Java
一、 Java基础
1. Java基础概念
1.1 Java基础知识图解：
1.2 Java基础课程体系：
第一部分：编程语言核心结构
主要知识点：变量、基本语法、分支、循环、数组、…
第二部分：Java面向对象的核心逻辑
主要知识点：OOP、封装、继承、多态、接口、…
第三部分：开发Java SE高级应用程序
主要知识点：异常、集合、I/O、多线程、反射机制、网络编程、……
第四部分：实训项目
项目一：家庭收支记账软件
项目二：客户信息管理软件
项目三：开发团队人员调度软件
附加项目一：银行业务管理软件
附件项目二：单机考试管理软件
1.3 Java技术体系平台：
1.4 Java主要应用领域 ：
? 从Java的应用领域来分，Java语言的应用方向主要表现在以下几个方面：
? 企业级应用：主要指复杂的大企业的软件系统、各种类型的网站。Java的安全机制以及
它的跨平台的优势，使它在分布式系统领域开发中有广泛应用。应用领域包括金融、电
信、交通、电子商务等。
? Android平台应用：Android应用程序使用Java语言编写。Android开发水平的高低
很大程度上取决于Java语言核心能力是否扎实。
? 大数据平台开发：各类框架有Hadoop，spark，storm，flink等，就这类技术生态
圈来讲，还有各种中间件如flume，kafka，sqoop等等 ，这些框架以及工具大多数
是用Java编写而成，但提供诸如Java，scala，Python，R等各种语言API供编程。
? 移动领域应用：主要表现在消费和嵌入式领域，是指在各种小型设备上的应用，包括手
机、PDA、机顶盒、汽车通信设备等
1.5 Java语言运行机制及运行过程：
（1）Java语言的特点：
特点一：面向对象
两个基本概念：类、对象
三大特性：封装、继承、多态
特点二：健壮性
吸收了C/C++语言的优点，但去掉了其影响程序健壮性的部分（如指针、内存的申请与
释放等），提供了一个相对安全的内存管理和访问机制
特点三：跨平台性
跨平台性：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。“Write
once , Run Anywhere”
原理：只要在需要运行 java 应用程序的操作系统上，先安装一个Java虚拟机 (JVM Java
Virtual Machine) 即可。由JVM来负责Java程序在该系统中的运行。
（2）Java语言特点：跨平台性
（3）Java三种核心机制：
**1. Java虚拟机（**Java Virtual Machine）
虚拟机就是在真实机器中用软件模拟实现的一种虚拟机器。Java虚拟机代码被存储在.class文件中；每个文件都包含最多一个public类
2. 垃圾收集机制（Garbage Collection）
Java编程语言解除了程序员取消分配存储器的责任，它可提供一种系统级线程以跟踪每一存储器的分配情况。在Java虚拟机的空闲周期，垃圾收集线程检查并释放那些可被释放的存储器
3. 代码安全性检测（Code Security）
在运行时，执行机器只是将.class类文件通过交互后使用，一般情况下是看不到它的源代码.Java，如果想要看到.Java源程序，就要通过专用反编译工具，才能够看到。这就体现了Java在运行环境中相对其它语言来说，加强了代码的安全性。
Java程序还会出现内存泄漏和内存溢出问题吗？Yes!
1.6 Java语言环境搭建：
-
明确什么是JDK, JRE
-
JDK、JRE、JVM（虚拟机）关系：
JDK = JRE + 开发工具集（例如Javac编译工具等）
JRE = JVM + Java SE标准类库
-
下载 JDK
-
-
安装 JDK
-
傻瓜式安装，下一步即可。
-
建议：安装路径不要有中文或者空格等特殊符号。
-
如果操作系统是64位的，软件尽量选择支持64位的（除非软件本身不区分）。
-
当提示安装 JRE 时，正常在JDK安装时已经装过了，但是为了后续使用Eclipse等开发
-
工具不报错，建议也根据提示安装JRE。
-
-
配置环境变量
? path：windows系统执行命令时要搜寻的路径。
-
验证是否成功：javac java
-
选择合适的文本编辑器或 IDE 开发
-
1.7开发体验-HelloWorld（第一个Java程序）：
步骤：
? 
