Java基础编程及思维导图

感谢尚硅谷宋红康老师

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如果正在学习java小伙伴，推荐学习B站尚硅谷宋红康老师视频！（绝对没有推销，因为自己也不认识宋老师！只看过视频！）

java学习导图

提示：基础程序设计与面向对象编程属于Java基础编程，而应用程序开发与java新特性属于java高级编程。

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一、java基本语法

1.关键字与标识符

关键字
	定义:被Java语言赋予了特殊含义，用做专门用途的字符串（单词）
	特点:所有字母都是小写
	举例：int、float、double.....
保留字
	定义:先阶段Java版本未使用，但以后版本可能会当关键字使用
	现有保留字:goto、const
标识符
	定义:凡是自己起的名字都叫标识符
	涉及结构:包名、类名、接口名、变量名、属性名、常量名
	系统命名规则
		由26个英文字母大小写、0-9、_与$组成
		数字不可以开头
		不能与关键字与保留字同名、但可以包含关键字与保留字
		严格区分大小写
		不能有空格
	命名规范
		包名:多单词组成时，所有字母都小写 xxxyyy
		类名、接口名:多单词组成时，所有首字母都大写  XxxYyy
		变量名、方法名:多单词组成时，第一个单词首字母小写,其它单词首字母都大写 xxxYyyZzz
		常量:所有字母都大写，多单词组成时，加_连接 XXX_YYY

2.变量分类

变量分类
数据类型分类
	基本数据类型
		数值型
			整数型
				byte:一个字节 -128-127
				short :两个字节
				int:四字节(默认int型)
				long:八字节(末尾加L)
			浮点数
				float：四字节(末尾加F)
				double：八字节(默认double型)
		字符型:char
		布尔型:boolean
	引用数据类型
		类
		接口
		数组
所处位置分类
	成员变量
		实例变量(非static修饰)
		类变量(static修饰)
	局部变量
		形参
		方法局部变量
		代码块局部变量

定义变量格式
变量类型 变量名 = 变量值；
变量类型 变量名；变量名 = 变量值；

变量使用注意点

① 变量必须先声明，后使用
② 变量都定义在其作用域内。在作用域内，它是有效的。换句话说，出了作用域，就失效了
③ 同一个作用域内，不可以声明两个同名的变量

基本数据变量运算规则

1. 自动类型转换：

   结论：当容量小的数据类型的变量与容量大的数据类型的变量做运算时，结果自动提升为容量大的数据类型。

   byte 、char 、short --> int --> long --> float --> double

   特别的：当byte、char、short三种类型的变量做运算时，结果为int型

说明：此时的容量大小指的是，表示数的范围的大和小。比如：float容量要大于long的容量

2. 强制类型转换：

1.需要使用强转符：()
2.注意点：强制类型转换，可能导致精度损失。

3.运算符

算术运算符： + - + - * / % (前)++ (后)++ (前)-- (后)-- +
特别说明：
1.(前)++ :先自增1，后运算
(后)++ :先运算，后自增1
2.(前)-- :先自减1，后运算
(后)-- :先运算，后自减1
3.连接符：+：只能使用在String与其他数据类型变量之间使用。

赋值运算符：= += -= *= /= %=
特别说明：
1.运算的结果不会改变变量本身的数据类型
2.
开发中，如果希望变量实现+1的操作，有几种方法？(前提：int num = 10;)
//方式一：num = num + 1;
//方式二：num += 1;
//方式三：num++; (推荐)

比较运算符： == != > < >= <= instanceof
特别说明：
1.比较运算符的结果是boolean类型
2.> < >= <= :只能使用在数值类型的数据之间。
3. == 和 !=: 不仅可以使用在数值类型数据之间，还可以使用在其他引用类型变量之间。

逻辑运算符：& && | || ! ^
特别说明的：
1.逻辑运算符操作的都是boolean类型的变量。而且结果也是boolean类型

2.区分& 与 &&
相同点1：& 与 && 的运算结果相同
相同点2：当符号左边是true时，二者都会执行符号右边的运算
不同点：当符号左边是false时，&继续执行符号右边的运算。&&不再执行符号右边的运算。
开发中，推荐使用&&

