May 4, 2024

Java学习笔记（一）

一、背景

1995年SUN 公司推出，最早叫 Oak(橡树)，后改名叫 Java，Java之父詹姆斯（James），SUN 在2009年被 ORACLE收购。

二、整体学习路线

Java 技术体系（JAVA SE、JAVA EE、JAVA ME）。 Java基本啥都能干，但主要做互联网系统的开发.

三、JDK

javac：编译工具

java ：执行工具

JVM(Java Virtual Machine)：Java 虚拟机，真正运行 Java程序的地方核心类库：Java 自己写好的程序

JRE（Java Runtime Environment）:Java的运行环境

JDK(Java Development Kit): Java开发工具包(包含上面所有)

四、IDE IDEA

IDEA几种常见的快捷键，以及他们的作用

快捷键	功能效果
main/psvm、sout、…	快速键入相关代码
Ctrl + D	复制当前行数据到下一行
Ctrl + Y	删除所在行，建议用Ctrl + X
Ctrl + ALT + L	格式化代码
ALT + SHIFT + ↑ , ALT + SHIFT + ↓	上下移动当前代码
Ctrl + / , Ctrl + Shift + /	对代码进行注释(讲注释的时候再说)

五、基础语法

1 字面量

字面量其实就是告诉程序员数据在程序中的书写格式

2 变量

定义： 变量是用来记录程序中的数据的。其本质上是内存中的一块区域，你可以把这块区域理解成一个小盒子，盒子里放的东西就是变量记录的数据。

格式： 数据类型变量名 = 初始值;

作用： 使用变量来记录数据，对于数据的管理更为灵活。

3 关键字

关键字是java语言中有特殊含义的单词

abstract	assert	boolean	break	byte
case	catch	char	class	const
continue	default	do	double	else
enum	extends	final	finally	float
for	goto	if	implements	import
instanceof	int	interface	long	native
new	package	private	protected	public
return	strictfp	short	static	super
switch	synchronized	this	throw	throws
transient	try	void	volatile	while

4 标识符

标志符其实就是我们自己取的名字。像前面我们取的类名，变量名其实都是标志符。

5 二进制

变量里的数据在计算机中的存储原理：任何数据在计算机中都是以二进制表示。整数先转成二进制再存储

字符怎么存储的呢？只需要将字符映射到整数，就可以用二进制表示了，所以需要一个字符数字映射表（字符<—–>数字），就是大家经常听到的美国ASCII编码，中文GBK编码等

图片怎么存储呢？图片无限放大后可以看到像素点，每一个像素点就是一种颜色，任何一种颜色用三原色RGB表示(R红色，G绿色，B蓝色)，R、G、B种每一种颜色用一个字节的整数表示，取值范围[0,255]，转成整数后再转成二进制存储。、

声音怎么存储呢？声音以波的形式传播，把声波在表示在一个坐标系上，然后在坐标系上取一些点，把这些点的坐标值以二进制的形式存储到计算机中，这就是声音的存储原理

视频怎么存储呢？视频是图片和声音组成，按上面讲的图片和声音存储原理理解。

十进制转二进制、二进制转十进制，有一种计算方式8421码，请注意。

八进制、十六进制

计算机的数据单位最小组成单元：字节，1B = 8b，1个字节等于8位

在B基础上发展出来KB、MB、GB、TB单位

6 数据类型

Java的数据类型整体上来说分为两大类： 基本数据类型、引用数据类型

自动类型转换指的是，数据范围小的变量可以直接赋值给数据范围大的变量

7 运算符

Java提供的运算符有很多种，主要有下面几种：

基本算术运算符
+符号除了用于加法运算，还可以作为连接符
自增自减运算符
++读作自增，--读作自减；运算规则如下

1.单独使用：++或者--放在变量前面没有区别
	   int a =10; 
	    a++;  //11
		--a;  //10
		System.out.println(a); //10

2.混合使用：++或者--放在变量或者前面运算规则稍有不通过
	//++在后：先做其他事情，再做自增和自减
	int a = 10;
	int b = a++; //等价于 int b = a; a++; 

	//++在前：先自增或者自减，再做其他运输
	int x = 10;
	int y = --x; //等价于x--; int y = x;

赋值运算符

关系运算符

逻辑运算符

三元运算符

三元运算符的格式：关系表达式? 值1 : 值2;

8 程序流程控制

程序的流程控制一般分为3种：顺序结构、分支结构、循环结构

顺序结构：就是不加任何控制，代码从main方法开始自上而下执行
分支结构：就是根据条件判断是true还是false，有选择性的执行哪些代码。在Java语言中提供了两个格式if 、 switch

如果单从功能上来讲，if 分支的功能是更加强大的，switch分支能做的事情if 分支都能做。但是具体用哪一种分支形式，也是有一些使用原则的.