**注释：**字节码文件名称为源文件中的类名称
? class -定义类；exe -可执行程序的扩展名
? 运行时不加后缀 .class
实例：
public class HelloWorld {
/* 第一个Java程序
* 它将输出字符串 Hello World
*/
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World"); // 输出 Hello World
}
}
1.8 注释（Comment）：
- 用于注解说明解释程序的文字就是注释。
- Java中的注释类型：
- 单行注释 //
- 多行注释 /* */
- 文档注释 (java特有) /** */
- 提高了代码的阅读性；调试程序的重要方法。
- 注释是一个程序员必须要具有的良好编程习惯。
- 将自己的思想通过注释先整理出来，再用代码去体现
（1）单行和多行注释：
- Java三种注释：
- 文档注释：
-
文档注释（Java特有）
-
格式：/**
? @author 指定java程序的作者
? @version 指定源文件的版本
? */
-
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。
-
一般用在类、方法和变量上面，用来描述其作用
-
操作方式(案例)
javac -d myHello -author -version HelloJava.java
1.9 Java API文档
-
API （Application Programming Interface,应用程序编程接口）是 Java 提供的基本编程接口。
-
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。
-
下载API：
http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html
? Additional Resources-Java SE 8 Documentation下载。
-
详见：JDK8的下载-安装-配置.doc
总结：
Java集成开发环境（IDK）：
- JBuilder：http://edn.embarcadero.com/cn/jbuilder
- NetBeans：https://netbeans.org/features/index.html
- Eclipse（免费、常用）：https://eclipse.org/
- MyEclipse：http://www.myeclipsecn.com/
- IntelliJ IDEA（常用）：https://www.jetbrains.com/idea/
二、Java 基本语法
一个 Java 程序可以认为是一系列对象的集合，而这些对象通过调用彼此的方法来协同工作。下面简要介绍下类、对象、方法和实例变量的概念。
- 对象：对象是类的一个实例，有状态和行为。例如，一条狗是一个对象，它的状态有：颜色、名字、品种；行为有：摇尾巴、叫、吃等。
- 类：类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态。
- 方法：方法就是行为，一个类可以有很多方法。逻辑运算、数据修改以及所有动作都是在方法中完成的。
- 实例变量：每个对象都有独特的实例变量，对象的状态由这些实例变量的值决定。
2.1 关键字与保留字：
2.1.1 关键字（keyword）：
**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：**关键字中所有字母都为小写
官方地址：
https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/_keywords.html
2.1.2 保留字(reserved word)：
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。自己命名标识符时要避免使用这些保留字
goto 、const
2.2 标识符(ldentifier)：
标识符：
Java 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
技巧：凡是自己可以起名字的地方都叫标识符。
定义合法标识符规则：
-
由26个英文字母大小写，0-9 ，_或 $ 组成
-
数字不可以开头。
-
不可以使用关键字和保留字，但能包含关键字和保留字。
-
Java中严格区分大小写，长度无限制。
-
标识符不能包含空格。
练习：miles, Test, a++, --a, 4#R, $4, #44, apps, class, public, int, x, y, radius
Java中的名称命名规范：
- 包名：多单词组成时所有字母都小写：xxxyyyzzz
- 类名、接口名：多单词组成时，所有单词的首字母大写：XxxYyyZzz
- 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
- 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
- 源文件名：源文件名必须和类名相同。当保存文件的时候，你应该使用类名作为文件名保存（切记 Java 是大小写敏感的），文件名的后缀为 .java。（如果文件名和类名不相同则会导致编译错误）。
- 主方法入口：所有的 Java 程序由 public static void main(String[] args) 方法开始执行。
注意1：在起名字时，为了提高阅读性，要尽量有意义，“见名知意”。
注意2：java采用unicode字符集，因此标识符也可以使用汉字声明，但是不建议使用。
2.3 变量：
变量的概念：
- 内存中的一个存储区域
- 该区域的数据可以在同一类型范围内不断变化
- 变量是程序中最基本的存储单元。包含变量类型、变量名和存储的值
变量的作用：
