super关键字表示父类（超类）
• 构造方法的第一行语句必须调用super()，若没有super()编译器会自动生成super()
• 如果父类没有默认构造方法，子类必须显示调用super()

详情见下图：

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 7.可塑性（自定义类型）

向上可塑性（向上转型）

向下可塑性（向下转型）

• 可以对实例变量进行向下转型（downcasting）
• 向下转型把抽象的类型变成一个具体的类型
• 向下转型很可能报错：ClassCastException
• instanceof操作符可以判断对象的类型
• 向下转型前可以用instanceof判断，避免异常。如下图：

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8.继承和组合 

• 继承是is关系
• 组合是has关系

如下图： Student不宜从Book继承，Student可以持有一个Book实例——低耦合

总结

• 继承是面向对象编程的一种代码复用方式 
• Java只允许单继承
• protected允许子类访问父类的字段和方法
• 子类的构造方法可以通过super()调用父类的构造方法
• 可以安全的向上转型为更加抽象的类型
• 可以强制向下转型，最好借助instanceof判断，避免报错
• 子类和父类的关系是is，has关系不能用继承

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9.覆写(Override)与多态(polymorphic) 

Override

• 子类覆写父类的方法是覆写
• 方法签名如果不同就不是Override，而是创建一个新方法
• 加上@Override可以让编译器帮助检查是否进行了正确的覆写
• @Overrdie不是必须的
• 引用变量的声明类型可能与其实际类型不符
• 实例对象的方法调用总是对应实际类型
• Java的实际方法调用是基于运行时实际类型的动态调用，详情如下图：

Object中的方法覆写

• toString：把instance输出为String
• equals ：判断两个instance是否逻辑相同
• hashCode：计算一个instance的哈希值

Super方法调用覆写

• Super方法可以调用父类被覆写的方法，如下图：

final注意事项 

• 用final修饰的方法不能被Override
• 用final修饰的类不能被继承
• 用final修饰的字段在初始化后不能被修改

Polymorphic

• 多态是指针对某个类型的方法调用，其真正执行的方法取决于运行时实际类型的方法
• 对某个类型调用某个方法，执行的方法可能是某个子类的覆写方法
• 利用多态，允许添加更多类型的子类实现功能扩展

 总结

• 子类可以覆写父类的方法（Override）
• 覆写在子类中改变了父类方法的行为
• 多态：Java的方法调用总是作用于对象的实际类型
• final修饰的方法可以阻止被覆写
• final修饰的class可以阻止被继承
• final修饰的field必须在创建对象时初始化

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9.抽象类与接口

9.1 抽象

抽象方法&抽象类

如果一个class定义了方法，但没有具体执行代码，这个方法就是抽象方法：

• 抽象方法用abstract修饰
• 抽象方法没有任何执行语句
• 因为无法执行抽象方法，因此这个类也必须声明为抽象类（abstract class）
• 无法实例化一个抽象类

问：无法实例化一个抽象类有什么用？

1. 抽象类用于被继承
2. 抽象类强迫子类实现其定义的抽象方法（否则编译错误） 
3. 抽象方法实际上相当于定义了“规范”

问：面向抽象编程的本质？ 

• 上层代码只定义规范（abstract class）
• 不需要子类就可以实现业务逻辑（正常编译）
• 具体的业务逻辑由不同的子类实现，调用者不必关心

抽象总结

• 抽象方法定义了子类必须实现的接口规范
• 定义了抽象方法的类就是抽象类
• 从抽象类继承的子类必须实现抽象方法
• 如果不实现抽象方法，则该子类仍是一个抽象类

 9.2 接口（Interface）

Interface概述

如果一个抽象类没有字段，所有方法全部是抽象方法，就可以把该抽象类改写为接口：

• 使用interface声明一个接口
• 接口定义的方法默认是public abstract（不需要写）
• 一个interface可以继承另一个interface，使用extends；相当于扩展了接口的方法

