Java语言程序设计（基础篇）- 笔记（持续更新中）

7 一维数组

7.13 命令行参数

• main方法和普通方法一样。还可以从命令行传送参数。

java TestMain args0 args1 args2

• 字符串用空格分隔。如果字符串包含空格，那就必须使用双引号括住。

java TestMain "First num" alpha 53

• 示例学习：计算器

9 对象和类

9.10 向方法传递对象参数

• 给方法传递一个对象，是将对象的引用传递给方法。
• Java只有一种参数传递方式：值传递（pass-by-value）
• 当传递基本数据类型参数时，传递的是实参的值，不会改变原始的值；
• 当传递的是引用类型参数时，传递的是对象的引用，可能通过该引用改变对象的属性。
• 引用的传值在语义上最好描述为传共享(pass-by-sharing)，也就是说，在方法中引用的对象和传递的对象是一样的。

9.12 不可变对象和类

• 可以定义不可变类来产生不可变对象，不可变对象的内容不能被改变。
• String类就是不可变的
• 不可变类必须满足以下要求：
  
  • 所以数据域都是私有的
  • 没有修改器方法
  • 没有一个返回指向可变数据域的引用的访问器方法：因为通过这个引用，可以改变类的内容。

9.13 变量的作用域

• 实例变量和静态变量的作用域是整个类，无论变量是在哪里声明的。
• 类变量只能声明一次，但是在一个方法内不同的非嵌套块中，可以多次声明相同的变量名。
• 如果一个局部变量和一个类变量具有相同的名字，那么局部变量优先，而同名的类变量将被隐藏。

9.14 this引用

• 关键字this是指向调用对象本身的引用名。可以用this关键字引用对象的实例成员。
• this引用通常是省略掉的。①引用隐藏数据域以及②调用一个重载的构造方法的时候，this引用是必须的。
• ①在数据域的set方法中，经常将数据域名用作参数名。隐藏的静态变量可以简单地通过“类名.静态变量”的方式引用。隐藏的实例变量就需要使用关键字this来引用。
• ②关键字this可以用于调用同一个类的另一个构造方法。
  
  • 注意： Java要求在构造方法中，语句this(参数列表)应在任何其他执行语句之前出现。
  • 提示：如果一个类有多个构造方法，最好尽可能使用this(参数列表)实现它们。通常，无参数或参数少的构造方法可以用this(参数列表)调用参数多的构造方法。–简化代码，易于阅读维护。

10 面向对象思考

10.7 将基本数据类型值作为对象

• Java为基本类型提供了Boolean、Character、Double、Float、Byte、Short、Integer和Long包装类
• 将对象转换为基本类型：*Value()方法
• 既可以用基本类型值也可以用表示数值的字符串来构造包装类: new Double(5.0) 或 new Double(“5.0”)
• 包装类没有无参构造方法；所有包装类的实例都是不可变的。
• 每一个数值包装类都有常量MAX_VALUE和MIN_VALUE（对应的基本数据类型的最大和最小值，对Float、Double而言MIN_VALUE表示float型和double型的最小正值）
• compareTo()用于比较两个数值，大于返回1
• 静态方法valueOf(String s): 该方法返回一个新对象，并将它初始化为指定字符串表示的值。

Double doubleObject = Double.valueOf("12.4");

• Integer.parseInt(String s): 将字符串转换为一个int值；parseDouble()同。
• Integer.parseInt(String s, int radix): 将字符串转换为正确的以10或指定值为基数的数值。每个数值包装类都有两个重载方法。
• 可以使用format方法将一个十进制数装换为十六进制数：

String.format("%x", 26); // returns 1A

10.8 基本类型和包装类型之间的自动转换

• 基本类型值->包装类对象：装箱boxing；相反：开箱unboxing
• 自动装箱和自动开箱

10.9 BigInterger和BigDecimal类(java.math)

• 可以用于表示任意大小和精度的整数或者十进制数。
• 创建实例：new BigInteger(String) 和 new BigDecimal(String)
• add、subtract、multiple、divide、remainder方法用于运算，compareTo方法比较
• 对BigDecimal对象的精度没有限制。如果divide结果不能终止，会抛出ArithmeticException异常。使用重载divide(BigDecimal d, int scale, int roundingMode)指定尺度（小数点后最小的整数位数）和舍入方式（如BigDecimal.ROUND_UP）。
• BigInteger.ONE = new BigInteger("1")

