复习Java的精华总结

ゝ一纸荒年。 2022-11-09 00:58 197阅读 0赞

> 小白和老手都应该看看的总结

# 输入 #

java.util.Scanner 是 Java5 的新特征，我们可以通过 Scanner 类来获取用户的输入。

下面是创建 Scanner 对象的基本语法：

Scanner s = new Scanner(System.in);

使用方法如下：

//对应类型用对应的方法接收	 
    String stringx=s.next();
    String stringy=s.nextLine();
    		 
    int intx=s.nextInt();
    long longx=s.nextLong();
    short shortx=s.nextShort();
    		 
    float floatx=s.nextFloat();
    double doublex=s.nextDouble();
    		 
    BigInteger bigInteger=s.nextBigInteger();
    BigDecimal bigDecimal=s.nextBigDecimal();

注意：

**1、next和nextLine的区别：next读取到空格停止，nextLine读取到回车停止，读取到空格不会停止。**

**2、nextInt不要和nextLine混用，如果nextLine在nextInt后面使用，会有吸收掉了本行的换行符而并没有接收到下一行数据的问题**

# 输出 #

**System是java.lang里面的一个类**

**out是System的静态数据成员，而且这个成员是java.io.PrintStream类的引用**

**println()和print()就是java.io.PrintStream类里的方法.**

**被关键字static修饰的成员可以直接通过"类名.成员名"来引用，无需创建类的实例。所以System.out是调用了System类的静态数据成员out。**

**第一种：**

System.out.println();

是最常用的输出语句，它会把括号里的内容转换成字符串输出到控制台，并且结尾换行。

1）输出的是一个基本数据类型，会自动转换成字符串，

2）输出的是一个对象，会自动调用对象的`toString()`方法

第二种：

System.out.print();

和第一种一样，只是结尾不换行。

第三种：

System.out.printf();

这个方法延续了C语言的输出方式，通过格式化文本和参数列表输出比如：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9mYW50aWFuenVvLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

# 八种基本类型 #

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9mYW50aWFuenVvLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9mYW50aWFuenVvLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

基本数据类型的变量是存储在栈内存中，而引用类型变量存储在栈内存中，保存的是实际对象在堆内存中的地址。

注意：有两个大数类：BigInteger，BigDecimal分别是整数和小数

**自动装箱: java自动将原始类型转化为引用类型的过程**，编译器调用valueOf方法将原始类型转化为对象类型。

**自动拆箱: java自动将引用类型转化为原始类型的过程**，编译器调用intValue(),doubleValue()这类方法将对象转换成原始类型值

例子：

Integer a = 3; //自动装箱
    int b = a; //自动拆箱

# 条件分支 #

1)if语句中必须是一个布尔值，而不能是其他类型，这是java特殊的地方，比如判断x是否为null不能写if(!x)而要写if(x==null)

2)switch 语句中的变量类型可以是： byte、short、int 、char。

从 Java SE 7 开始，switch 支持字符串 String 类型了

**Switch语句和if else语句的区别**

switch case会生成一个跳转表来指示实际的case分支的地址，而if...else是需要遍历条件分支直到命中条件

**1)if-else语句更适合于对区间（范围）的判断，而switch语句更适合于对离散值的判断**

**2)所有的switch都可以用if-else语句替换（if-else对每个离散值分别做判断即可）**

**但是不是所有的if-else都可以用switch替换（因为区间里值的个数是无限的）**

**3）当分支较多时，用switch的效率是很高的。因为switch是确定了选择值之后直接跳转到那个特定的分支**

**switch...case占用较多的空间，因为它要生成跳表，特别是当case常量分布范围很大但实际有效值又比较少，空间利用率很低。**

# 循环流程 #

for（ 初始化; 终止条件; 更新 ) \{

\---------------------------------------------------------------

for(类型 变量名：数组或集合)\{

\}//注意举例:

for(int i:arr)\{

i=1;