3.区分：| 与 ||
相同点1：| 与 || 的运算结果相同
相同点2：当符号左边是false时，二者都会执行符号右边的运算
不同点3：当符号左边是true时，|继续执行符号右边的运算，而||不再执行符号右边的运算
开发中，推荐使用||

位运算符：<< >> >>> & | ^ ~

特别说明：

1. 位运算符操作的都是整型的数据
2. << ：在一定范围内，每向左移1位，相当于 * 2
   >>: 在一定范围内，每向右移1位，相当于/2

三元运算符：(条件表达式)? 表达式1 : 表达式2
特别说明

1. 说明
   ① 条件表达式的结果为boolean类型
   ② 根据条件表达式真或假，决定执行表达式1，还是表达式2.
   如果表达式为true，则执行表达式1。
   如果表达式为false，则执行表达式2。
   ③ 表达式1 和表达式2要求是一致的。
   ④ 三元运算符可以嵌套使用

2. 凡是可以使用三元运算符的地方，都可以改写为if-else
   反之，不成立。

3. 如果程序既可以使用三元运算符，又可以使用if-else结构，那么优先选择三元运算符。原因：简洁、执行效率高。

4.流程控制

分支结构：
1.if-else条件判断结构

结构一：
if (条件表达式) {
执行表达式
}

结构二：二选一
if (条件表达式) {
执行表达式1
}else{
执行表达式2
}

结构三：n选一
if (条件表达式) {
执行表达式1
}else if (条件表达式) {
执行表达式2
}else if (条件表达式) {
执行表达式3
}
…
else{
执行表达式n
}

2.switch-case选择结构

switch (表达式) {
case 常量1:
执行语句1;
break;
case 常量2:
执行语句2;
break;
…
default:
执行语句n;
break;
}

循环结构：

1.循环结构的四要素

① 初始化条件
② 循环条件 —>是boolean类型
③ 循环体
④ 迭代条件
说明：通常情况下，循环结束都是因为②中循环条件返回false了。

2.三种循环结构：

2.1 for循环结构

for(①;②;④){
③
}
执行过程：① - ② - ③ - ④ - ② - ③ - ④ - … - ②

2.2 while循环结构

①
while(②){
③;
④;
}
执行过程：① - ② - ③ - ④ - ② - ③ - ④ - … - ②
说明：
写while循环千万小心不要丢了迭代条件。一旦丢了，就可能导致死循环！

for和while循环总结：

1. 开发中，基本上我们都会从for、while中进行选择，实现循环结构。
2. for循环和while循环是可以相互转换的！
   区别：for循环和while循环的初始化条件部分的作用范围不同
3. 我们写程序，要避免出现死循环。

2.3 do-while循环结构

①
do{
③;
④;
}while(②);
执行过程：① - ③ - ④ - ② - ③ - ④ - … - ②

说明：
1.do-while循环至少会执行一次循环体！
2.开发中，使用for和while更多一些。较少使用do-while

二、数组

1.数组概述

1.数组理解： 数组(Array)，是多个相同类型数据一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名，并通过编号的方式对这些数据进行统一管理。

2.数组相关的概念：

数组名
元素
角标、下标、索引
数组的长度：元素的个数

3.数组的特点：

1. 数组是序排列的
2. 数组属于引用数据类型的变量。数组的元素，既可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型
3. 创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间
4. 数组的长度一旦确定，就不能修改。

4. 数组的分类：
① 照维数：一维数组、二维数组、。。。
② 照数组元素的类型：基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组

2.一维数组

1.一维数组的声明与初始化

	int[] ids;//声明
	//1.1 静态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作同时进行
	ids = new int[]{1001,1002,1003,1004};
	//1.2动态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作分开进行
	String[] names = new String[5];

    int[] arr4 = {1,2,3,4,5};//类型推断

错误的方式：
// int[] arr1 = new int[];
// int[5] arr2 = new int[5];
// int[] arr3 = new int[3]{1,2,3};