10.10 String类

• 字符串是对象。
  
  • charAt(index)
  • length()
  • substring()
  • indexOf
  • lastIndexOf
• String类有13个构造方法以及40多个处理字符串的方法。

10.10.1 构造字符串

• 字符串直接量创建: new String("Good");
• 用字符数组创建一个字符串：

char[] charArray = {'G', 'o', 'o', 'd'};
String message = new String(charArray);

10.10.2 不可变字符串与限定字符串

• 限定的字符串：对具有相同字符序列的字符串直接量使用同一个实例

"hello"== "hello" //true 
"hello" == new String("hello") //false
new String("hello") == new String("hello") //false
"hello".equals(new String("hello")) //true

10.10.3 字符串的替换和分隔

+replace(oldChar: char, newChar: char): String
+replaceFirst(oldString: String, newString: String): String
+replaceAll(oldString: String, newString: String): String
+split(delimiter: String): String[]

10.10.4 依照模式匹配、替换和分隔

• regex:
  
  • ”.*”
  • “\d” “\d{3}”
  • “[$+&]”
  • “[,.;:?]”
• matches方法
• replace方法
• split方法

10.10.5 字符串和数组之间的转换

• 字符串转数组
  
  • toCharArray方法
  • getChars(int srcBegin, int srcEnd, char[] dst, int dstBegin)，将下标从srcBegin到srcEnd-1的子串复制到字符数组dst中下标从dstBegin开始的位置。
• 字符数组转字符串：
  
  • 构造方法 String(char[])
  • String.valueOf(char[])

10.10.6 将字符和数值转换为字符串

• Double.parseDouble(str)等将字符串转换为数值；
• 字符串的连接操作将字符或数字转换为字符串
• 用String.valueOf()重载方法，将字符或数字转换为字符串

10.10.7 格式化字符串

• 静态format方法： 创建一个格式化的字符串
  String.format(format, item1, item2, item3,...)
• printf方法用于显示一个格式化的字符串

10.11 StringBuilder和StringBuffer类

• 可以给一个StringBuilder或StringBuffer中添加、插入或追加新的内容；
• StringBuffer修改缓冲区的方法是同步的；如果是多任务并发访问，就使用StringBuffer；单任务访问就用StringBuilder。
• 四个构造方法
  +StringBuilder()
+StringBuilder(capacity: int)
+StringBuilder(char[])
+StringBuilder(s: String)

10.11.1 修改StringBuilder中的字符串

• 追加append：字符数组、字符数组的子数组（offset，len）、基础类型、字符串
• 插入insert：给出偏移offset（不是index），用光标思维
• 删除delete（startIndex，endIndex）、deleteCharAt
• 替换replace（startIndex，endIndex，String）
• 倒置reverse
• 设置新字符setCharAt（index，char）

10.11.2 toString、capacity、length、setLength、charAt、substring、trimToSize

• 字符串长度总是小于或等于构建器的容量；如果有更多的字符添加到字符串构建器，超出构建器容量就用新的数组替换现有数组。新数组的大小为2*（之前数组长度 + 1）
• 如果容量过大将会浪费内存空间，可以使用trimToSize()将容量降到实际大小。

12 异常处理

12.1 引言

• 在程序运行过程中，如果JVM检测出一个不可能执行的操作，就会出现运行时错误（runtime error）
• 在java中，运行时错误会被作为异常抛出，异常就是一种对象，表示阻止正常进行程序执行的错误或者情况。

12.2 异常处理概述

• 异常是由方法抛出的，方法的调用者可以捕获以及处理该异常。

throw new ArithmeticException("Divisor cannot be zero");

