（java学习笔记）JavaSE基础

Java技术体系平台

JavaSE ：标准版 面向桌面型应用（Windows下的应用程序）的Java平台。提供完整的Java核心API，也叫J2SE.
JavaEE：企业版 开发企业环境下的应用程序。该技术体系中包含的技术 Servlet Jsp。主要针对Web应用程序开发。也叫J2EE.
JavaME：小型版 支持Java程序运行在移动终端（手机、PDA：掌上电脑 条码扫描器、RFID读写器、POS机等
智能手机、平板电脑、手持的游戏机等）的平台，对Java API有所精简，并加入了针对移动终端的支持。也叫J2ME. Java Card
支持一些Java 小程序（Applets）运行在小内存设备（智能卡）上的平台。

一、Java语言特点

1、面向对象

两个基本概念：类和对象。
三大特性：封装，继承，多态。

2、健壮性 完善性

在吸收了c/c++ 语言的优点。去除了影响健壮性的因素（指针、内存的申请和释放）。

3、跨平台 JVM

通过Java语言编写的应用程序在不同的系统平台上都可以运行。
Java应用程序 Java虚拟机 JVM 操作系统。

1、Java 两种核心机制

1.JVM （java虚拟机）
2.GC 垃圾回收机制
java 对不在使用的内存空间回收。垃圾回收在Java程序运行过程中开了个系统级线程自动检测进行（优点：自动 不会出现忘记回收，缺点：回收不及时）。
c/c++ 的垃圾回收 由程序员手动编写代码回收。（优点：能够在内存不使用时快速回收，准确高效。缺点：容易失误，出现bug）
宁可回收不及时 一定要回收。

2、JDK配置 设置环境变量

path ：Windows系统执行命令时要搜寻的路径
1.打开我的电脑–属性–高级–环境变量
2.新建系统变量JAVA_HOME 和CLASSPATH
变量名：JAVA_HOME
变量值：D:\JAVAJDK\Java\jdk1.8.0_231（本人的安装目录）
变量名：CLASSPATH
变量值：.
;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;

3.选择“系统变量”中变量名为“Path”的环境变量，双击该变量，把JDK安装路径中bin目录的绝对路径，添加到Path变量的值中，并使用半角的分号和已有的路径进行分隔。
变量名：Path
变量值：%JAVA_HOME%\bin;%JAVA_HOME%\jre\bin;

3、JDK

Java开发工具包 1.包含了Java的开发工具，2.包括JRE。
其中的开发工具：编译工具(javac.exe) 打包工具(jar.exe)等。
安装了JDK 也就不用单独安装JRE。

4、JRE

Java运行环境 包括Java虚拟机(JVM ）和Java程序所需的核心类库（API）等。
如果想要运行一个开发好的Java程序，计算机中只需要安装JRE即可。
简单而言，使用JDK的开发工具完成的java程序，交给JRE去运行。
.java文件（源文件） ----javac.exe---- 编译----.class文件（ 字节码文件）----java.exe----执行----JVM

5、java基本规范

1.将 Java 代码编写到扩展名为 .java 的文件中。
通过 javac 命令对该 java 文件进行编译（通过DOS）。
通过 java 命令对生成的 class 文件进行运行
2.在一个java源文件可以声明多个class，但是只能最多有一个类声明为public ，而且要求声明为public的类的类名必须与源文件名一致
Java源文件以“java”为扩展名。源文件的基本组成部分是类（class）。
3.Java应用程序的执行入口是main()方法。它有固定的书写格式：public static void main(String[] args) {…}
//arg:arguments 参数
4.输出语句
System.out.println(); 先输出数据，后换行
System.out.print(); 只输出数据
5.Java语言严格区分大小写。
Java方法由一条条语句构成，每个语句以“;”结束。
括号都是成对出现的，缺一不可。