2.一维数组元素的引用：通过角标的方式调用。
数组的角标（或索引从0开始的，到数组的长度-1结束）

3.数组的属性：length
System.out.println(names.length);//5
System.out.println(ids.length);

说明：
数组一旦初始化，其长度就是确定的。arr.length
数组长度一旦确定，就不可修改。

4.一维数组的遍历
for(int i = 0;i < names.length;i++){
System.out.println(names[i]);
}

5.一维数组元素的默认初始化值
> 数组元素是整型：0
> 数组元素是浮点型：0.0
> 数组元素是char型：0或’\u0000’，而非’0’
> 数组元素是boolean型：false
> 数组元素是引用数据类型：null

3.二维数组

1.如何理解二维数组？
数组属于引用数据类型
数组的元素也可以是引用数据类型
一个一维数组A的元素如果还是一个一维数组类型的，则，此数组A称为二维数组。

2.二维数组的声明与初始化

int[] arr = new int[]{1,2,3};//一维数组
	//静态初始化
	int[][] arr1 = new int[][]{
    {1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
	//动态初始化1
	String[][] arr2 = new String[3][2];
	//动态初始化2
	String[][] arr3 = new String[3][];
//也是正确的写法：
	int[] arr4[] = new int[][]{
    {1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}};
	int[] arr5[] = {
    {1,2,3},{4,5},{6,7,8}};//类型推断

错误的方式：
// String[][] arr4 = new String[][4];
// String[4][3] arr5 = new String[][];
// int[][] arr6 = new int[4][3]{ {1,2,3},{4,5},{6,7,8}};

3.如何调用二维数组元素:
System.out.println(arr1[0][1]);//2
System.out.println(arr2[1][1]);//null

	arr3[1] = new String[4];
	System.out.println(arr3[1][0]);
System.out.println(arr3[0]);//

4.遍历二维数组元素

for(int i = 0; i < arr.length;i++)
for(int j = 0;j < arr[i].length;j++){
     
System.out.print(arr[i][j] + " ")
}

4.数组常见算法

1.数组的创建与元素赋值：
杨辉三角（二维数组）、回形数（二维数组）、6个数，1-30之间随机生成且不重复。

2.针对于数值型的数组：
最大值、最小值、总和、平均数等

3.数组的赋值与复制
int[] array1,array2;
array1 = new int[]{1,2,3,4};
3.1 赋值：

array2 = array1;
如何理解：将array1保存的数组的地址值赋给了array2，使得array1和array2共同指向堆空间中的同一个数组实体。

3.2 复制：

array2 = new int[array1.length];
for(int i = 0;i < array2.length;i++){
array2[i] = array1[i];
}
如何理解：我们通过new的方式，给array2在堆空间中新开辟了数组的空间。将array1数组中的元素值一个一个的赋值到array2数组中。

5.Arrays工具类使用

1.理解：
① 定义在java.util包下。
② Arrays:提供了很多操作数组的方法。

2.使用：

//1.boolean equals(int[] a,int[] b):判断两个数组是否相等。
		int[] arr1 = new int[]{
     1,2,3,4};
		int[] arr2 = new int[]{
     1,3,2,4};
		boolean isEquals = Arrays.equals(arr1, arr2);
		System.out.println(isEquals);
		
		//2.String toString(int[] a):输出数组信息。
		System.out.println(Arrays.toString(arr1));
		
			
		//3.void fill(int[] a,int val):将指定值填充到数组之中。
		Arrays.fill(arr1,10);
		System.out.println(Arrays.toString(arr1));
		

		//4.void sort(int[] a):对数组进行排序。
		Arrays.sort(arr2);
		System.out.println(Arrays.toString(arr2));
		
		//5.int binarySearch(int[] a,int key)
		int[] arr3 = new int[]{
     -98,-34,2,34,54,66,79,105,210,333};
		int index = Arrays.binarySearch(arr3, 210);
		if(index >= 0){
     