\}//arr数组内的值不会被改变

\---------------------------------------------------------------

while(进入循环条件)\{

\---------------------------------------------------------------

do\{

\}while(条件)

\---------------------------------------------------------------

# 数组 #

**静态初始化**

正确示例：

int ids\[\]或int\[\] ids=\{ 1,2,3,4,5,6,7,8\};

错误示例：

int num2\[3\] = \{1,2,3\}; // 编译错误，不能在\[ \]中指定数组长度

int\[\] num3;System.out.println(num3.length); // 编译错误，未初始化不能使用

**动态初始化**

正确示例：

int series\[ \]= new int\[4\];

**二维数组：**

int arr\[ \] \[ \] = \{ \{1,2\},\{3,4\},\{5,6\}\};

long\[ \]\[ \] arr = new long\[5\]\[5\];

**arrays类：**

java.util.Arrays类能方便地操作数组，它提供的所有方法都是静态的

常用方法：

–copyOf 实现数组的复制 copyOf(int\[\] a,int newlength);

–fill 实现数组元素的初始化 fill(int\[\] a,int val);

–sort 实现数组的排序 sort(int\[\] a)；

–binarySearch 实现排序后的数组元素查找 binarySearch(int\[\] a,int key)；

# **面向对象的三大核心特性** #

**封装**

保证了程序和数据不受外部干扰，不被误用。封装的目的在于保护信息，使用它的主要优点如下。

*  保护信息(阻止外部随意访问内部代码和数据)
 *  隐藏细节(一些不需要程序员修改和使用的信息，用户只需要知道怎么用就可以，不需要知道内部如何运行)
 *  有利于松耦合，提高系统的独立性。(当一个系统的实现方式发生变化时，只要它的接口不变，就不会影响其他系统的使用)
 *  提高软件的复用率，降低成本

**继承**

继承可以使得子类具有父类的各种属性和方法，而不需要再次编写相同的代码，**缺点：提高了类之间的耦合性**

继承的语法：**修饰符 class 子类名 extends 父类名**

**1）子类拥有父类非private的属性，方法，子类可以拥有自己的属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。子类可以用自己的方式实现父类的方法（重写）。**

**2）Java的继承是一个子类只能继承一个父类，但是可以多重继承：例如A类继承B类，B类继承C类，这是java继承区别于C++继承的一个特性。**

# **多态** #

•在面向对象理论中，多态性的定义是：**同一操作作用于不同的类的对象，将产生不同的执行结果** 。

比如动物类可以指向的猫或狗，他们的“叫”方法就是不一样的，“喵喵”和“汪汪”

**好处：****多态除了代码的复用性外，还可以降低耦合**、可替换性、可扩充性

多态的转型分为向上转型和向下转型两种  
**向上转型：多态本身就是向上转型过的过程**  
父类类型 变量名=new 子类类型(); 比如：Set<Integer> set=new HashSet<Integer>();

**向下转型：一个子类对象可以使用强制类型转换，将父类引用类型转为子类引用各类型**  
子类类型 变量名=（子类类型） 父类类型的变量；

### 开发中实现多态？ ###

**接口实现、抽象类、继承父类进行方法重写、同一个类中进行方法重载。**

# 关键字 #

final 关键字：声明类可以把类定义为不能继承的，比如String

super关键字：用于引用父类中的属性和方法，super.属性、super.方法()

this关键字：用于引用本类中的属性和方法，this.属性、this.方法()

**权限关键字**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9mYW50aWFuenVvLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

# 抽象类 #

在继承关系中，有时基类本身生成对象是不合情理的。

例如，动物作为一个基类可以派生出猫、狗等子类，但动物类本身生成对象明显不合常理。

abstract修饰的类称为抽象类。**抽象类的特点：**

**不能实例化对象、****类中可以定义抽象方法、抽象类中可以没有抽象方法**。

•abstract修饰的方法称为抽象方法，抽象方法只有声明没有实现，即没有方法体。包含抽象方法的类本身必须被声明为抽象的。

abstract class Animal {
    private String color ;
    public abstract  void  shout();
    }