6、Java中的注释类型：

Ø单行注释 //注释文字
Ø多行注释 /注释文字 / 不可以嵌套使用
对于单行和多行注释，被注释的文字，不会被JVM（java虚拟机）解释执行。
Ø文档注释（java特有）
注释内容可以被JDK提供的工具javadoc所解析，生成一套以网页文件形式体现的该程序的说明文档。
javadoc -d 自己起一个名字 -author -version -param HelloWorld
/
@author 指定java程序的作者
@version 指定源文件的版本
@param 方法的参数说明信息
*/

7、Java API ：Java提供的基本编程接口 （类库）

​ Java语言提供了大量的基础类，因此Oracle 也为这些基础类提供了相应的API文档，
​ 用于告诉开发者如何使用这些类，以及这些类里包含的方法。

二、JAVA基本语法

1、java关键字中所有字母 均为小写。

2、Java保留字：

现有Java版本尚未使用，但以后版本可能会作为关键字使用。
自己命名标记符时要避免使用这些保留字
byValue、cast、future、 generic、 inner、 operator、 outer、 rest、 var 、 goto 、const

3、java标识符：

ØJava 对各种变量、方法和类等要素命名时使用的字符序列称为标识符
Ø凡是自己可以起名字的地方都叫标识符。

3.1、定义合法标识符规则：

Ø由26个英文字母大小写，0-9 ，_或 $ 组成
Ø数字不可以开头。
Ø不可以使用关键字和保留字，但能包含关键字和保留字。
ØJava中严格区分大小写，长度无限制。
Ø标识符不能包含空格。
注意：在起名字时，为了提高阅读性，要尽量有意义，“见名知意”。

3.2、Java中的名称命名规范：

Ø包名：多单词组成时所有字母都小写：xxxyyyzzz
Ø类名、接口名：多单词组成时，所有单词的首字母大写：XxxYyyZzz
Ø变量名、方法名：多单词组成时，第一个单词首字母小写，第二个单词开始每个单词首字母大写：xxxYyyZzz
Ø常量名：所有字母都大写。多单词时每个单词用下划线连接：XXX_YYY_ZZZ

4、数据类型

4.1、整型

java的整型常量默认为 int 型，声明long型常量须后加‘l’或‘L’

4.2、浮点型

Java 的浮点型常量默认为double型，声明float型常量，须后加‘f’或‘F’。
浮点型常量有两种表示形式：
十进制数形式：如：5.12 512.0f .512 (必须有小数点）
科学计数法形式:如：5.12e2 512E2 100E-2

4.3、字符型(char)

字符型常量的三种表现形式：
字符常量是用单引号‘ ’括起来的单个字符，涵盖世界上所有书面语的字符。例如：char c1 = ‘a’; char c2 = ‘中’; char c3 = ‘9’;
Java中还允许使用转义字符‘\’来将其后的字符转变为特殊字符型常量。例如：char c3 = ‘\n’; // '\n’表示换行符
直接使用 Unicode 值来表示字符型常量：‘\uXXXX’。其中，XXXX代表一个十六进制整数。如：\u000a 表示 \n。
char类型是可以进行运算的。因为它都对应有Unicode码。

4.4、布尔类型（boolean）

boolean 类型适于逻辑运算，一般用于程序流程控制：
if条件控制语句；
while循环控制语句；
do-while循环控制语句；

for循环控制语句；
boolean类型数据只允许取值true和false，无null。
不可以0或非 0 的整数替代false和true，这点和C语言不同。

4.5、引用数据类型

字符串： String类(不是基本数据类型，属于引用数据类型)
值null可以赋值给任何引用类型（类、接口、数组）的变量，用以表示这个引用类型变量中保存的地址为空。

String类是一个典型的不可变类，String对象创建出来就不可能被改变。
创建出的字符串将存放在数据区，保证每个字符串常量只有一个，不会产生多个副本。中数据类型变量做运算
String可以和8种数据类型做运算，其运算只能是连接运算：+，运算结果还是String型

5、基本数据类型转换

5.1、自动类型提升

容量小的类型变量自动转换为容量大数据变量。按容量大小（表示数的范围，不是字节数的多少）排序为：

\图片\自动类型提升.png)]

