Java基础

Java语言基础组成：1.关键字  2.标识符  3.注释 4.变量和常量  5.运算符  6.语句 7.函数 8.数组
标识符：由26个英文字母大小写，数字：0-9 符号：- $组成
  规则：1.数字不可以开头
        2.不可以使用关键字
一. 数据类型：
1.引用数据类型：包括类(class)  接口(interface) 和数组([ ])
2.基本数据类型：包括字符型(char)  布尔型(boolean) 和数值类型，而数值类型又包括整数类型(byte，short，int，long)和浮点类型(float，double)
3.注意：一般情况下整数默认为int ，小数默认为double
4.各类型所占二进制位数：
基本类型：byte二进制位数：8
包装类：java.lang.Byte
最小值：Byte.MIN_VALUE=-128
最大值：Byte.MAX_VALUE=127

基本类型：short 二进制位数：16
包装类：java.lang.Short
最小值：Short.MIN_VALUE=-32768
最大值：Short.MAX_VALUE=32767

基本类型：int 二进制位数：32
包装类：java.lang.Integer
最小值：Integer.MIN_VALUE=-2147483648
最大值：Integer.MAX_VALUE=2147483647

基本类型：long 二进制位数：64
包装类：java.lang.Long
最小值：Long.MIN_VALUE=-9223372036854775808
最大值：Long.MAX_VALUE=9223372036854775807

基本类型：float 二进制位数：32
包装类：java.lang.Float
最小值：Float.MIN_VALUE=1.4E-45
最大值：Float.MAX_VALUE=3.4028235E38

基本类型：double 二进制位数：64
包装类：java.lang.Double
最小值：Double.MIN_VALUE=4.9E-324
最大值：Double.MAX_VALUE=1.7976931348623157E308

基本类型：char二进制位数：16
包装类：java.lang.Character
最小值：Character.MIN_VALUE=0
最大值：Character.MAX_VALUE=65535
5 单精度和双精度：
单精度：float的精度是6位有效数字，取值范围是10的-38到10的38次方占用4个字节
双精度：15位有数字，范围：10的-308到10的308次方占用8个字节
单精度和双精度的区别：双精度要比单精度所存储的位数更多，至于说3.14是双精度，是因为Java中，默认的小数都是double类型，也就是双精度的，如果要定义单精度的话，那就要在小数的后面加上f或者F，即double=3.14，float=3.14f。
6 关于基本数据类型的一个简单的例子：
1）语句 byte b=3;
 编译可以通过,因为3会自动判断是不是在b的范围内。
2）b=b+2 
  编译会报错 ，3是常量是固定的所以赋值给byte b,而b+2,b是变化的，不确定，当类型提升时会报错：可能会丢失精度。
3）b=(byte)(b+2)
强制类型转换，会把int类型的前3个8位砍掉。强制类型转换的应用，例如：把double转为int。提示：int与float作运算的时候结果为float， ' a'+1中的'a'也会进行自动类型提升结果为98。
7 一些关于计算机理论基础的运算符：
   >>代表右移  带符号右移就是将那个数转为2进制然后在前面补1或0
   如果是整数补0，负数补1
例：11>>2
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011--->0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010
    -11>>2
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101---->1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101
 ~代表反码 ；^代表异或 ；  &代表与
8 精确运算： 

<span style="font-family:SimSun;">double a=0.1;double b=0.006;System.out.println(a+b);</span>

打印结果为:0.106000 00001
    出现这种结果的原因是64位的double不能完全装下运算结果。
    如果想得到精确的结果要用到BigDecimal类。   

<span style="font-family:SimSun;">BigDecimal a=new BigDecimal("0.1");BigDecimal b=new BigDecimal("0.006");a.add(b);</span>

结果为:0.106   

9 自动装拆箱
java中数据类型分为两种 ： 基本数据类型   引用数据类型(对象)
在 java程序中所有的数据都需要当做对象来处理，针对8种基本数据类型提供了包装类，如下：
int --> Integer
byte --> Byte
short --> Short
long --> Long
char --> Character
double --> Double
float --> Float
boolean --> Boolean
jdk5以前基本数据类型和包装类之间需要互转：
基本---引用   Integer x = new Integer(x);
引用---基本   int num = x.intValue();
1) Integer x = 1; x = x + 1;  经历了什么过程？装箱-->拆箱--> 装箱；
2) 为了优化，虚拟机为包装类提供了缓冲池，Integer池的大小 -128~127 一个字节的大小；
3) String池：Java为了优化字符串操作 提供了一个缓冲池；