			System.out.println(index);
		}else{
     
			System.out.println("未找到");
		}

三、面向对象

java类及其类成员

1.类的设计中，两个重要结构之一：属性

对比：属性 vs 局部变量

1.相同点：
1.1 定义变量的格式：数据类型 变量名 = 变量值
1.2 先声明，后使用
1.3 变量都其对应的作用域

2.不同点：

2.1 在类中声明的位置的不同
属性：直接定义在类的一对{}内
局部变量：声明在方法内、方法形参、代码块内、构造器形参、构造器内部的变量

2.2 关于权限修饰符的不同
属性：可以在声明属性时，指明其权限，使用权限修饰符。
常用的权限修饰符：private、public、缺省、protected —>封装性
目前，大家声明属性时，都使用缺省就可以了。
局部变量：不可以使用权限修饰符。

2.3 默认初始化值的情况：
属性：类的属性，根据其类型，都默认初始化值。
整型（byte、short、int、long：0）
浮点型（float、double：0.0）
字符型（char：0 （或’\u0000’））
布尔型（boolean：false）

		引用数据类型（类、数组、接口：null）

	局部变量：没默认初始化值。
	意味着，我们在调用局部变量之前，一定要显式赋值。
		特别地：形参在调用时，我们赋值即可。

2.4 在内存中加载的位置：
属性：加载到堆空间中 （非static）
局部变量：加载到栈空间

2.类的设计中，两个重要结构之二：方法
方法：描述类应该具的功能。

1.举例：

• public void eat(){}
• public void sleep(int hour){}
• public String getName(){}
• public String getNation(String nation){}

2. 方法的声明：权限修饰符 返回值类型 方法名(形参列表){
方法体
}

3. 说明：
3.1 关于权限修饰符：默认方法的权限修饰符先都使用public
Java规定的4种权限修饰符：private、public、缺省、protected -->封装性再细说

3.2 返回值类型： 返回值 vs 没返回值

3.2.1 如果方法返回值，则必须在方法声明时，指定返回值的类型。同时，方法中，需要使用 return关键字来返回指类型的变量或常量：“return 数据”。如果方法没返回值，则方法声明时，使用void来表示。通常，没返回值的方法中，就不需要使用return.但是，如果使用的话，只能“return;”表示结束此方法的意思。

构造器（或构造方法）：
构造器的作用：

• 1.创建对象
• 2.初始化对象的信息

使用说明：
1.如果没显式的定义类的构造器的话，则系统默认提供一个空参的构造器
2.定义构造器的格式：权限修饰符 类名(形参列表){}
3.一个类中定义的多个构造器，彼此构成重载
4.一旦我们显式的定义了类的构造器之后，系统就不再提供默认的空参构造器
5.一个类中，至少会有一个构造器。

三大特性(封装、继承、多态)

面向对象的特征一：封装与隐藏

1.为什么要引入封装性？
我们程序设计追求“高内聚，低耦合”。
高内聚 ：类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；
低耦合 ：仅对外暴露少量的方法用于使用。

隐藏对象内部的复杂性，只对外公开简单的接口。便于外界调用，从而提高系统的可扩展性、可维护性。通俗的说，把该隐藏的隐藏起来，该暴露的暴露出来。这就是封装性的设计思想。

2.封装性思想具体的代码体现：
体现一：将类的属性xxx私化(private),同时，提供公共的(public)方法来获取(getXxx)和设置(setXxx)此属性的值
private double radius;
public void setRadius(double radius){
this.radius = radius;
}
public double getRadius(){
return radius;
}
体现二：不对外暴露的私有的方法
体现三：单例模式（将构造器私有化）
体现四：如果不希望类在包外被调用，可以将类设置为缺省的。

3.Java规定的四种权限修饰符

3.1 权限从小到大顺序为：private < 缺省 < protected < public
3.2 具体的修饰范围：
3.3 权限修饰符可用来修饰的结构说明：

