黑马程序员入学Java知识(精华总结)

### 黑马程序员入学Java知识（精华总结） #### 一、Java概述与基础知识 ##### 1、何为编程？ 编程是指使用计算机语言来编写指令，这些指令被计算机执行以完成特定任务的过程。通过编程，我们可以控制计算机的行为，解决各种实际问题。 ##### 2、Java语言概述、历史、特点 Java是一种广泛使用的高级编程语言，由Sun Microsystems于1995年发布。它具有以下特点： - **面向对象**：Java支持面向对象编程，包括封装、继承、多态等。 - **平台无关性**：Java程序可以在任何安装了Java虚拟机（JVM）的平台上运行。 - **安全性**：Java提供了严格的内存管理机制，减少了内存泄漏和缓冲区溢出的风险。 - **健壮性**：Java强调“一次编写，到处运行”，确保了程序的稳定性。 - **性能优化**：随着JIT编译器的发展，Java的性能得到了显著提升。 ##### 3、什么是跨平台性？原理是什么？JVM 跨平台性是指编写在一种平台上（如Windows）的程序可以在其他平台上（如Linux或Mac OS）运行而无需修改。Java实现这一特性的关键在于Java虚拟机（JVM）。Java源代码编译成字节码后，由JVM解释执行，这样就使得Java程序可以在不同的操作系统上运行。 ##### 4、JRE和JDK的区别 - **JRE (Java Runtime Environment)**：包含了Java虚拟机（JVM）、Java核心类库和支持文件，是运行Java应用程序所需的环境。 - **JDK (Java Development Kit)**：除了包含JRE之外，还包含编译工具、调试工具、文档生成工具等开发工具，是开发Java程序所需的完整工具包。 ##### 5、Java虚拟机(JVM) Java虚拟机是Java平台的核心组件之一，负责执行字节码。它的主要功能包括： - **执行字节码**：将字节码转换成机器码并执行。 - **内存管理**：自动管理内存，包括垃圾回收机制。 - **安全管理**：提供沙箱模型，限制程序的权限，增强安全性。 ##### 6、Java程序运行机制 Java程序的运行过程如下： 1. **编写源代码**：使用文本编辑器或IDE编写Java源代码。 2. **编译**：使用JDK中的`javac`命令将源代码编译成字节码（`.class`文件）。 3. **加载和执行**：使用JVM加载字节码并执行。 ##### 7、学习Java注意的地方 - **语法严谨**：Java是一门语法严谨的语言，必须遵循其规则。 - **面向对象**：掌握面向对象编程的基本概念和技术。 - **类库使用**：熟悉Java的标准类库及其使用方法。 - **编程实践**：多练习编写程序，提高编程技能。 ##### 8、Java语法格式 Java的语法格式主要包括： - **类定义**：使用`class`关键字。 - **方法定义**：使用`public`、`private`等访问修饰符。 - **变量声明**：例如`int number = 10;`。 - **流程控制**：如`if`、`for`、`while`等。 ##### 9、代码注释 - **单行注释**：使用`//`。 - **多行注释**：使用`/* ... */`。 - **文档注释**：使用`/** ... */`，用于生成API文档。 ##### 10、Java中的标识符 - **命名规则**：由字母、数字、下划线（_）和美元符号（$）组成。 - **首字符**：不能是数字。 - **区分大小写**：`Variable`和`variable`是不同的标识符。 ##### 11、Java中的常量和变量 - **常量**：值在程序运行过程中不可改变。 - **变量**：存储数据的容器，可以改变其值。 - **声明方式**：`类型 变量名 = 初始值;` ##### 12、Java成员变量和局部变量 - **成员变量**：定义在类中但不在任何方法内，通常用于保存对象的状态。 - **局部变量**：定义在方法内部，作用域仅限于该方法。 ##### 13、基本数据类型转换之向上转型和向下转换 - **向上转型**：将子类对象赋值给父类引用，自动进行。 - **向下转换**：将父类引用转换为子类引用，需显式转换。 ##### 14、Java的运算符 Java支持多种运算符，包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符等。 ##### 15、表达式和三目运算符 - **表达式**：计算结果的语句。 - **三目运算符**：条件表达式，语法：`条件 ? 表达式1 : 表达式2`。 ##### 16、程序流程控制 Java支持三种基本的流程控制结构： - **顺序结构**：按顺序执行语句。 - **选择结构**：根据条件选择不同的分支执行。 - **循环结构**：重复执行一段代码，直到满足特定条件。 #### 二、方法与数组 ##### 1、什么是方法（Method）？ 方法是一段被命名的、执行特定任务的代码块。方法可以接收输入参数，并返回一个结果。 ##### 2、Java中方法的格式 ```java public 返回类型 方法名(参数列表) { // 方法体 } ``` - `public`：访问修饰符，表示方法的可见性。 - `返回类型`：方法执行完毕后返回的数据类型。 - `方法名`：方法的名称，采用驼峰命名法。 - `参数列表`：传递给方法的参数。 ##### 3、方法里的属性 方法可以拥有自己的属性，即局部变量，用于在方法内部存储临时数据。 ##### 4、方法特点 - **重用性**：可以多次调用同一个方法。 - **封装性**：隐藏了实现细节，只暴露接口。 - **模块化**：将复杂问题分解为小的任务。 ##### 5、什么是方法的重载（Overload）？ 方法重载是指在同一类中可以定义多个同名的方法，但它们的参数列表不同。这有助于提供更灵活的功能。 ##### 6、可变参数 Java允许在方法中使用可变数量的参数，使用`...`表示，可以接受任意数量的相同类型参数。 ##### 7、数组简介 数组是用来存储固定数量元素的容器。每个元素都有一个索引，从0开始计数。 ##### 8、一维数组的声明与初始化 ```java int[] array = new int[5]; // 声明并初始化长度为5的整型数组 array[0] = 10; // 给数组的第一个元素赋值 ``` ##### 9、数组的使用 数组可以通过索引来访问或修改元素的值。