- 如果是对一个范围进行判断，建议使用if分支结构
- 如果是与一个一个的值比较的时候，建议使用switch分支结构

循环结构：就是控制某一段代码重复执行。在Java语言中提供了三种格式，for、while、do-while

9 数组

数组就是一个容器，用来存一批同种类型的数据的。数组有两种初始化的方式，一种是静态初始化、一种是动态初始化

静态初始化标准格式： 数据类型[] 变量名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3};

//定义数组，用来存储多个年龄
int[] ages = new int[]{12, 24, 36}
//定义数组，用来存储多个成绩
double[] scores = new double[]{89.9, 99.5, 59.5, 88.0};

静态初始化简化格式: 数据类型[] 变量名 = {元素1,元素2,元素3};

//定义数组，用来存储多个年龄
int[] ages = {12, 24, 36}
//定义数组，用来存储多个成绩
double[] scores = {89.9, 99.5, 59.5, 88.0};

注意定义数组时， 数据类型[] 数组名 也可写成 数据类型数组名[]

//以下两种写法是等价的。但是建议大家用第一种，因为这种写法更加普遍
int[] ages = {12, 24, 36};
int ages[] = {12, 24, 36}

动态初始化格式://数据类型[] 数组名 = new 数据类型[长度];,例如int[] arr = new int[3];

使用动态初始化定义数组时，根据元素类型不同，默认值也有所不同。

数组在计算机中的执行原理

程序在内存中执行,Java程序是把编译后的字节码加载到Java虚拟机中执行.

public class ArrayDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        System.out.println(a);

        int[] arr = new int[]{11, 22, 33};
        System.out.println(arr);

        System.out.println(arr[1]);

        arr[0] = 44;
        arr[1] = 55;
        arr[2] = 66;

        System.out.println(arr[0]);
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);
    }
}

Java为了便于虚拟机执行Java程序，将虚拟机的内存划分为 方法区、栈、堆、本地方法栈、寄存器这5块区域,每部分存储内容如下：

方法区：字节码文件先加载到这里
栈：方法运行时所进入的内存区域，由于变量在方法中，所以变量也在这一块区域中
堆：存储new出来的东西，并分配地址。由于数组是new 出来的，所以数组也在这块区域。

上面案例执行的内存原理如下图所示，按照① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 的标记的顺序来看

总结一下int a = 10与 int[] arr = new int[]{11,22,33}的区别

a是一个变量，在栈内存中，a变量中存储的数据就是10这个值。
arr也是一个变量，在栈中，存储的是数组对象在堆内存中的地址值

// 这里的int a是一个基本类型变量，存储的是一个数值
int a = 10 ; 
//这里的int[] arr是一个引用类型的变量，存储的是一个地址值
int[] arr = new int[]{44,55,66};

10 方法

方法是一种语法结构，它可以把一段代码封装成一个功能，以便重复调用。格式:

例如:

//目标：掌握定义方法的完整格式，搞清楚使用方法的好处。
public class MethodDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 需求：假如现在很多程序员都要进行2个整数求和的操作。
        // 1、李工。
        int rs = sum(10, 20);
        System.out.println("和是：" + rs);

        // 2、张工。
        int rs2 = sum(30, 20);
        System.out.println("和是：" + rs2);
    }

    public static int sum(int a,int b) {
        int c = a + b;
        return c;
    }
}

方法的好处，可以归纳为2点：

提高了代码的复用性，提高了开发效率。
让程序的逻辑更清晰。

方法在计算机中的执行原理

Java的方法是在栈内存区域中执行，**每次调用方法，方法都会进栈执行；执行完后，又会弹栈出去。**先进后出

假设在main方法中依次调用A方法、B方法、C方法，在内存中的执行流程如下：

Java的参数传递机制都是：值传递，传递的是实参存储的值的副本。

基本类型和引用类型的参数在传递的时候有什么不同？

都是值传递
基本类型的参数传递存储的数据值。
引用类型的参数传递存储的地址值。（String,Array都是引用类型）

方法重载

定义：一个类中，多个方法的名称相同，但它们形参列表不同。

public class MethodOverLoadDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标：认识方法重载，并掌握其应用场景。
        test();
        test(100);
    }

    public static void test(){
        System.out.println("===test1===");
    }

    public static void test(int a){
        System.out.println("===test2===" + a);
    }

    void test(double a){

    }

    void test(double a, int b){
    }

    void test(int b, double a){
    }

    int test(int a, int b){
        return a + b;
    }
}

方法重载需要注意什么？

一个类中，只要一些方法的名称相同、形参列表不同，那么它们就是方法重载了，其它的都不管（如：修饰符，返回值类型是否一样都无所谓）。
形参列表不同指的是：形参的个数、类型、顺序不同，不关心形参的名称。

六、面向对象

所谓编写对象编程，就是把要处理的数据交给对象，让对象来处理。

Java之父詹姆斯高斯林认为**万物皆对象！**任何一个对象都可以包含一些数据，数据属于哪个对象，就由哪个对象来处理。对象可以理解成一张数据表，而数据表中可以有哪些数据，是有类来设计的。

面向对象编程优点：面向对象的开发更符合人类的思维习惯，让编程变得更加简单、更加直观。

1 对象在计算机中的执行原理

与前面学习的数组变量记录的其实数数组在堆内存中的地址类似，对象可以按统一思路理解：

Student s1表示的是在栈内存中，创建了一个Student类型的变量，变量名为s1
而new Student()会在堆内存中创建一个对象，而对象中包含学生的属性名和属性值
同时系统会为这个Student对象分配一个地址值0x4f3f5b24
接着把对象的地址赋值给栈内存中的变量s1，通过s1记录的地址就可以找到这个对象
当执行s1.name=“播妞”时，其实就是通过s1找到对象的地址，再通过对象找到对象的name属性，再给对象的name属性赋值为播妞;

2 类和对象注意点

关于一个代码文件中可以有多个类这一条，举例：

//public修饰的类Demo1，和文件名Demo1相同
public class Demo1{
    
}

class Student{
    
}

3 this关键字

this是什么？ this就是一个变量，用在方法中，可以拿到当前类的对象。

this有什么用？ 通过this在方法中可以访问本类对象的成员变量，哪一个对象调用方法方法中的this就是哪一个对象

4 构造器

什么是构造器？

构造器其实是一种特殊的方法，但是这个方法没有返回值类型，方法名必须和类名相同

构造器特点？

在创建对象时，会调用构造器。new 对象就是在执行构造方法

构造器就是用来创建对象的。可以在创建对象时给对象的属性做一些初始化操作.