二. 面向对象

     面向对象是基于面向过程而言的。
     面向对象和面向过程都是一种思想。
     面向过程：强调的是功能行为
     面向对象：将功能封装对象，强调具备功能的对象， 面向对象是基于面向过程的。

三 成员变量和局部变量

     作用范围：1.成员变量：作用于整个类中。 2.局部变量作用于方法中或者语句中。
     在内存中的位置：1.成员变量：在堆内存中，因为对象的存在，才在内存中存在。2.局部变量：存在栈内存中

四 封装

     封装：是指隐藏对象的属性和实现细节，仅对外提供访问方式。
     好处：1.将变化隔离  2.便于使用   3.提高重用性    4.提高安全性

     封装原则：1.将不需要对外提供的内容都隐藏起来 2.把属性都隐藏起来，提供公共方法对其访问

     1 单例设计模式：

     解决的问题：保证一个类在内存中的对象唯一性。

     实际应用比如：多程序读取一个配置文件时，建议配置文件封装成对象。会方便操作其中数据，又要保证多个程序读到的是同一个配置文件对象，就需要该配置文件对象在内存中是唯一的。Runtime()方法就是单例模式设计出来的。

     2 如何保证对象唯一性呢？

     思想：

     1 不让其他程序创建该类对象。

     2 在本类中创建一个本类对象。

     3 对外提供方法，让其他程序获取这个对象。

    步骤：

     1 因为创建对象都需要构造函数初始化，只要将本类中的构造函数私有化，其他程序就无法再创建该类对象；

     2 就在类中创建一个本类的对象；

     3 定义一个方法，返回该对象，让其他程序可以通过方法就得到本类对象。（作用：可控）

    代码体现：

     1 私有化构造函数；

     2 创建私有并静态的本类对象；

     3 定义公有并静态的方法，返回该对象。

    示例代码如下：   

//饿汉式class Single {private Single() {} // 私有化构造函数。private static Single s = new Single(); // 创建私有并静态的本类对象。public static Single getInstance() { // 定义公有并静态的方法，返回该对象。return s;}}// 懒汉式:延迟加载方式。class Single2 {private Single2() {}private static Single2 s = null;public static Single2 getInstance() {if (s == null)s = new Single2();return s;}}

五 构造函数：

    构造函数中不可以写return语句
    对象一建立就会调用与之对应的构造函数
    构造函数的作用：可以用于给对象进行初始化
    构造函数的小细节：当一个类中没有构造函数时，系统会默认给该类加入一个空参数的构造函数。当在类中自定义了构造函数后，默认的构造函数就没有了。
    当分析事物时，该事物存在具备一些特性或者行为，那么将这些内容定义在构造函数中。

六 构造函数代码块：

    构造代码块中定义的是不同对象共性的初始化内容
    作用：给对象进行初始化， 对象一建立就运行，且优先于构造函数执行
    和构造函数的区别：
    1.构造函数代码块是给所有对象进行统一初始化   
    2.而构造函数是给对应对象初始化，事例代码：           

<span style="font-family:SimSun;">class Person{  {    System.out.println("person");//构造代码块   }}</span>

七 this

this代表它所在函数所属对象的引用。即那个对象在调用this所在的函数，this就代表哪个对象。
this的应用：当定义类中功能时，该函数内部要用到调用该函数的对象时，这时用this来表示这个对象。