有多种类型的数据混合运算时，系统首先自动将所转换成容量最大那种数据类型，然后再进行计算。
byte,short,char 之间不会相互转换，他们三者在计算时首先为 int 类型 。
boolean 类型不能与其它数据运算。
当把任何基本数据类型的值和字符串 (String) 进行连接运算时 (+) ，基本数据类型的值将自动转化为字符串 (String) 类型 。

5.2、强制类型转换

自动类型转换的逆过程 ，将容量大的数据类型转换为容量小的数据类型。使用时要加上强制转换符 ：() ，但可能造成精度降低或溢出 ,格外要注意 。
通常 ，字符串不能直接转换为基本类型 ，但通过基本类型对应的包装类则可以实现把字符串转换成基本类型 。
Ø如： String a = “97”; int i = Integer.parseInt (a);
Øboolean 类型不可以转换为其它的数据类型。

6、变量

按声明位置分类
在方法体外，类内声明的变量称为 成员变量 。
在方法体内部声明的变量称为 局部变量 。

两者在初始化值方面的异同：
异：局部变量除形参外，需显示初始化
同：都有生命周期

7、运算符

• 算术运算符
  

取模运算的结果正负号与被模数有关
自增运算不会改变本来的数据类型

• 赋值运算符

符号： =
Ø当“=”两侧数据类型不一致时， 可以使用自动类型转换或使用强制类型转换原则进行处理 。
Ø支持连续赋值 。
扩展赋值运算符： +=, -=, *=, /=, %=

• 比较运算符
  

比较运算符的结果都是 boolea型，也就是要么true，要么是 false 。

• 逻辑运算符

&—逻辑与 | —逻辑或 ！—逻辑非
&& —短路与 || —短路或 ^ —逻辑异或

逻辑运算符用于连接布尔型表达式，在 Java中不可以写成 33 & x<6。
& 与 && 的结果相同

• &和&&的区别

单&时，左边无论真假，右边都参与运算
双&时，左边为真，右边参与运算。左边为假，右边不参与运算

|和||的区别 与上同理

位运算符

位运算符直接对整数（整型）的二进制进行运算
<< : 在一定范围（ int 32位）内，每向左移一位，相当于 * 2

: 右移 （如果最高位为1 复数 拿1补，如果最高位为0 正数 拿0补）

三元运算符
格式： （条件表达式）？表达式一：表达式二； //必须返回一个结果（表达式）
条件表达式的结果为Boolean型
凡是可以使用三元运算符的地方都可以改写为if else 语句，反之不成立

运算符优先级

8、程序流程控制

8.1、顺序结构

8.2、分支结构

8.21、if else 结构（条件判断结构）

条件表达式必须是布尔表达式（关系表达式或逻辑表达式）、布尔变量。
语句块只有一条执行语句时，一对{}可以省略，但建议保留。
if-else语句结构，根据需要可以嵌套使用。
当if-else结构是“多选一”时，最后的else是可选的，根据需要可以省略。
当多个条件是“互斥”关系时，条件判断语句及执行语句间顺序无所谓。
当多个条件是“包含”关系时，“小上大下/子上父下”。

8.22、switch case 结构

switch(表达式)中表达式的值必须是下述几种类型之一：byte，short，char，int，枚举(jdk 5.0)，String (jdk 7.0)；
case子句中的值必须是常量，不能是变量名或不确定的表达式值；

同一个switch语句，所有case子句中的常量值互不相同；
break语句用来在执行完一个case分支后使程序跳出switch语句块；如果没有break，程序会顺序执行到switch结尾
default子句是可任选的。同时，位置也是灵活的。当没有匹配的case时，执行default

8.23、switch和if语句的对比

​ 如果判断的具体数值不多，而且符合byte、short 、char、int、String、枚举等几种类型。虽然两个语句都可以使用，建议使用swtich语句。因为效率稍高。
​ 其他情况：对区间判断，对结果为boolean类型判断，使用if，if的使用范围更广。也就是说，凡是能使用switch-case的，都可以改写为if-else。反之不成立。