构造器注意事项:

1.在设计一个类时，如果不写构造器，Java会自动生成一个无参数构造器。
2.一定定义了有参数构造器，Java就不再提供空参数构造器，此时建议自己加一个无参数构造器。

5 封装性

什么是封装？

封装就是用类设计对象处理某一个事物的数据时，应该把要处理的数据，以及处理数据的方法，都设计到一个对象中去。

比如：在设计学生类时，把学生对象的姓名、语文成绩、数学成绩三个属性，以及求学生总分、平均分的方法，都封装到学生对象中来。

封装的设计规范用8个字总结：合理隐藏、合理暴露 。举例设计一辆汽车时发动机、变松箱需要隐藏，启动按钮、刹车需要暴露出来

封装在代码中如何体现？

一般在设计一个类时，会将成员变量隐藏，然后把操作成员变量的方法对外暴露。需要用到修饰符 。前面看到的public就是修饰符，与之对应的有一个private 修饰符，被private修饰后，只能在本类中访问。如果要对外访问可以加个对外报暴漏的方法，在方法里返回变量。

6 实体JavaBean

面向对象编程中，经常写的一种类——叫实体JavaBean类，那什么是实体类？

实体类就是一种特殊的类，它需要满足下面的要求：

类中的成员变量都要私有，并且要对外提供相应的getXxx,setXxx方法
类中必须要有一个公共的无参构造器

例如写一个Student类

实体类中除了有给对象存、取值的方法就没有提供其他方法，所以实体类仅仅只是用来封装数据用的。

实际开发中，实体类仅仅只用来封装数据，而对数据的处理交给其他类来完成，以实现数据和数据业务处理相分离。

7 成员变量和局部变量

8 常用Java Api

包

学习API类之前，要了解包，Java官方提供了很多类，为了对这些类进行分门别类的管理，将写好的类都是放在不同的包里。

包类似于文件夹，一个包能放多个类文件。

建包的语法格式：

//类文件的第一行定义包
package com.itheima.javabean;

public class 类名{
    
}

在自己的程序中调用其他包中的程序，注意：

如果当前程序中，要调用自己所在包下的其他程序，可以直接调用。（同一个包下的类，互相可以直接调用）
如果当前程序中，要调用其他包下的程序，则必须在当前程序中导包, 才可以访问！
导包格式： import 包名.类名
如果当前程序中，要调用Java.lang包下的程序，不需要我们导包的，可以直接使用。
如果当前程序中，要调用多个不同包下的程序，而这些程序名正好一样，此时默认只能导入一个程序，另一个程序必须带包名访问。

String

String代表字符串对象，可以用来封装字符串数据，并提供了很多操作字符串的方法。创建字符串的方式：

方式一： 直接使用双引号“...” 。
方式二：new String类，调用构造器初始化字符串对象。

// 1、直接双引号得到字符串对象，封装字符串数据
String name = "黑马666";
System.out.println(name);

// 2、new String创建字符串对象，并调用构造器初始化字符串
String rs1 = new String();
System.out.println(rs1); // ""

String rs2 = new String("itheima");
System.out.println(rs2);

char[] chars = {'a', '黑', '马'};
String rs3 = new String(chars);
System.out.println(rs3);

byte[] bytes = {97, 98, 99};
String rs4 = new String(bytes);
System.out.println(rs4);

String类常用方法

public class StringDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //目标：快速熟悉String提供的处理字符串的常用方法。
        String s = "黑马Java";
        // 1、获取字符串的长度
        System.out.println(s.length());

        // 2、提取字符串中某个索引位置处的字符
        char c = s.charAt(1);
        System.out.println(c);

        // 字符串的遍历
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            // i = 0 1 2 3 4 5
            char ch = s.charAt(i);
            System.out.println(ch);
        }

        System.out.println("-------------------");

        // 3、把字符串转换成字符数组，再进行遍历
        char[] chars = s.toCharArray();
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            System.out.println(chars[i]);
        }

        // 4、判断字符串内容，内容一样就返回true
        String s1 = new String("黑马");
        String s2 = new String("黑马");
        System.out.println(s1 == s2); // false
        System.out.println(s1.equals(s2)); // true

        // 5、忽略大小写比较字符串内容
        String c1 = "34AeFG";
        String c2 = "34aEfg";
        System.out.println(c1.equals(c2)); // false
        System.out.println(c1.equalsIgnoreCase(c2)); // true

        // 6、截取字符串内容 (包前不包后的)
        String s3 = "Java是最好的编程语言之一";
        String rs = s3.substring(0, 8);
        System.out.println(rs);

        // 7、从当前索引位置一直截取到字符串的末尾
        String rs2 = s3.substring(5);
        System.out.println(rs2);

        // 8、把字符串中的某个内容替换成新内容，并返回新的字符串对象给我们
        String info = "这个电影简直是个垃圾，垃圾电影！！";
        String rs3 = info.replace("垃圾", "**");
        System.out.println(rs3);

        // 9、判断字符串中是否包含某个关键字
        String info2 = "Java是最好的编程语言之一，我爱Java,Java不爱我！";
        System.out.println(info2.contains("Java"));
        System.out.println(info2.contains("java"));
        System.out.println(info2.contains("Java2"));

        // 10、判断字符串是否以某个字符串开头。
        String rs4 = "张三丰";
        System.out.println(rs4.startsWith("张"));
        System.out.println(rs4.startsWith("张三"));
        System.out.println(rs4.startsWith("张三2"));