八 静态

   1 用法：是一个修饰符，用于修饰成员（成员变量，成员函数）； 当成员被静态修饰后，就多了一个调用方式，除了可以被对象调用外，还可以直接被类名调用。类名.静态成员。
   2 static特点：
     1） 随着类的加载而加载；也就是说：静态会随着类的消失而消失。说明它的生命周期最长。
     2） 优先于对象存在 ； 明确一点：静态是存在，对象是后存在的。 
     3） 被所有对象所共享。
     4） 可以直接被类名调用。
   3 实例变量和类变量的区别：
     1） 存在位置： 类变量随着类的加载而存在于方法区中。 实例变量随着对象的建立而存在于堆内存中。
     2） 生命周期： 类变量生命周期最长，随着类的消失而消失，实例变量生命周期随着对象的消失而消失。
   4 静态的使用注意事项：
     1） 静态方法只能访问静态成员； 非静态方法既可以访问静态也可以访问非静态。
     2） 静态方法中不可以定义this，super关键字；  因为静态优先于对象存在。所以静态方法中不可以出现this。
   5 静态的利弊：
     利：对对象的共享数据进行单独空间的存储，节省空间。没有必要每一个对象中都存储一份。可以直接被类名 调用
     弊：生命周期过长。访问有局限（静态虽好，但只能静态访问静态）       
 九.多态
 1 多态的特点：
   1）多态的体现：
      父类的引用指向了自己的子类对象。//Animal a = new Cat();
      父类的引用也可以接受自己的子类对象。
   2）多态的前提：
      必须是类与类之间有关系，要么继承要么实现。
      通常还有一个前提：存在覆盖。
   3）多态的好处：
      多态的出现大大的提高了程序的扩展性。
   4）多态的弊端：
      提高了扩展性但是只能使用父类的引用访问父类中成员，即不能访问子类成员。(前期不能使用后期产生的功能，即访问的局限性)
   5）转型：
      向上转型：类型提升。
      向下转型：强制将父类的引用转换成子类类型，向下转型。
   6）注意：
      千万不能出现这样的操作：就是将父类对象转成子类类型。
      多态自始至终都是子类对象在做着变化。
 2 在多态中非静态成员函数的特点：
    在编译时期：参阅引用类型变量所属的类中是否有调用的方法，如果有，编译通过。反之编译失败。
    在运行时期：参阅对象所属的类中是否有调用的方法。
      简单总结：成员函数在多态调用时，编译看左边，运行看右边。
 3 在多态中静态成员函数的特点：

    多态中成员变量的特点：无论编译还是运行，都参考左边（引用型变量所属的类)。
多态中静态成员函数的特点：无论编译和运行，都参考左边。
                静态绑定：静态方法一加载内存就被绑定在方法所属的类上。           

 反映静态和非静态在多态中区别的一段示例代码： 

class Father {static String sayHi() {return "Father say hi";}String name() {return "name is Father";}}class Son extends Father {static String sayHi() {return "Son say hi";}String name() {return "name is Son";}}class Differ {public static void main(String args[]) {Father s = new Son();System.out.println(s.sayHi() + "----" + s.name());}}

                             

class Father {static String sayHi() {return "Father say hi";}String name() {return "name is Father";}}class Son extends Father {static String sayHi() {return "Son say hi";}String name() {return "name is Son";}}class Differ {public static void main(String args[]) {Father s = new Son();System.out.println(s.sayHi() + "----" + s.name());}}

输出结果为：

Father say hi----name is Son

结果分析：因为子类继承了静态方法sayHi()，但并没有动态绑定到Son对象上因此，Son对象的sayHi()方法并没有复写父类的该方法。因此打印的结果为Father say hi。
十 继承：

1 继承的好处：
    1) 提高了代码的复用性
    2) 让类与类之间产生了关系。有这个关系，才有了多态的特性。
       注意：不能为了获取其他类的方法，简化代码而继承。