4.种权限都可以用来修饰类的内部结构：属性、方法、构造器、内部类
修饰类的话，只能使用：缺省、public

面向对象特征二:继承性

1.继承性的格式：
class A extends B{}

• A:子类、派生类、subclass
• B:父类、超类、基类、superclass

2.子类继承父类以后有哪些不同？

2.1体现：一旦子类A继承父类B以后，子类A中就获取了父类B中声明的所有的属性和方法。
特别的，父类中声明为private的属性或方法，子类继承父类以后，仍然认为获取了父类中私的结构。只因为封装性的影响，使得子类不能直接调用父类的结构而已。

2.2 子类继承父类以后，还可以声明自己特有的属性或方法：实现功能的拓展。

• 子类和父类的关系，不同于子集和集合的关系。
• extends：延展、扩展

3.Java中继承性的说明

3.1.一个类可以被多个子类继承。

3.2.Java中类的单继承性：一个类只能有一个父类
3.3.子父类是相对的概念。
3.4.子类直接继承的父类，称为：直接父类。间接继承的父类称为：间接父类
3.5.子类继承父类以后，就获取了直接父类以及所间接父类中声明的属性和方法

面向对象的特性三：多态性

1.多态性的理解：可以理解为一个事物的多种形态。

2.何为多态性：
对象的多态性：父类的引用指向子类的对象（或子类的对象赋给父类的引用）
举例：
Person p = new Man();
Object obj = new Date();

3.多态性的使用：虚拟方法调用
有了对象的多态性以后，我们在编译期，只能调用父类中声明的方法，但在运行期，我们实际执行的是子类重写父类的方法。
总结：编译，看左边；运行，看右边。

4.多态性的使用前提：
① 类的继承关系 ② 方法的重写

6.多态性使用的注意点：
对象的多态性，只适用于方法，不适用于属性（编译和运行都看左边）

关键字

关键字：this
1.可以调用的结构：属性、方法；构造器

2.this调用属性、方法：
this理解为：当前对象 或 当前正在创建的对象

2.1 在类的方法中，我们可以使用"this.属性"或"this.方法"的方式，调用当前对象属性或方法。但是通常情况下，我们都择省略"this."。特殊情况下，如果方法的形参和类的属性同名时，我们必须显式的使用"this.变量"的方式，表明此变量是属性，而非形参。

2.2 在类的构造器中，我们可以使用"this.属性"或"this.方法"的方式，调用当前正在创建的对象属性或方法。但是，通常情况下，我们都择省略"this."。特殊情况下，如果构造器的形参和类的属性同名时，我们必须显式的使用"this.变量"的方式，表明此变量是属性，而非形参。

3.this调用构造器：

① 我们在类的构造器中，可以显式的使用"this(形参列表)"方式，调用本类中指定的其他构造器
② 构造器中不能通过"this(形参列表)“方式调用自己
③ 如果一个类中有n个构造器，则最多有 n - 1构造器中使用了"this(形参列表)”
④ 规定："this(形参列表)“必须声明在当前构造器的首行
⑤ 构造器内部，最多只能声明一个"this(形参列表)”，用来调用其他的构造器

关键字:abstract
abstract: 抽象的
1.可以用来修饰：类、方法
2.具体的：
abstract修饰类：抽象类

  此类不能实例化
 抽象类中一定有构造器，便于子类实例化时调用（涉及：子类对象实例化的全过程）
  开发中，都会提供抽象类的子类，让子类对象实例化，完成相关的操作 --->抽象的使用前提：继承性

abstract修饰方法：抽象方法

抽象方法只方法的声明，没方法体
包含抽象方法的类，一定是一个抽象类。反之，抽象类中可以没有抽象方法的。
   若子类重写了父类中的所的抽象方法后，此子类方可实例化
   若子类没重写父类中的所的抽象方法，则此子类也是一个抽象类，需要使用abstract修饰

3.注意点：

1.abstract不能用来修饰：属性、构造器等结构
2.abstract不能用来修饰私方法、静态方法、final的方法、final的类