        // 11、把字符串按照某个指定内容分割成多个字符串，放到一个字符串数组中返回给我们
        String rs5 = "张无忌,周芷若,殷素素,赵敏";
        String[] names = rs5.split(",");
        for (int i = 0; i < names.length; i++) {
            System.out.println(names[i]);
        }
    }
}

字符串原理理解注意下面两点：

String是不可变字符串对象。

看起来例子里的name值变了呀，为什么说字符串不可变呢？

这需要从字符串在内存中存储原理来解释，以”“形式创建的字符串对象，会在堆内存中的 字符串常量池 中存储。

只要是以“…”方式写出的字符串对象，会存储到字符串常量池，且相同内容的字符串只存储一份；但通过new方式创建字符串对象，每new一次都会产生一个新的对象放在堆内存中。

ArrayList

ArrayList是集合中最常用的一种，集合类似于数组，也是容器，用来装数据的，但集合的大小可变

有数组为什么还要有集合？因为在java中数组长度是固定的，一旦创建不可改变，集合则可以根据需要想存几个就存几个，长度可变。

创建ArrayList容器对象一般使用空参数构造方法：

调用ArrayList类的常用方法对容器中的数据进行操作

public class ArrayListDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1、创建一个ArrayList的集合对象
        // ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        // 从jdk 1.7开始才支持的
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        list.add("黑马");
        list.add("黑马");
        list.add("Java");
        System.out.println(list);

        // 2、往集合中的某个索引位置处添加一个数据
        list.add(1, "MySQL");
        System.out.println(list);

        // 3、根据索引获取集合中某个索引位置处的值
        String rs = list.get(1);
        System.out.println(rs);

        // 4、获取集合的大小（返回集合中存储的元素个数）
        System.out.println(list.size());

        // 5、根据索引删除集合中的某个元素值，会返回被删除的元素值给我们
        System.out.println(list.remove(1));
        System.out.println(list);

        // 6、直接删除某个元素值，删除成功会返回true，反之
        System.out.println(list.remove("Java"));
        System.out.println(list);

        list.add(1, "html");
        System.out.println(list);

        // 默认删除的是第一次出现的这个黑马的数据的
        System.out.println(list.remove("黑马"));
        System.out.println(list);

        // 7、修改某个索引位置处的数据，修改后会返回原来的值给我们
        System.out.println(list.set(1, "黑马程序员"));
        System.out.println(list);
    }
}

9 static修饰符

static读作静态，可以用来修饰成员变量，也能修饰成员方法。

修饰成员变量

Java中的成员变量按照有无static修饰分为两种：类变量、实例变量

静态变量是属于类的，只需要通过类名就可以调用：类名.静态变量

实例变量是属于对象的，需要通过对象才能调用：对象.实例变量

1.类变量：属于类，在内存中只有一份，用类名调用
2.实例变量：属于对象，每一个对象都有一份，用对象调用

修饰成员方法

成员方法根据有无static也分为两类：类方法、实例方法

有static修饰的方法，是属于类的，称为类方法；调用时直接用类名调用即可。

无static修饰的方法，是属于对象的，称为实例方法；调用时，需要使用对象调用。

类方法：static修饰的方法，可以被类名调用，是因为它是随着类的加载而加载的；所以类名直接就可以找到static修饰的方法
实例方法：非static修饰的方法，需要创建对象后才能调用，是因为实例方法中可能会访问实例变量，而实例变量需要创建对象后才存在。所以实例方法，必须创建对象后才能调用。

工具类

如果一个类中的方法全都是静态的，那么这个类中的方法就全都可以被类名直接调用，由于调用起来非常方便，就像一个工具一下，所以把这样的类就叫做工具类。

static应用-代码块

代码块根据有无static修饰分为两种：静态代码块、实例代码块。

静态代码块，随着类的加载而执行，而且只执行一次。

实例代码块每次创建对象之前都会执行一次

static应用-单例设计模式

懒汉式单例

10 继承

面向对象编程三大特征：继承、封装和多态。

子类对象实际上是由子、父类两张设计图共同创建出来的

继承可以提高代码的复用性。

权限修饰符

权限修饰符是用来限制类的成员（成员变量、成员方法、构造器…）能够被访问的范围。

四个权限修饰符：public（公有的）、private（私有的），protected（受保护的）、缺省的（不写任何修饰符）

public class Fu {
    // 1、私有:只能在本类中访问
    private void privateMethod(){
        System.out.println("==private==");
    }

    // 2、缺省：本类，同一个包下的类
    void method(){
        System.out.println("==缺省==");
    }

    // 3、protected: 本类，同一个包下的类，任意包下的子类
    protected void protectedMethod(){
        System.out.println("==protected==");
    }

    // 4、public： 本类，同一个包下的类，任意包下的子类，任意包下的任意类
    public void publicMethod(){
        System.out.println("==public==");
    }

    public void test(){
        //在本类中，所有权限都可以被访问到
        privateMethod(); //正确
        method(); //正确
        protectedMethod(); //正确
        publicMethod(); //正确
    }
}

接下来，在和Fu类同一个包下，创建一个测试类Demo，演示同一个包下可以访问到哪些权限修饰的方法。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Fu f = new Fu();
        // f.privateMethod();	//私有方法无法使用
        f.method();
        f.protectedMethod();
        f.publicMethod();
    }
}

接下来，在另一个包下创建一个Fu类的子类，演示不同包下的子类中可以访问哪些权限修饰的方法。

public class Zi extends Fu {
    //在不同包下的子类中，只能访问到public、protected修饰的方法
    public void test(){
        // privateMethod(); // 报错
        // method(); // 报错
        protectedMethod();	//正确
        publicMethod();	//正确
    }
}