•派生类继承抽象类必须实现抽象类中所有的抽象方法，否则派生类也必须定义为抽象类。

# 接口 #

**Java****中的接口是一系列方法的声明**，可以看做是特殊的抽象类，包含常量和方法的声明，而没有变量和方法的实现。

**接口的意义：**

•弥补Java中单继承机制的不足。

•接口只有方法的定义没有方法的实现，即都是抽象方法，这些方法可以在不同的地方被不同的类实现，而这些实现可以具有不同的行为（功能）。

**接口的定义语法：**

interface 接口名称 {
    
    常量
    
    抽象方法
    
    }

类可以通过实现接口的方式来具有接口中定义的功能，基本语法：

–class 类名 implements 接口名 \{

–\}

**–一个类可以同时实现多个接口;**

**–一个接口可以被多个无关的类实现;**

**–一个类实现接口必须实现接口中所有的抽象方法，否则必须定义为抽象类。**

**接口继承：**

Java中接口可以继承接口，与类的继承概念一致，

**会继承父接口中定义的所有方法和属性。**

**一个接口可以同时继承多个接口。**

# **接口和抽象类对比** #

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>参数</strong></td> 
   <td><strong>抽象类</strong></td> 
   <td><strong>接口</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>默认的方法实现</td> 
   <td>可以有默认的方法实现</td> 
   <td>接口完全是抽象的。不存在方法的实现</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>实现</td> 
   <td>子类使用<strong>extends</strong>关键字来继承抽象类。如果子类不是抽象类的话，它需要提供抽象类中所有声明的方法的实现。</td> 
   <td>子类使用关键字<strong>implements</strong>来实现接口。它需要提供接口中所有声明的方法的实现</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>构造器</td> 
   <td>抽象类可以有构造器</td> 
   <td>接口不能有构造器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>main方法</td> 
   <td>抽象方法可以有main方法并且我们可以运行它</td> 
   <td>接口没有main方法，因此我们不能运行它。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>多继承</td> 
   <td>抽象方法可以继承一个类和实现多个接口</td> 
   <td>接口只可以继承一个或多个其它接口</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>速度</td> 
   <td>它比接口速度要快</td> 
   <td>接口稍微慢，因为需要去寻找在类中实现的方法。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>添加新方法</td> 
   <td>如果你往抽象类中添加新的方法，你可以给它提供默认的实现。因此你不需要改变你现在的代码。</td> 
   <td>如果你往接口中添加方法，那么你必须改变实现该接口的类。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 异常 #

### **Java5个异常** ###

ArrayIndexOutOfBoundsExceptions：数组下标越界

NullPointerException：访问null的对象的方法或属性时

ClassCastException：类型转换失败时

ConcurrentModificationException：并发修改异常

ArithmeticException：除零异常

### **处理异常：** ###

**try catch ：**

try catch：自己处理异常
    try {
        可能出现异常的代码
    } catch（异常类名A e）{
        如果出现了异常类A类型的异常，那么执行该代码
    } ...（catch可以有多个）
    finally {
        最终肯定必须要执行的代码（例如释放资源的代码）
    }

注意：finally不一定执行：前面代码遇到如：System.exit(0); return 0;，就不会执行接下来的语句，包括finally。

**抛出：**

一个方法不处理它产生的异常,而是沿着调用层次向上传递，由调用它的方法来处理这些异常，叫抛出异常。

**throws:**使用throws关键字，用来方法可能抛出异常的声明。

例如：public void doA(int a) throws Exception1,Exception3\{......\}

**throw:**使用throws关键字，用来抛出异常

语法：throw (异常对象);

如：throw new ArithmeticException();