用于在内存中保存数据
使用变量注意：
- Java中每个变量必须先声明，后使用
- 使用变量名来访问这块区域的数据
- 变量的作用域：其定义所在的一对{ }内
- 变量只有在其作用域内才有效
- 同一个作用域内，不能定义重名的变量
声明变量
语法：<数据类型> <变量名称>
例如：int var;
变量的赋值
语法：<变量名称> = <值>
例如：var = 10;
声明和赋值变量
语法： <数据类型> <变量名> = <初始化值>
例如：int var = 10;
2.3.1 变量的使用（重点）：
- 按数据类型分类：
详细说明：
-
整型：byte(1字节=8bit) \ short(2字节) \ int(4字节) \ long(8字节)
? 1. byte范围：-128 ~ 127
? 2. 声明long型变量，必须以"l"或"L"结尾
? 3. 通常，定义整型变量时，使用int型。
? 4. 整型的常量，默认类型是：int型
-
浮点型：float(4字节) ：单精度\ double(8字节)：双精度
① 浮点型，表示带小数点的数值
② float表示数值的范围比long还大
③ 定义float类型变量时，变量要以"f"或"F"结尾
④ 通常，定义浮点型变量时，使用double型。
⑤ 浮点型的常量，默认类型为：double -
字符型：char (1字符=2字节)
① 定义char型变量，通常使用一对 ‘ ’ ,内部只能写一个字符
② 表示方式：1.声明一个字符 2.转义字符 3.直接使用 Unicode 值来表示字符型常量
-
布尔型：boolean
① 只能取两个值之一：true 、 false
② 用来判断逻辑条件，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；
class Boole {
public static void main(String[] args) {
//4.布尔型：boolean
//① 只能取两个值之一：true 、 false
//② 常常在条件判断、循环结构中使用
boolean bb1 = true;
System.out.println(bb1);
//
boolean isMarried = false;
if(isMarried){
System.out.println("你就不能参加\"单身\"party了！\\n很遗憾");
}else{
System.out.println("你可以多谈谈女朋友！");
}
}
}
-
定义变量的格式：
数据类型 变量名 = 变量值;
或
数据类型 变量名;
变量名 = 变量值; -
基本数据类型变量间运算规则
3.1 涉及到的基本数据类型：除了boolean之外的其他7种
3.2 自动类型转换(只涉及7种基本数据类型）
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
3.3 强制类型转换(只涉及7种基本数据类型）：自动类型提升运算的逆运算。
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。
2.3.2 String与8种基本数据类型间的运算
- String属于引用数据类型,翻译为：字符串
- 声明String类型变量时，使用一对 " "
- String可以和8种基本数据类型变量做运算，且运算只能是连接运算：+
- 运算的结果仍然是String类型
避免：
String s = 123;//编译错误
String s1 = “123”;
int i = (int)s1;//编译错误
/*
String类型变量的使用：
1、String属于引用型数据类型,翻译为:字符串
2、声明String类型变量时，使用一对""
3、String可以和八种基本数据类型变量做运算，且运算只能是连接运算：+
4、运算的结果仍然是String类型
*/
class StringText {
public static void main(String[] args) {
int no = 10; //定义int变量no，赋值10
String str = "abcdef"; //定义String型变量str，赋值abcdef
String str1 = str + "xyz" +no; //定义String型变量str1,赋值abcdefxyz10
str1 = str1 + "123"; //将abcdefxyz10123 赋给str1
char c = '国'; //定义char型变量c，赋值 国
double pi = 3.1416; //定义浮点型double变量pi，赋值3.1416
str1 = str1 + pi; //将abcdefxyz101233.1416 赋给str1
boolean b = false; //定义布尔型boolena变量b，赋值false
str1 = str1 + b; //将abcdefxyz101233.1416false 赋给str1
str1 = str1 + c; //将abcdefxyz101233.1416false国 赋给str1
System.out.println("str1 = " + str1); //输出str1 = abcdefxyz101233.1416false国
//练习1
//String str1 = 4; //判断对错：no.原因：声明String类型变量时，使用一对""
String str2 = 3.5f + ""; //判断str2对错：yes
System.out.println(str2); //输出：“3.5”
System.out.println(3 + 4 + "Hello!"); //输出：7Hello!
System.out.println("Hello!" + 3 + 4); //输出：Hello!34
System.out.println('a' + 1 + "Hello!"); //输出：98Hello!