接下来，在和Fu类不同的包下，创建一个测试类Demo2，演示一下不同包的无关类，能访问到哪些权限修饰的方法；

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        Fu f = new Fu();
        // f.privateMethod(); // 报错
        // f.method();		  //报错
        // f.protecedMethod();//报错
        f.publicMethod();	//正确

        Zi zi = new Zi();
        // zi.protectedMethod();
    }
}

单继承、Object

Java语言只支持单继承，不支持多继承，但是可以多层继承

方法重写

当子类觉得父类方法不好用，或者无法满足父类需求时，子类可以重写一个方法名称、参数列表一样的方法，去覆盖父类的这个方法，这就是方法重写。

注意：重写后，方法的访问遵循就近原则

写一个A类作为父类，定义两个方法print1和print2

public class A {
    public void print1(){
        System.out.println("111");
    }

    public void print2(int a, int b){
        System.out.println("111111");
    }
}

再写一个B类作为A类的子类，重写print1和print2方法。

public class B extends A{
    // 方法重写
    @Override // 安全，可读性好
    public void print1(){
        System.out.println("666");
    }


    // 方法重写
    @Override
    public void print2(int a, int b){
        System.out.println("666666");
    }
}

重写注意点：

1.重写的方法上面，可以加一个注解@Override,用于标注这个方法是复写的父类方法
2.子类复写父类方法时，访问权限必须大于或者等于父类方法的权限 public > protected > 缺省
1. 重写的方法返回值类型，必须与被重写的方法返回值类型一样，或者范围更小
1. 私有方法、静态方法不能被重写，如果重写会报错。

子类中访问成员特点

子类中访问其他成员（成员变量、成员方法），依据就近原则。

子类中访问构造器的特点

子类全部构造器，都会先调用父类构造器，再执行自己
如果不想使用默认的super()方式调用父类构造器，还可以手动使用super(参数)调用父类有参数构造器。

访问本类成员：
	this.成员变量	//访问本类成员变量
	this.成员方法	//调用本类成员方法
	this()		   //调用本类空参数构造器
    this(参数)	  //调用本类有参数构造器
	
访问父类成员：
	super.成员变量	//访问父类成员变量
	super.成员方法	//调用父类成员方法
	super()		   //调用父类空参数构造器
    super(参数)	  //调用父类有参数构造器
    
注意：this和super访问构造方法，只能用到构造方法的第一句，否则会报错。

11 多态

多态是在继承、实现情况下的一种现象，表现为：对象多态、行为多态。

比如：Teacher和Student都是People的子类，代码可以写成下面的样子

在多态形式下，右边的代码是解耦合的，便于扩展和维护。

定义方法时，使用父类类型作为形参，可以接收一切子类对象，扩展行更强，更便利。

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标：掌握使用多态的好处
		Teacher t = new Teacher();
		go(t);

        Student s = new Student();
        go(s);
    }

    //参数People p既可以接收Student对象，也能接收Teacher对象。
    public static void go(People p){
        System.out.println("开始------------------------");
        p.run();
        System.out.println("结束------------------------");
    }
}

多态形式下不能直接调用子类特有方法，但是转型后是可以调用。父类变量转换为子类类型。格式如下：

//如果p接收的是子类对象
if(父类变量 instance 子类){
    //则可以将p转换为子类类型
    子类 变量名 = (子类)父类变量;
}

如果类型转换错了，就会出现类型转换异常ClassCastException。

12 final关键字

final关键字是最终的意思，可以修饰类、修饰方法、修饰变量

final修饰类：该类称为最终类，特点是不能被继承

final修饰方法：该方法称之为最终方法，特点是不能被重写。

final修饰变量：该变量只能被赋值一次。

常量

被 static final 修饰的成员变量，称之为常量，通常用于记录系统的配置信息。

代码来演示一下：

public class Constant {
    //常量: 定义一个常量表示学校名称
    //为了方便在其他类中被访问所以一般还会加上public修饰符
    //常量命名规范：建议都采用大写字母命名，多个单词之前有_隔开
    public static final String SCHOOL_NAME = "test";
}

public class FinalDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //由于常量是static的所以，在使用时直接用类名就可以调用
        System.out.println(Constant.SCHOOL_NAME);
        System.out.println(Constant.SCHOOL_NAME);
        System.out.println(Constant.SCHOOL_NAME);
        System.out.println(Constant.SCHOOL_NAME);
        System.out.println(Constant.SCHOOL_NAME);
        System.out.println(Constant.SCHOOL_NAME);
        System.out.println(Constant.SCHOOL_NAME);
    }
}

程序编译后，常量会“宏替换”，出现常量的地方，全都会被替换为其记住的字面量。把代码反编译后，其实代码是下面的样子:

public class FinalDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("test");
        System.out.println("test"E);
        System.out.println("test");
        System.out.println("test");
        System.out.println("test");
        System.out.println("test");
        System.out.println("test");
    }
}

13 抽象

关键字abstract（抽象），它可以修饰类（叫抽象类）也可以修饰方法（叫抽象方法，不允许有方法体）

//abstract修饰类，这个类就是抽象类
public abstract class A{
    //abstract修饰方法，这个方法就是抽象方法
    public abstract void test();
}

抽象类是不能创建对象的，如果抽象类的对象就会报错。

抽象类虽然不能创建对象，但是它可以作为父类让子类继承,且子类继承父类必须重写父类的所有抽象方法。

//B类继承A类，必须复写test方法
public class B extends A {
    @Override
    public void test() {