    3) java不支持多继承。
    原因：多继承容易带来安全隐患：当多个父类中定义了相同的功能，当功能内容不同时子类对象不确定要运行哪一个（致命方块）。但是java保留这种机制。并用另一种体现形式来完全表现。多实现。
    4) 子类出现后，类成员的特点：
    变量
    如果子类中出现非私有的同名成员变量时，子类要访问本类中的变量，用this。子类要访问父类中的同名变量时 用super。
    super的使用和this的使用几乎一致。
    this代表的是本类对象的引用
    super代表的是父类对象的引用
    子父类中的函数
    当子类出现和父类一模一样的函数时，当子类对象调用该函数，会运行子类函数的内容。如同父类的函数被覆盖一样。
    这种情况是函数的另一种特性：重写（覆盖）
    当子类继承父类，沿袭了父类的功能到子类中，但子类虽具备该功能，但功能的内容却和父类不一致。这时，没有必要定义新功能，而是使用覆盖特性，保留父类的功能定义，并重写功能内容。    
    提示：1.子类覆盖父类，必须保证子类权限大于等于父类权限，才可以覆盖否则编译失败。
          2.静态只能覆盖静态。静态不能覆盖非静态。
          3.重载和重写的区别：重载：只看同名函数的参数列表， 重写：字父类方法一模一样。（子类的返回类型可与父类有一定关系）。                             
    子父类中的构造函数
    在对子类进行初始化时，父类的构造函数也会运行，那是因为子类的构造函数默认第一行有一条隐式的语句：super()； super()：会访问父类中空参数的构造函数。而且子类中的所有构造函数默认第一行是super()；
    问：为什么子类一定要访问父类中的构造函数。
    答：因为父类的数据子类可以直接获取。所以建立时，需要先查看父类但是如何对这些数据进行初始化的。所以子类在对象初始化时，要先访问一下父类中 的构造函数。如果要访问父类中指定的构造函数，可以通过动定义super语句的方式指定。
    注意：super语句一定定义在子类构造函数的第一行，构造函数内要么有this()要么有super()两者只能择其一。
    结论：子类的所有构造函数，默认都会访问父类中空参数的构造函数。因为子类每一个构造函数内的第一行都有一句隐式语句super();当父类中没有空参数构造函数时，子类必须通过super或者this语句形式来指定要访问的构造函数。当然子类的构造函数第一行也可以收到指定this语句来访问本类中的构造函数，子类中至少有一个构造函数会访问父类中的构造函数。     

     提示：抽象函数中也有构造方法但不能被实例化，子类的构造函数会调用抽象父类的构造函数。并且java中子类不不继承父类的构造函数的。   

2 final特点：

1)这个关键字是一个修饰符，可以修饰类，方法，变量。

2)被final修饰的类是一个最终类，不可以被继承。

3)被final修饰的方法是一个最终方法，不可以被覆盖。

4)被final修饰的变量是一个常量，只能赋值一次。

3 抽象类
     当多个类出现相同功能，但是功能主体不同，这时可以进行向上抽取功能定义，而不抽取功能主体。                                        
   抽象类的特点：

    1)抽象方法一定在抽象类中，抽象方法只能定义在抽象类中，抽象类和抽象方法必须由abstract关键字修饰（可以描述类和方法，不可以描述变量）。

    2)抽象方法只定义方法声明，并不定义方法实现。

    3)抽象类不可以被创建对象(实例化)，因为调用抽象方法没有意义。

    4)抽象类中的抽象方法要被使用，必须用子类复写所有的抽象方法后，建立子类对象调用。如果子类只覆盖了部分方法，那么该子类好是一个抽象类。 

    5)抽象类只能单继承。

   抽象类的细节：

1)问：抽象类中是否有构造函数？答：有，用于给子类对象进行初始化。

2)问：抽象类中是否可以定义非抽象方法？答：可以。其实，抽象类和一般类没有太大的区别，都是在描述事物，只不过抽象类在描述事物时，有些功能不具体。所以抽象类和一般类在定义上，都是需要定义属性和行为的。只不过，比一般类多了一个抽象函数。而且比一般类少了一个创建对象的部分。

3)抽象关键字abstract和哪些不可以共存？final , private , static 

4)抽象类中可不可以不定义抽象方法？可以。抽象方法目的仅仅为了不让该类创建对象。

4 接口

    1) 接口：初期理解，可以认为是一个特殊的抽象类。当抽象类中的方法都是抽象的，那么该类可以通过接口的形式表示。class定义类，interfce用于定义接口。接口是不可以创建对象的，因为有抽象方法。需要被子类实现，子类对接口中的对象方法全都覆盖后，子类才可以实例化，否则子类是一个抽象类。接口可以被类多实现，也是对多继承不支持的转换形式。java支持多实现。接口和接口间可以继承，并支持多继承。
    2) 接口定义时，格式特点：             
     接口中的常见定义：常量，抽象方法。
     接口中的成员都有固定修饰符：
     常量：public static final
     方法：public abstract
    3) 接口的特点：
     接口是对外暴露规则
     接口是程序的功能扩展
     接口可以用来多实现
     类与接口之间是实现关系，而且类可以继承一个类的同时实现多个接口。
     接口与接口之间可以有继承关系
下面是一个模拟计算机主板运行与声卡网卡之间的关系，体现了接口提高了功能扩展，降低了耦合性的代码：                      