8.3、循环结构

8.31、for 循环

②循环条件部分为boolean类型表达式，当值为false时，退出循环
①初始化部分可以声明多个变量，但必须是同一个类型，用逗号分隔
④可以有多个变量更新，用逗号分隔。

​

8.32、while 循环

语法格式：
①初始化部分;
while(②循环条件部分)｛
③循环体部分;
④迭代部分;
}
注意不要忘记声明④迭代部分。否则，循环将不能结束，变成死循环。
for循环和while循环可以相互转化。

8.33、do-while 循环

语法格式
①初始化部分;
do{
③循环体部分;
④迭代部分;
}while(②循环条件部分);
注：do-while循环至少执行一次循环体。

最简单“无限” 循环格式：while(true) , for(;，用break 结束循环。

8.4、特殊流程控制语句

8.41、break

结束当前循环 用于switch-case分支结构和循环结构中
用于终止某个语句块的执行

8.42、continue

结束当次循环 只用于循环结构中
用于跳过其所在循环语句块的一次执行，继续下一次循环

两者相同点
①两者关键字的后面不能直接加执行语句的。
②出现在多层嵌套的语句块中时，可以通过标签指明要终止的是哪一层语句块

8.43、return

结束当前方法 （循环也在方法中）
与break和continue不同的是，return直接结束整个方法，不管这个return处于多少层循环之内。

三 、数组 Array

数组本身是引用数据类型，而数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本数据类型和引用数据类型。
创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间，而数组名中引用的是这块连续空间的首地址。
数组的长度一旦确定，就不能修改。
数组元素是有序的。

分类：基本数据类型元素的数组
引用数据类型元素的数组（对象数组）

1、一维数组

1.1、 声明和初始化

1.2、数组元素的引用

①定义并用运算符new为之分配空间后，才可以引用数组中的每个元素。
②数组元素的引用方式：数组名[数组元素下标]
③数组元素下标可以是整型常量或整型表达式。如a[3] , b[i] , c[6*i];
数组元素下标从0开始；
④长度为n的数组合法下标取值范围: 0 —>n-1；如int a[]=new int[3]; 可引用的数组元素为a[0]、a[1]、a[2]

1.3、数组元素的默认初始化值

数组是引用类型，它的元素相当于类的成员变量，因此数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照成员变量同样的方式被隐式初始化。
对于基本数据类型而言，默认初始化值各有不同
对于引用数据类型而言，默认初始化值为null(注意与0不同！)

2、二维数组

2.1、声明和初始化

3、其他

3.1、数组中涉及的常见算法

数组元素的赋值(杨辉三角、回形数等)

求数值型数组中元素的最大值、最小值、平均数、总和等

数组的复制、反转、查找(线性查找、二分法查找)

数组元素的排序算法

衡量排序算法的优劣：
1.时间复杂度：分析关键字的比较次数和记录的移动次数
2.空间复杂度：分析排序算法中需要多少辅助内存
3.稳定性：若两个记录A和B的关键字值相等，但排序后A、B的先后次序保持不变，则称这种排序算法是稳定的。

3.2、排序算法分类：内部排序和外部排序。

​ 内部排序：整个排序过程不需要借助于外部存储器（如磁盘等），所有排序操作都在内存中完成。
​ 外部排序：参与排序的数据非常多，数据量非常大，计算机无法把整个排序过程放在内存中完成，必须借助于外部存储器（如磁盘）。外部排序最常见的是多路归并排序。可以认为外部排序是由多次内部排序组成。

3.3、Arrays工具类的使用

​ java.util.Arrays类即为操作数组的工具类

3.4、数组使用中的常见异常

注：本文章是根据哔哩哔哩公开课 Java -Java 学习- Java 基础到高级-宋红康-零基础自学Java-尚硅谷 整理所得
大爱康师傅！！