    }
}

子类继承父类如果不复写父类的抽象方法，要想不出错，这个子类也必须是抽象类

//B类基础A类，此时B类也是抽象类，这个时候就可以不重写A类的抽象方法
public abstract class B extends A {

}

抽象类的使用场景和好处

1.用抽象类可以把父类中相同的代码，包括方法声明都抽取到父类，这样能更好的支持多态，一提高代码的灵活性。

2.反过来用，我们不知道系统未来具体的业务实现时，我们可以先定义抽象类，将来让子类去实现，以方便系统的扩展。

14 模版方法模式

设计模式是解决某一类问题的最优方案。模板方法模式主要解决方法中存在重复代码的问题

比如A类和B类都有sing()方法，sing()方法的开头和结尾都是一样的，只是中间一段内容不一样。此时A类和B类的sing()方法中就存在一些相同的代码。

怎么解决上面的重复代码问题呢？我们可以写一个抽象类C类，在C类中写一个doSing()的抽象方法。再写一个sing()方法，代码如下：

最后，再写一个测试类Test

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标：搞清楚模板方法设计模式能解决什么问题，以及怎么写。
        B b = new B();
        b.sing();
    }
}

模板方法模式解决了多个子类中有相同代码的问题。具体实现步骤如下:

第1步：定义一个抽象类，把子类中相同的代码写成一个模板方法。
第2步：把模板方法中不能确定的代码写成抽象方法，并在模板方法中调用。
第3步：子类继承抽象类，只需要父类抽象方法就可以了。

15 接口interface

java提供了一个关键字interface，用它来定义接口这种特殊结构，格式如下：

public interface 接口名{
    //成员变量（常量）
    //成员方法（抽象方法）
}

接口要注意下面两点：

接口是用来被类实现（implements）的，我们称之为实现类。
一个类是可以实现多个接口的（接口可以理解成干爹），类实现接口必须重写所有接口的全部抽象方法，否则这个类也必须是抽象类

接口的好处：

弥补了类单继承的不足，一个类同时可以实现多个接口。
让程序可以面向接口编程，这样程序员可以灵活方便的切换各种业务实现。

案例演示，假设有一个Studnet学生类，还有一个Driver司机的接口，还有一个Singer歌手的接口。现在要写一个A类，想让他既是学生，偶然也是司机能够开车，偶尔也是歌手能够唱歌。那我们代码就可以这样设计，如下：

一个接口可以继承多个接口，接口同时也可以被类实现。

16 内部类

内部类是类中的五大成分之一（成员变量、方法、构造器、内部类、代码块），如果一个类定义在另一个类的内部，这个类就是内部类。

当一个类的内部，包含一个完整的事物，且这个事物没有必要单独设计时，就可以把这个事物设计成内部类。

内部类有四种形式，分别是成员内部类、静态内部类、局部内部类、匿名内部类。

匿名内部类使用相对较多一点，匿名内部类是一种特殊的局部内部类；所谓匿名，指的是程序员不需要为这个类声明名字。

匿名内部类的格式：

new 父类/接口(参数值){
    @Override
    重写父类/接口的方法;
}

匿名内部类本质上是一个没有名字的子类对象、或者接口的实现类对象。

匿名内部类的作用：简化了创建子类对象、实现类对象的书写格式。

**只有在调用方法时，当方法的形参是一个接口或者抽象类，为了简化代码书写，而直接传递匿名内部类对象给方法。**这样就可以少写一个类。比如，看下面代码：

17 枚举

枚举是一种特殊的类，它的格式是：

public enum 枚举类名{
    枚举项1,枚举项2,枚举项3;
}

其实枚举项就表示枚举类的对象，只是这些对象在定义枚举类时就预先写好了，以后就只能用这几个固定的对象。

枚举一般表示几个固定的值，然后作为参数进行传输

18 泛型

泛型指的是，在定义类、接口、方法时，同时声明了一个或者多个类型变量（如：），称为泛型类、泛型接口、泛型方法、它们统称为泛型。

前面学过的ArrayList类就是一个泛型类，打开API文档查看

泛型的好处：在编译阶段可以避免出现一些非法的数据。
泛型的本质：把具体的数据类型传递给类型变量

自定义泛型类

实际工作中一般都是源代码中写好，我们直接用的，就是ArrayList这样的，自己定义泛型类是非常少的，自定义泛型类的格式如下：

//这里的<T,W>其实指的就是类型变量，可以是一个，也可以是多个。
public class 类名<T,W>{
    
}

自定义泛型接口

泛型接口其实指的是在接口中把不确定的数据类型用<类型变量>表示。定义格式如下：

//这里的类型变量，一般是一个字母，比如<E>
public interface 接口名<类型变量>{
    
}

泛型方法

格式：

public <泛型变量,泛型变量> 返回值类型 方法名(形参列表){
    
}

泛型限定

泛型限定的意思是对泛型的数据类型进行范围的限制。有如下的三种格式：

演示一下，假设有Car作为父类，BENZ，BWM两个类作为Car的子类，代码如下：

泛型擦除

泛型只能编译阶段有效，一旦编译成字节码，字节码中是不包含泛型的

泛型只支持引用数据类型，不支持基本数据类型

把下面的代码的字节码进行反编译

下面是反编译之后的代码，我们发现ArrayList后面没有泛型

19 包装类

Java中有一句很经典的话，万物皆对象。Java中的8种基本数据类型还不是对象，所以要把它们变成对象，变成对象之后，可以提供一些方法对数据进行操作。

8种基本数据类型都用一个包装类与之对一个，如下图所示

创建包装类的对象方式、自动装箱和拆箱的特性；以Integer为例：

//1.创建Integer对象，封装基本类型数据10
Integer a = new Integer(10);