public interface PCI {public void open();public void close();}class MainBoard {public void run() {System.out.println("mainboard run");}public void usePCI(PCI p) {if (p != null) {p.close();p.open();}}}class NetCard implements PCI {@Overridepublic void open() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("netcard open");}@Overridepublic void close() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("netcaed close");}}class SoundCard implements PCI {@Overridepublic void open() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("SoundCard open");}@Overridepublic void close() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("SoundCard close");}}class DuoTaiDemo {public static void main(String args[]) {MainBoard mb = new MainBoard();mb.run();mb.usePCI(new NetCard());mb.usePCI(new SoundCard());}}

打印结果为：

mainboard run
netcaed close
netcard open
SoundCard close
SoundCard open

4) 抽象类和接口的区别：

(1） 抽象类只能被继承，而且只能单继承。

    接口需要被实现，而且可以多实现。 

(2） 抽象类中可以定义非抽象方法，子类可以直接继承使用。

    接口中都有抽象方法，需要子类去实现。

(3） 抽象类使用的是is a 关系。

    接口使用的is like a 关系。

    我的理解：is a和is like a都是用于继承，区分的关键在于是否实现了新的接口，比如A继承B，但是A只是覆盖了B的方法，则称A is a B;如果A中新增了方法，则称A is like a B. 

(4） 抽象类的成员修饰符可以自定义。

    接口中的成员修饰符是固定的。全都是public的。

十二.内部类

1 内部类的访问规则：
    1) 内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有。之所以可以直接访问外部类中的成员，是因为内部类中持有一个外部类的引用。格式：外部类.this
    2) 外部类要访问内部类，必须建立内部类对象，访问格式：当内部类定义在外部的成员位置上，而且非私有，可以在外部其他类中可以直接建立内部类对象。格式：外部类名。内部类名 变量名=外部类对象.内部类对象;
    3) 当内部类在成员位置上，就可以被成员修饰符所修饰。比如，private:：将内部类在外部类中进行封装；static：内部类就具备static特性。当内部类被static修饰后，只能直接访问外部类中的static成员，出现了访问局限。
    4) 在外部其他类中，如何直接访问static内部类的非静态成员： new Outer.Inner().function();
    5) 在外部其他类中，如何直接访问static内部类的静态成员：Outer.Inner().funtion();
    提示：当内部类中定义了静态成员，该内部类必须是static的。当外部类中的静态方法访问内部类时，内部类也必须是static的。
2 内部类定义在局部时：
    1)不可以被成员修饰符修饰（static.....）
    2)可以直接访问外部类中的成员，因为还持有外部类的引用。但是不可以访问它所在的局部中的变量，只能访问被final修饰的局部变量。（局部变量的生命周期比内部类短因此加final可延长其生命周期） 可参考以下代码：     

class Outer {int x = 3;void method(final int a) {final int y = 4;class Inner {void function() {System.out.println(a);}}new Inner().function();}}class InnerClassDemo {public static void main(String args[]) {Outer out = new Outer();out.method(6);out.method(7);}}

打印结果为：
6
7
3 匿名内部类：
    1)匿名内部类：没有名字的内部类。就是内部类的简化形式。一般只用一次就可以用这种形式。匿名内部类其实就是一个匿名子类对象。想要定义匿名内部类：需要前提，内部类必须继承一个类或者实现接口。
    2)定义匿名内部类的前提：内部类必须是继承一个类或者实现接口。
    3)匿名内部类的格式：new 父类或者接口(){  //定义子类成员或者覆盖父类方法  }
    4)其实匿名内部类是一个匿名子类对象。而且这个对象有点”胖“。可以理解为带内容的对象。
    5)匿名内部类中定义的方法最好不超过3个。
      匿名对象使用方式一：当对象的方法只调用一次时，可以用匿名对象来完成，这样写比较简化。如果对一个对象进行多个成员调用，必须给这个对象起个名字。
      匿名对象使用方式二：可以将匿名对象作为实际参数进行传递。当函数的参数是接口类型引用时，如果接口中的方法不超过3个。可以通过匿名内部类来完成参数的传递。其实就是在创建匿名内部类时，该类中的封装的方法不要过多，最好两个或者两个以内。