注意事项：

•避免过大的try块，不要把不会出现异常的代码放到try块里面，尽量保持一个try块对应一个或多个异常。

•细化异常的类型，不要不管什么类型的异常都写成Excetpion。

•不要把自己能处理的异常抛给别人。

### 自定义异常 ###

•如果JDK提供的异常类型不能满足需求的时候，程序员可以自定义一些异常类来描述自身程序中的异常信息。

•程序员自定义异常必须是Throwable的直接或间接子类。

•在程序中获得异常信息一般会调用异常对象的getMessage，printStackTrace，toString方法，所以自定义异常一般会重写以上三个方法。

public class SpecialException extends Exception {
    	@Override
    	public String getMessage() {return "message";}
    	@Override
    	public void printStackTrace() {System.out.println(message);}
    	@Override
    	public String toString() {return "message";}
    }

# 字符串 #

### String ###

String是字符串final常量类，值一经赋值，其值不可变（指的是所指向的内存值不可修改，但可以改变指向），而且无法被继承。

初始化

•String name= new String(“小猫”);

**和创建对象过程没有区别，创建一个新的String对象，并用name指向它。**

•String sex = “女”;

过程：

1.  **先在常量池中查找“女”,如果没有则创建对象**
2.  **在栈中创建引用sex，**
3.  **将sex指向对象“女”**

String s1 = "abc";
    //"abc"是一个对象
    String s2 = new String("abc");
    //这里变成两个对象，在内存中存在两个，包括对象“abc” 和 new 出来的对象
    String s3 = "abc";  //这里的‘abc’ַ和s1的‘abc’是同一个对象，二者的内存地址一样。
    							
    System.out.println(s1==s2);//false
    System.out.println(s1==s3);//true

### 部分api ###

字符串连接concat(String str)、“+”运算符
    字符串查找indexOf (String str)、lastIndexOf(String str)、charAt(int indexOf)
    字符串分割split(String  regex)
    字符串比较compareTo(String str)： 
    忽略大小写equalslgnoreCase(String str)
    变成字符数组toCharArray()

### **StringBuild和 StringBuffer** ###

因为String的值是不可变的，每次对String的操作都会生成**新的String对象**，这样效率低下，大量浪费空间。

![20190922170952745.png][]

第一行：我们先栈里起名字叫cat，在堆里开辟空间，存入“小猫”，并用cat指向它

第二行：我们新开辟了一个空间，存入“小猫world”，并用cat指向它。

这个过程显然又费时又费力。

为了应对字符串相关的操作，谷歌引入了两个新的类：StringBuffer类和StringBuild类，它们能够被多次的修改，并且不产生新的未使用对象。

**StringBuild和 StringBuffer 之间的最大不同在于 StringBuilder 的方法不是线程安全的（不能同步访问），StringBuffer是线程安全的。（**StringBuffer 中的方法大都采用了 synchronized 关键字进行修饰）

**由于 StringBuilder 相较于 StringBuffer 有速度优势，所以多数情况下建议使用 StringBuilder 类。**

**在应用程序要求线程安全的情况下，则必须使用 StringBuffer 类。**

# 集合 #

![20190922174859256.png][]

### map/set ###

**每一种set有对应类型的map**

HashSet(map)无序，底层哈希表+链表（1.8后，数量大于8后链表改为红黑树优化性能），增删改查O(1)

TreeSet(map)有序(人规定排序的规则)，底层是红黑树，但是增删改查O(logN)

LinkerHashSet(map)添加一个双向链表维护了插入的顺序。

**一般情况用HashSet(map)因为效率高**

### list ###

ArrayList，底层是数组，查询快，增删慢。

线程不安全，速度快

Vector， 底层是数组，查询快，增删慢。

线程安全，速度慢

LinkedList，底层数据结构是链表，查询慢，增删快。

线程不安全，速度快

PriorityQueue优先队列，底层是堆。增删改查O(logN)