//2.使用Integer类的静态方法valueOf(数据)
Integer b = Integer.valueOf(10);

//3.还有一种自动装箱的写法（意思就是自动将基本类型转换为引用类型）
Integer c = 10;

//4.有装箱肯定还有拆箱（意思就是自动将引用类型转换为基本类型）
int d = c;

//5.装箱和拆箱在使用集合时就有体现
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
//添加的元素是基本类型，实际上会自动装箱为Integer类型
list.add(100);
//获取元素时，会将Integer类型自动拆箱为int类型
int e = list.get(0);

包装类数据类型转换

把字符串转换为数值型数据：包装类.parseXxx(字符串)

public static int parseInt(String s)
    把字符串转换为基本数据类型

将数值型数据转换为字符串：包装类.valueOf(数据);

public static String valueOf(int a)
    把基本类型数据转换为

20 常用API

1. Object类

Object类是Java中所有类的祖宗类，因此，Java中所有类的对象都可以直接使用Object类中提供的一些方法。

clone()
equals(Object obj)
toString()

2. Objects类

Objects是一个工具类，提供了一些方法可以对任意对象进行操作。主要方法如下

Object也有equals，Objects有equals，那两者有什么区别呢？

Object的equals方法前提是对象不能为null，Objects则可以，使用更安全。

3. StringBuilder类

StringBuilder代表可变字符串对象，相当于是一个容器，它里面的字符串是可以改变的，就是用来操作字符串的。
好处：StringBuilder比String更合适做字符串的修改操作，效率更高，代码也更加简洁。

为什么说StringBuilder对字符串进行操作比String效率高？

直接使用Stirng拼接100万次，等了1分钟，还没结束，但是使用StringBuilder做拼接，不到1秒钟出结果了，why？

简单说：String是不可变对象，而StringBuilder在拼接时只是把字符串转为char拷贝到char[]

String对象不可变，则每次拼接都会创建新的String对象。即使在新的jdk有对String+的优化，仍然是效率不够高，比如每次循环拼接时都会被自动创建一个StringBuider对象来append，最后还会将该对象调用toString()方法。

StringBuilder其实就是个char[]，append时，是将String对象转为char后放入StringBuilder的char[]内。当长度不够放时，对该char[]扩容即可。

4. StringJoiner

StringJoiner号称是拼接神器，不仅效率高，而且代码简洁

5. Math类

Math是数学的意思，该类提供了很多个进行数学运算的方法，如求绝对值，求最大值，四舍五入等。

public class MathTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标：了解下Math类提供的常见方法。
        // 1、public static int abs(int a)：取绝对值（拿到的结果一定是正数）
        //    public static double abs(double a)
        System.out.println(Math.abs(-12)); // 12
        System.out.println(Math.abs(123)); // 123
        System.out.println(Math.abs(-3.14)); // 3.14

        // 2、public static double ceil(double a): 向上取整
        System.out.println(Math.ceil(4.0000001)); // 5.0
        System.out.println(Math.ceil(4.0)); // 4.0

        // 3、public static double floor(double a): 向下取整
        System.out.println(Math.floor(4.999999)); // 4.0
        System.out.println(Math.floor(4.0)); // 4.0

        // 4、public static long round(double a)：四舍五入
        System.out.println(Math.round(3.4999)); // 3
        System.out.println(Math.round(3.50001)); // 4

        // 5、public static int max(int a, int b)：取较大值
        //   public static int min(int a, int b)：取较小值
        System.out.println(Math.max(10, 20)); // 20
        System.out.println(Math.min(10, 20)); // 10

        // 6、 public static double pow(double a, double b)：取次方
        System.out.println(Math.pow(2, 3)); // 2的3次方   8.0
        System.out.println(Math.pow(3, 2)); // 3的2次方   9.0

        // 7、public static double random()： 取随机数 [0.0 , 1.0) (包前不包后)
        System.out.println(Math.random());
    }
}

6. System类

System类，提供了一些获取获取系统数据的方法。比如获取系统时间

/**
 * 目标：了解下System类的常见方法。
 */
public class SystemTest {
    public static void main(String[] args) {

        // 1、public static void exit(int status):
        //   终止当前运行的Java虚拟机。
        //   该参数用作状态代码; 按照惯例，非零状态代码表示异常终止。
        System.exit(0); // 人为的终止虚拟机。(不要使用)

        // 2、public static long currentTimeMillis():
        //    获取当前系统的时间
        //    返回的是long类型的时间毫秒值：指的是从1970-1-1 0:0:0开始走到此刻的总的毫秒值，1s = 1000ms
        long time = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(time);

        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            System.out.println("输出了：" + i);
        }

        long time2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println((time2 - time) / 1000.0 + "s");
    }
}

7. Runtime类

运行时类叫Runtime类，这个类可以用来获取JVM的一些信息，也可以用这个类去执行其他的程序

8. BigDecimal类

BigDecimal的出现是为了解决计算精度损失的问题。它提供了一些方法可以对数据进行四则运算，而且不丢失精度，同时还可以保留指定的小数位。

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标：掌握BigDecimal进行精确运算的方案。
        double a = 0.1;
        double b = 0.2;

        // 1、把浮点型数据封装成BigDecimal对象，再来参与运算。
        // a、public BigDecimal(double val) 得到的BigDecimal对象是无法精确计算浮点型数据的。 注意：不推荐使用这个，
        // b、public BigDecimal(String val)  得到的BigDecimal对象是可以精确计算浮点型数据的。 可以使用。
        // c、public static BigDecimal valueOf(double val): 通过这个静态方法得到的BigDecimal对象是可以精确运算的。是最好的方案。
        BigDecimal a1 = BigDecimal.valueOf(a);
        BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(b);