System.out.println("Hello!" + 'a' + 1); //输出：Hello!a1
}
}
2.4 运算符：
2.4.1 算数运算符：
算术运算符的注意问题
- 如果对负数取模，可以把模数负号忽略不记，如：5%-2=1。 但被模数是负数则不可忽略。此外，取模运算的结果不一定总是整数。
- 对于除号“/”，它的整数除和小数除是有区别的：整数之间做除法时，只
- 保留整数部分而舍弃小数部分。 例如：int x=3510;x=x/1000*1000; x的结果是？“+”除字符串相加功能外，还能把非字符串转换成字符串.例如：System.out.println(“5+5=”+5+5); //打印结果是？ 5+5=55 ?
2.4.2 赋值运算符：
- 符号：=
- 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。
- 支持连续赋值。
- 扩展赋值运算符： +=, -=, *=, /=, %=
// +=， -=，*=，/=，%= 使用方法
class Example {
public static void main(String [] args){
int num1 = 5;
num1 += 2;
int num2 = 10;
num2 -= 2;
int num3 = 20;
num3 *= 2;
int num4 = 20;
num4 /= 2;
int num5 = 20;
num5 %= 3;
System.out.println(num1); // 7
System.out.println(num2); // 8
System.out.println(num3); // 40
System.out.println(num4); // 10
System.out.println(num5); //2
}
}
2.4.3 比较运算符：
2.4.4 逻辑运算符：
//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&&
class Untitled {
public static void main(String[] args) {
boolean b1 = true;
b1 = false;
int num1 = 10;
if(b1 & (num1++ > 0)){
System.out.println("我现在在北京");
}else{
System.out.println("我现在在南京");
}
System.out.println("num1 = " + num1);
boolean b2 = true;
b2 = false;
int num2 = 10;
if(b2 && (num2++ > 0)){
System.out.println("我现在在北京");
}else{
System.out.println("我现在在南京");
}
System.out.println("num2 = " + num2);
// 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||
boolean b3 = false;
b3 = true;
int num3 = 10;
if(b3 | (num3++ > 0)){
System.out.println("我现在在北京");
}else{
System.out.println("我现在在南京");
}
System.out.println("num3 = " + num3);
boolean b4 = false;
b4 = true;
int num4 = 10;
if(b4 || (num4++ > 0)){
System.out.println("我现在在北京");
}else{
System.out.println("我现在在南京");
}
System.out.println("num4 = " + num4);
}
}
2.4.5 位运算符：
Java 语言中的位运算符分为位逻辑运算符和位移运算符两类
具体详情：Java位运算符：Java移位运算符、复合位赋值运算符及位逻辑运算符 (biancheng.net)
2.4.6 三元运算符（条件运算符）：
Java 提供了一个特别的三元运算符（三目运算符）经常用于取代某个类型的 if-then-else 语句。条件运算符的符号表示为“?:”，使用该运算符时需要有三个操作数，因此称其为三目运算符。使用条件运算符的一般语法结构为：
**技巧：**可以将条件运算符理解为 if-else 语句的简化形式，在使用较为简单的表达式时，使用该运算符能够简化程序代码，使程序更加易读。
2.4.7 运算符优先级：
- 运算符有不同的优先级，所谓优先级就是表达式运算中的运算顺序。如下表，上一行运算符总优先于下一行。
- 只有单目运算符、三元运算符、赋值运算符是从右向左运算的。
2.5 流程控制：
掌握 Java 中顺序结构的使用
掌握 if 的单条件、多条件和嵌套用法
掌握 switch 语句的使用
掌握 while 和 do…while 的使用
掌握 for 语句的使用
掌握 foreach 语句的使用
熟悉 return 语句的用法
了解 break 语句和 continue 语句
-
流程控制语句是用来控制程序中各语句执行顺序的语句，可以把语句组合成能完成一定功能的小逻辑模块。
-
其流程控制方式采用结构化程序设计中规定的三种基本流程结构，即：
? 1. 顺序结构
? 2. 分支结构 （
if…else、switch-case）? 3. 循环结构 （
while、do…while、for）
2.5.1 分支结构：
①. if…else：
if 语句三种格式：
-
if (条件表达式) { 执行代码块; // 语句块 } -
if (条件语句) { 执行代码块1; } else{ 执行代码块2; } -
if (条件表达式1) { 执行代码块1; } else if (条件表达式2) { 执行代码块2; } .... else { 执行代码块n; }
使用说明：
-
? 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”
小白努力学习中…