还可以使用循环遍历数组中的所有元素。 #### 三、面向对象（1） ##### 1、什么叫面向对象？ 面向对象编程（OOP）是一种编程范式，它将程序设计围绕“对象”这个概念组织起来。对象是现实世界实体的抽象表示，具有状态（属性）和行为（方法）。 ##### 2、类 类是对象的蓝图，定义了一组共同特征的对象应该具有的属性和行为。 ##### 3、构造方法 构造方法是在创建对象时自动调用的特殊方法，用于初始化对象的状态。 ##### 4、static关键字 `static`关键字用于声明静态成员，包括静态变量和静态方法。静态成员属于类本身，不依赖于任何对象实例。 ##### 5、匿名对象 匿名对象是指没有名字的对象，可以直接使用其方法，但无法存储在变量中。 ##### 6、this关键字 `this`关键字用于引用当前对象，通常用于解决局部变量与成员变量同名的问题。 #### 四、面向对象（2） ##### 7、面向对象之封装 封装是将对象的状态和行为结合在一起的过程。通过封装，可以隐藏对象的内部实现细节，只暴露必要的接口。 ##### 8、访问修饰符 Java中的访问修饰符包括`public`、`protected`、`private`和默认（无修饰符），用于控制类、方法、变量等的访问级别。 ##### 9、类的设计分析 设计类时需要考虑类的职责、属性和行为，以及与其他类的关系。 ##### 10、面向对象之继承 继承允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法，从而实现代码复用。 ##### 11、子类访问父类和方法覆写 子类可以通过继承访问父类的公共成员，并可以覆写父类的方法以提供不同的实现。 ##### 12、super关键字和调用父类构造方法 `super`关键字用于调用父类的构造方法或方法。 ##### 13、面向对象之多态 多态是指一个接口可以有多种不同的实现方式。在Java中，多态通常通过方法覆写和向上转型来实现。 ##### 14、引用变量类型转换 引用变量可以从子类转换为父类类型（向上转型），也可以从父类转换为子类类型（向下转型）。 #### 五、异常处理和常用类 ##### 1、异常 异常是程序执行过程中出现的错误情况。Java通过异常处理机制来捕获和处理这些异常。 ##### 2、异常处理格式 异常处理的基本格式包括`try`、`catch`、`finally`等关键字。 ##### 3、多异常处理 可以使用多个`catch`块来处理不同类型异常。 ##### 4、异常的分类 Java异常分为两大类：`RuntimeException`（运行时异常）和非运行时异常（检查异常）。 ##### 5、声明异常（throws） 在方法签名中使用`throws`关键字声明可能抛出的异常。 ##### 6、throw `throw`关键字用于手动抛出异常。 ##### 7、常用类 Java标准类库提供了许多常用的类，如`String`、`ArrayList`、`HashMap`等。 ##### 8、String方法 `String`类提供了许多方法来操作字符串，如`length()`、`charAt()`、`substring()`等。 ##### 9、StringBuffer与StringBuilder `StringBuffer`和`StringBuilder`类用于构建和操作字符串，区别在于`StringBuffer`是线程安全的。 #### 六、线程技术 ##### 1、进程和线程 - **进程**：系统中能够独立运行的基本单位。 - **线程**：进程中的执行单元，共享进程资源。 ##### 2、创建线程方式 可以通过继承`Thread`类或实现`Runnable`接口来创建线程。 ##### 3、两种进程创建方式比较 继承`Thread`类更简洁，但不能继承其他类；实现`Runnable`接口则更加灵活。 ##### 4、线程的生命周期 线程有新建、就绪、运行、阻塞和死亡五个状态。 ##### 5、控制线程 可以通过`join()`、`sleep()`等方法来控制线程的执行。 ##### 6、多线程安全问题 当多个线程访问同一份资源时，可能会导致数据不一致或错误。 ##### 7、多线程安全问题的解决方法 - **同步**：使用`synchronized`关键字。 - **并发工具类**：如`AtomicInteger`、`ConcurrentHashMap`等。 ##### 8、线程通信 线程之间可以通过`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`等方法来进行通信。 #### 七、集合框架（1） ##### 1、集合类&容器 集合框架提供了一系列接口和实现类，用于存储和操作一组对象。 ##### 2、Collection接口 `Collection`接口是集合框架的基础接口，定义了集合的基本操作。 ##### 3、Iterator接口 `Iterator`接口用于遍历集合中的元素。 ##### 4、集合遍历输出方式 除了使用`Iterator`，还可以使用增强型`for`循环或`foreach`方法来遍历集合。 #### 八、集合框架（2） ##### 1、Collections类 `Collections`类提供了许多静态方法，用于操作和处理集合。 ##### 2、Arrays `Arrays`类提供了一系列静态方法来操作数组，如排序、查找等。 ##### 3、泛型(Generic) 泛型允许在编译时检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的。 ##### 4、泛型的使用 泛型可以通过`<T>`形式定义泛型类型，例如`List<T>`。 #### 九、IO操作（1） ##### 1、IO的概述和File方法 IO（Input/Output）指输入输出操作，`java.io.File`类用于处理文件和目录的操作。 ##### 2、递归(Recursion) 递归是一种自我调用的方法，适用于解决分治问题。 ##### 3、文件过滤器java.io.FilenameFilter `FilenameFilter`接口用于筛选文件名。 ##### 4、流 流是Java中用于读写数据的基本概念，包括输入流和输出流。