• 上面的语句抛出一个异常，异常是由异常类创建的对象。这种情况下，异常类是java.lang.ArithmeticException，构造方法是ArithmeticException(str)，str是描述异常的信息。
• 当异常被抛出时，正常的执行流程被中断。
• try块包含了正常情况下执行的代码，异常被catch块所捕获，catch块的代码执行以处理异常。之后，catch块之后的语句被执行。
• throw语句类似于方法的调用，不同于调用方法的是，它调用的是catch块。从某种意义上讲，catch块就像带参数的方法定义，这些参数匹配抛出的值的类型。但是，它不像方法，在执行完catch块后，程序控制不返回到throw语句；而是执行catch语句块后的下一条语句。
• 一个异常可能是通过try块中的throw语句直接抛出，或者调用一个可能会抛出异常的方法而抛出。
• 异常处理的优点：由调用者处理异常，而不是被调用的方法。被调用的方法通常不知道在出错的情况下该做什么，这是库方法的一般情况。库方法可以检测出错误，但是只有调用者才知道出现错误时需要做什么。

12.3 异常类型

• Throwable类是所有异常类的根类；所有的java异常类都直接或者间接地继承自Throwable。可以通过继承Exception或者Exception的子类来创建自己的异常类。
• 异常类可以分为三种类型：系统错误、异常和运行时异常
  
  • 系统错误System error：由java虚拟机抛出的，用error类表示，描述的是内部系统错误。
  • 异常exception：用Exception类表示。描述的是由程序和外部环境所引起的错误，能被程序捕获和处理。
  • 运行时错误runtime exception：用RuntimeException类表示，描述的是程序的设计错误。
• RuntimeException、Error以及它们的子类都成为免检异常（unchecked exception）；所有其他异常都称为必检异常（checked exception）。参考Unchecked Exceptions — The Controversy

12.4 关于异常处理的更多知识

• 声明异常、抛出异常、捕获异常

12.4.1 声明异常

• 每个方法都必须声明它可能抛出的必检异常的类型，这叫声明异常。因为任何代码都可能发生系统错误和运行时错误，因此java不要求在方法中显式声明Error和RuntimeException。
• 声明异常：使用throws关键字

public void myMethod() throws IOException

• 可能抛出多个异常

public void myMethod()
    throws Exception1, Exception2, ..., ExceptionN

• 如果方法没有在父类中声明异常，那么就不能在子类中对其进行继承来声明异常。

12.4.2 抛出异常

• 检测到错误的程序可以创建一个合适的异常类型的实例并抛出它。

throw new IllegalArgumentException("Wrong Argument");

• java API中的每个异常类至少有两个构造方法：无参和带描述信息的String参数，可以用getMessage()获取。

12.4.3 捕获异常

try{
    statements; // 可能会抛出异常的语句
} catch (Exception exVar1) {
    handler for exception1;
} catch (Exception exVar2) {
    handler for exception2;
} catch (Exception exVar3) {
    handler for exception3;
}

• 如果在执行try块的过程中没有出现异常，则跳过catch子句，不会产生多余开销
• 如果try块中的某条语句抛出一个异常，java就会跳过try块中剩余的语句，然后查找处理这个异常的代码（异常处理器exception handler）：从当前的方法开始，沿着方法调用链，按照异常的反向传播方向找到这个处理器。
  
  • 如果在调用的方法链中找不到处理器，程序就会终止并且在控制台上打印出错信息。
  • 如果一个catch块可以捕获一个父类的异常对象，它就能捕获那个父类的所有子类的异常对象。
  • 如果父类的catch块出现在子类的catch块之前，就会导致编译错误
  • java强迫程序员处理必检异常。
  • 对于使用同样的处理代码处理多个异常的情况，可以使用新的JDK7的多捕获特征（multi-catch feature）简化异常的代码编写。

    catch (Exception1 | Exception2 | ... | ExceptionK ex) {
        // 处理多个异常情况的同样的处理代码
    }

12.4.4 从异常中获取信息

• java.lang.Throwable类的实例方法获取有关异常的信息
  +getMessage(): String
  +toString(): String
  +printStackTrace(): void
  +getStackTrace(): StackTraceElement[]

12.4.5 实例学习：声明、抛出和捕获异常

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12.5 finally子句

• 无论异常是否产生，finally子句总是会被执行的。
• 三种情况：1）无异常；2）有异常有捕获；3）有异常无捕获
• 即使在到达finally块之前有一个return语句，finally块还是会执行
• 使用finally子句时可以省略掉catch块

12.6 何时使用异常