### API ###

ArrayList<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
    
    增：
        add(E e)：将指定的元素添加到此列表的尾部
        add(int index, E element)：将指定的元素插入此列表中的指定位置
    删：
        remove(int index)：移除此列表中指定位置上的元素
    改：
        set(int index, E element)：用element替换index上的数
    查：
        get(int index)：返回下标index上的元素
    
    size()：返回此列表中的元素数

//map
    Map<Integer, Integer> map=new HashMap<Integer, Integer>();
    
    int size()//K-V关系数量
    boolean isEmpty()//是否为空
    增：
        V put(K key,V value)//放入K-V键值对
        void putAll(Map<K,V> m)//放入m包含的所以键值对
    删：
        V remove(Object key)//删除key对应的键值对
        void clear()//删除所有键值对
    改：
        直接put，会覆盖旧的记录
    查：
        boolean containsKey(Object key)//是否包含key
        boolean containsValue(Object value)//是否包含value
        V get(Object key)//得到key对应的value
    生成集合：
        Set<K> keySet()//返回包含所有key的set
        Collection<V> values()//返回包含所有value的Collection
    
    
    TreeMap特有：
    public K firstKey()//返回第一个key（最高）
    public K lastKey()//返回最后一个key（最低）

//set,大部分和map类似
    增：add 
    删：remove
    查：contains

### Iterator ###

主要功能：用于对容器的遍历

主要方法：

boolean hasNext():判断是否有可以元素继续迭代

Object next()：返回迭代的下一个元素

void remove()：从迭代器指向的集合中移除迭代器返回的最后一个元素

例子：

Set<String> name = new HashSet<String>();
    name.add("LL");
    name.add("VV");
    name.add("WW");
    ......
    
    Iterator<String> it = name.iterator();
    while(it.hasNext()){
    	String n = it.next();
            ...
    }

### HashMap相关 ###

**HashMap**

*  **哈希冲突**：若干Key的哈希值如果落在同一个数组下标上，将组成一条链，对Key的查找需要遍历链上的每个元素执行equals()比较,**1.8后优化为红黑树**
 *  **负载极限**，“负载极限”是一个0～1的数值，“负载极限”决定了hash表的最大填满程度。当hash表中的负载因子达到指定的“负载极限”时，hash表会自动成倍地增加容量（桶的数量），并将原有的对象重新分配，放入新的桶内，这称为rehashing。默认当HashMap中的键值对达到数组大小的75%时，即会rehashing。

解释0.75：

**是时间和空间成本上的一种折中：**

*  **较高的“负载极限”（也就是数组小）可以降低占用的空间，但会增加查询数据的时间开销**
 *  **较低的“负载极限”（也就是数组大）会提高查询数据的性能，但会增加hash表所占用的内存开销**

可以根据实际情况来调整“负载极限”值。

### 多线程比较 ###

**HashMap**

**线程不安全**

**HashTable**

线程**安全**，实现的方式是在修改数据时锁住整个HashTable，效率低，ConcurrentHashMap做了相关优化

**ConcurrentHashMap**

线程**安全**，其关键在于使用了锁分离技术。**它使用了多个锁来控制对hash表的不同部分进行的修改。**

ConcurrentHashMap内部使用段(Segment)来表示这些不同的部分，**每个段其实就是一个小的Hashtable，它们有自己的锁。**

只要多个修改操作发生在不同的段上，它们就可以并发进行。

**默认将hash表分为16个桶**，诸如get、put、remove等常用操作只锁住当前需要用到的桶，读操作大部分时候都不需要用到锁。

（JDK1.8已经摒弃了Segment，并发控制使用Synchronized和CAS来操作，整个看起来就像是优化过且线程安全的HashMap，虽然在JDK1.8中还能看到Segment的数据结构，但是已经简化了属性，只是为了兼容旧版本。）

# 泛型 #

**泛型用一个通用的数据类型T来代替类**，在类实例化时指定T的类型，运行时自动编译为本地代码，运行效率和代码质量都有很大提高，并且保证数据类型安全。

泛型的作用就是**提高代码的重用性**，避免强制类型转换，减少装箱拆箱提高性能，减少错误。

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[20190922170952745.png]: /images/20221023/c79166373a3b454288ed7ca29cb04f22.png
[20190922174859256.png]: /images/20221023/dfee64f66fc2449c84fcacc60e6821bb.png