术语区分：

• Java的接口特指interface定义的接口，只定义方法签名
• 编程接口泛指接口规范，如方法签名、数据格式、网络协议等

抽象类与接口比较 

接口中定义default方法如下：

继承设计

• 合理设计interface和abstract class的继承关系
• 公共逻辑放在abstract class
• 接口层次代表抽象程度

如Java中的容器继承结构如下：

接口总结

• 接口定义了纯抽象规范
• 类可以实现多个接口
• 接口也是数据类型，使用于向上转型和向下转型
• 接口不能定义实例字段
• 接口可以定义default方法（JDK>=1.8）

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 10.静态

静态字段

• 所有实例共享一个静态字段
• 不推荐用实例变量访问静态字段
• 推荐用类名访问静态字段
• 可以把静态字段理解为描述class本身的字段（非实例字段）

相关代码如下：

静态方法

• 静态方法不能访问this变量
• 静态方法不能访问实例字段
• 静态方法可以访问静态字段
• 静态方法经常用于工具类，如：

1. Arrays.sort( )
2. Math.random( )

• 静态方法经常用于辅助方法
• Java程序的入口main()也是静态方法

总结

• 静态字段属于所有实例“共享”的字段，实际上是属于class的字段
• 调用静态方法不需要实例，因此无法访问this
• 静态方法可以访问静态字段和静态方法
• 静态方法常用工具类和辅助方法 

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11.访问权限

概述

• Java的类、接口、字段和方法都可以设置访问权限
• 访问权限是指在一个类的内部，能否引用另一个类以及访问它的字段和方法
• 访问劝降有public、protected、private、packeage四种

 package

• JVM只看完整类名，只要包名不同类就不同，包可以是多层结构，没有父子关系
• JVM加载class并执行代码时，总是使用class的完整类名，编译器编译后的class文件中全部是完整类名
• 包作用域：位于同一个包的类，可以访问没有public、private修饰的class；可以访问没有public、protected、private修饰的的字段和方法。如下图：

• 引用其他类的方法：使用完整类名；先import再使用类名；可以使用*（不推荐）

 实践注意事项

• 如果不确定是否需要public，就不声明为public，要尽可能少暴露对外方法
• 尽可能把局部变量的作用域缩小
• 尽可能延后声明局部变量

final

• final与访问权限不冲突
• 用final修饰class可以阻止被继承
• 用final修饰method可以阻止被覆写
• 用final修饰field可以阻止被重新赋值
• 用final修饰局部变量可以阻止被重新赋值 

总结 

1. Java内建的访问权限包括public、protected、private、package
2. Java在方法内部定义的变量是局部变量
3. 局部变量的作用域从变量声明开始到一个块结束
4. final修饰符不是访问权限
5. 一个java文件只能包含一个public class，但可以包含多个非public class

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11. 环境变量classpath

classpath概述

• classpath是一个环境变量
• classpath指示JVM如何搜索class
• classpath设置的搜索路径与操作系统相关

classpath的设置方法

1. 直接在系统环境中设置classpath环境变量（不推荐）
2. 在启动JVM时设置classpath变量（推荐）                                                                                                                            java -cp 设置环境变量  包名+类名  ，例如：java  -cp C:\work com.sc.Hello
3. 没有设置环境变量，也没有设置-cp参数，默认的classpath为当前目录
4. 在Eclipse中运行的Java程序，Eclipse自动传入的-cp参数是当前工程的bin目录和引入的jar

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12.jar包 

jar包概述

• jar包是zip格式的压缩文件，包含若干.class文件
• jar包相当于目录
• classpath可以包含jar文件：c:\work\bin\all.jar
• 查找类会在相应的jar文件中搜索.class文件

jar包的创建方法

• 使用JDK自带的jar命令，创建机制如下：

1. JVM运行时会自动加载JDK自带的class
2. JDK自带的class被打包在rt.jar
3. 不需要在classpath中引用rt.jar

• 使用构建工具如Maven等

jar包的功能

• jar包可以包含一个特殊的/META-INF/MANIFEST.MF文件
• MANIFEST.MF是纯文件，可以指定Main-Class和其他信息
• jar包可以包含其他jar包 

jar包打包步骤如下

（1）创建java项目

（2）创建/META-INF/MANIFEST.MF文件 ——关于MANIFEST.MF文件的内容信息详情请点击查看

（3）在工程目录下手动打包bin目录下的所有文件

（4）DOS下运行 

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                                                                         谢谢阅读        ---知飞翀