        // 2、public BigDecimal add(BigDecimal augend): 加法
        BigDecimal c1 = a1.add(b1);
        System.out.println(c1);

        // 3、public BigDecimal subtract(BigDecimal augend): 减法
        BigDecimal c2 = a1.subtract(b1);
        System.out.println(c2);

        // 4、public BigDecimal multiply(BigDecimal augend): 乘法
        BigDecimal c3 = a1.multiply(b1);
        System.out.println(c3);

        // 5、public BigDecimal divide(BigDecimal b): 除法
        BigDecimal c4 = a1.divide(b1);
        System.out.println(c4);

//        BigDecimal d1 = BigDecimal.valueOf(0.1);
//        BigDecimal d2 = BigDecimal.valueOf(0.3);
//        BigDecimal d3 = d1.divide(d2);
//        System.out.println(d3);

        // 6、public BigDecimal divide(另一个BigDecimal对象，精确几位，舍入模式) : 除法，可以设置精确几位。
        BigDecimal d1 = BigDecimal.valueOf(0.1);
        BigDecimal d2 = BigDecimal.valueOf(0.3);
        BigDecimal d3 = d1.divide(d2,  2, RoundingMode.HALF_UP); // 0.33
        System.out.println(d3);

        // 7、public double doubleValue() : 把BigDecimal对象又转换成double类型的数据。
        //print(d3);
        //print(c1);
        double db1 = d3.doubleValue();
        double db2 = c1.doubleValue();
        print(db1);
        print(db2);
    }

    public static void print(double a){
        System.out.println(a);
    }
}

21 日期类

1. Date类

Java中是由Date类的对象表示日期或者时间。Date对象记录的时间是用毫秒值来表示的。

Java语言规定，1970年1月1日0时0分0秒认为是时间的起点，此时记作0，那么1000（1秒=1000毫秒）就表示1970年1月1日0时0分1秒，依次类推。

Date类的构造方法，和常见的成员方法

2. SimpleDateFormat

把Date对象转换为指定格式的日期字符串这个操作，叫做日期格式化
反过来把指定格式的日期符串转换为Date对象的操作，叫做**日期解析

注意：创建SimpleDateFormat对象时，在构造方法的参数位置传递日期格式，而日期格式是由一些特定的字母拼接而来的。我们需要记住常用的几种日期/时间格式

字母	   表示含义
yyyy	年
MM		月
dd		日
HH		时
mm		分
ss		秒
SSS		毫秒

"2022年12月12日" 的格式是 "yyyy年MM月dd日"
"2022-12-12 12:12:12" 的格式是 "yyyy-MM-dd HH:mm:ss"
按照上面的格式可以任意拼接，但是字母不能写错

上代码演示一下

3. Calendar类

Calendar类表示日历，它提供了一些比Date类更好用的方法。

用Date类就不太好做，而用Calendar就特别方便。因为Calendar类提供了方法可以直接对日历中的年、月、日、时、分、秒等进行运算。

4. JDK8日期、时间、日期时间

为什么以前的Date类就可以表示日期，为什么要有新增的日期类呢？

JDK8新增的日期类分得更细致一些，比如表示年月日用LocalDate类、表示时间秒用LocalTime类、而表示年月日时分秒用LocalDateTime类等；除了这些类还提供了对时区、时间间隔进行操作的类等。它们几乎把对日期/时间的所有操作都通过了API方法，用起来特别方便。

LocalDate类的基本使用
LocalTime类的基本使用
LocalDateTime类的基本使用

5. JDK8日期（时区）

由于世界各个国家与地区的经度不同，各地区的时间也有所不同，因此会划分为不同的时区。每一个时区的时间也不太一样。

6. JDK8日期（Instant类）

通过获取Instant的对象可以拿到此刻的时间，该时间由两部分组成：从1970-01-01 00:00:00 开始走到此刻的总秒数+不够1秒的纳秒数。

该类提供的方法如下图所示，可以用来获取当前时间，也可以对时间进行加、减、获取等操作。

作用：可以用来记录代码的执行时间，或用于记录用户操作某个事件的时间点。

7. JDK8日期（格式化器）

演示一下

/**
 *  目标：掌握JDK 8新增的DateTimeFormatter格式化器的用法。
 */
public class Test6_DateTimeFormatter {
    public static void main(String[] args) {
        // 1、创建一个日期时间格式化器对象出来。
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss");

        // 2、对时间进行格式化
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        System.out.println(now);

        String rs = formatter.format(now); // 正向格式化
        System.out.println(rs);

        // 3、格式化时间，其实还有一种方案。
        String rs2 = now.format(formatter); // 反向格式化
        System.out.println(rs2);

        // 4、解析时间：解析时间一般使用LocalDateTime提供的解析方法来解析。
        String dateStr = "2029年12月12日 12:12:11";
        LocalDateTime ldt = LocalDateTime.parse(dateStr, formatter);
        System.out.println(ldt);
    }
}

8. JDK8日期（Period类）

先来演示Period类的用法，它的方法如下图所示。可以用来计算两个日期之间相隔的年、相隔的月、相隔的日。只能两个计算LocalDate对象之间的间隔

9. JDK8日期（Duration类）

可以用于计算两个时间对象相差的天数、小时数、分数、秒数、纳秒数；支持LocalTime、LocalDateTime、Instant等时间

下一篇《Java学习笔记（二）》

参考