JAVA学习笔记（全面）

### JAVA学习笔记（全面） #### 一、Java技术基础 ##### 1.1 编程语言 编程语言是计算机能够理解和执行的一种指令集。根据不同的编程思维和应用场景，编程语言可以分为以下几类： - **机器语言**：由二进制代码组成，是计算机硬件可以直接识别的语言。 - **汇编语言**：一种低级语言，它使用助记符代替机器语言中的二进制指令，提高了可读性和编写效率。 - **高级语言**：与人类自然语言更为接近的语言，例如Java、C++等。 其中，Java是一种典型的面向对象的高级语言，它的设计目标之一是提高软件的可移植性和重用性。 ##### 1.2 Java的特点 Java具有以下几个显著特点： - **平台无关性**：Java代码被编译成字节码后，可以在任何支持Java虚拟机（JVM）的平台上运行，这使得Java应用程序具有很高的可移植性。 - **简单性**：Java的设计理念强调简单易学，避免了C++等语言中的一些复杂特性，如指针。 - **面向对象**：Java完全基于面向对象的编程思想构建，所有的Java程序都是通过类和对象来实现的。 - **健壮性**：Java拥有强大的错误检测能力，并且通过自动垃圾回收机制减少了内存泄漏等问题。 - **多线程**：Java内置了对多线程的支持，可以方便地开发并发程序。 - **自动内存管理**：Java的垃圾回收机制可以自动回收不再使用的对象所占用的内存空间，简化了程序员的工作。 ##### 1.3 Java开发环境 Java开发环境主要由JDK（Java Development Kit）构成，它是编写Java程序的基础工具包。JDK包含以下几个重要组成部分： - **开发工具（Tools）**：如`java`（Java解释器）、`javac`（Java编译器）、`jar`（用于创建和管理Java归档文件）、`rmic`（用于生成RMI存根和骨架类）等命令行工具。 - **JRE（Java Runtime Environment）**：Java运行时环境，包含了运行Java程序所需的所有组件。 - **系统API库**：即Java标准类库，提供了大量的预定义类供开发者使用。 - **JVM（Java Virtual Machine）**：Java虚拟机是运行Java字节码的虚拟机，提供了Java语言的执行环境。 ##### 1.4 Java开发环境配置 为了能够在计算机上编写和运行Java程序，需要正确配置Java开发环境。主要步骤包括： 1. **设置PATH环境变量**：将JDK的bin目录加入到系统路径中，以便于在任何位置使用Java开发工具。 - 示例路径：`D:\Java\jdk1.6.0\bin` 2. **设置CLASSPATH环境变量**：指定Java运行时可以搜索到类或包的路径。 - 示例路径：`.;D:\Java\lib` - 注意：`.`表示当前目录，通常用来指定程序所在目录，便于查找程序所需的`.class`文件。 3. **其他配置**：根据实际情况可能还需要配置其他环境变量或参数，比如针对特定项目的自定义类库路径等。 #### 二、Java语言基础 ##### 2.1 基础语言要素 Java语言的基础要素包括关键字、标识符、常量、变量等。这些要素构成了Java程序的基本单元。 - **关键字**：Java中保留的具有特殊含义的单词，如`public`、`class`、`interface`等。 - **标识符**：用于命名类、变量、方法等的名称。 - **常量**：其值在程序执行过程中不会改变的量，如数字常量、字符串常量等。 - **变量**：用于存储数据的容器，可以在程序运行期间改变其值。 ##### 2.2 八种基本数据类型 Java支持八种基本数据类型，包括四种整数类型、两种浮点类型、一种字符类型和一种布尔类型： - **整数类型**：`byte`、`short`、`int`、`long`。 - **浮点类型**：`float`、`double`。 - **字符类型**：`char`。 - **布尔类型**：`boolean`。 每种数据类型都有其固定的大小和范围，例如`int`类型占用4个字节，可以表示从-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值。 ##### 2.3 常量和变量 - **常量**：其值在程序运行期间不会改变。Java中常量有两种形式：字面量和枚举。 - 字面量直接在代码中表示常量值，如`"Hello"`。 - 枚举是定义了一组有限的常量值的类型。 - **变量**：存储数据的容器，其值可以在程序执行过程中改变。声明变量时需要指定其类型和名称，例如`int age = 20;`。 ##### 2.4 运算符与表达式 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、赋值运算符以及条件运算符等。这些运算符用于构建表达式，表达式可以计算出一个结果。 - **算术运算符**：如加号`+`、减号`-`、乘号`*`、除号`/`等。 - **关系运算符**：如等于`==`、不等于`!=`、小于`<`、大于`>`等。 - **逻辑运算符**：如逻辑与`&&`、逻辑或`||`、逻辑非`!`。 - **位运算符**：如按位与`&`、按位或`|`、按位异或`^`等。 ##### 2.5 编程风格 良好的编程风格对于提高代码可读性和维护性至关重要。Java编程风格的一些建议包括： - 使用有意义的变量名。 - 保持代码格式一致。 - 注释清晰简洁。 - 避免冗余代码。 ##### 2.6 流程控制语句 流程控制语句用于控制程序的执行流程，主要包括选择结构、循环结构等。 - **选择结构**：如`if`语句、`switch`语句。 - **循环结构**：如`for`循环、`while`循环、`do-while`循环。 ##### 2.7 数组 数组是用来存储固定大小的同类型元素的集合。Java支持一维数组、多维数组（包括二维数组）以及对象数组。 - **一维数组**：如`int[] numbers = new int[5];`。 - **二维数组**：如`int[][] matrix = new int[3][4];`。 - **对象数组**：如`Person[] people = new Person[10];`。 数组可以通过下标来访问元素，下标从0开始。 ##### 2.8 字符串 Java中字符串是不可变的对象，一旦创建就不能改变其内容。`String`类提供了丰富的字符串操作方法。 - **创建字符串**：如`String str = "Hello";`。 - **字符串操作**：如拼接`+`、比较`equals`、获取长度`length()`等。 ##### 2.9 方法三要素 方法（或称为函数）是Java中实现特定功能的代码块，主要有三个要素： - **返回类型**：方法执行后返回的结果类型，如`void`表示无返回值。 - **方法名**：唯一标识方法的名称。 - **参数列表**：方法接收输入数据的形式，包括类型和数量。 ##### 2.10 排序算法 排序算法用于对数据进行排序，常见的排序算法有插入排序、冒泡排序等。 - **插入排序**：每次从未排序的部分取出一个元素，插入到已排序部分的适当位置。 - **冒泡排序**：通过重复交换相邻元素的位置，将较大的元素逐步向数组尾部移动。 #### 三、面向对象 面向对象是Java编程的核心思想，主要包括类、对象、继承、封装、多态等概念。 - **类**：对象的模板或蓝图，定义了对象的属性和行为。 - **对象**：类的实例，具有具体的属性值并可以执行方法。 - **继承**：子类可以继承父类的属性和方法，从而实现代码复用。 - **封装**：将对象的状态信息隐藏在对象内部，仅通过公共方法与外部交互。 - **多态**：指一个接口可以有多个实现方式，或者一个消息可以发送给多个对象，这些对象可以选择不同的响应方式。 面向对象的思想使得Java程序更加模块化、易于扩展和维护。 #### 四、Java SE核心 I 这部分内容涵盖了Java标准库中的一些重要类和接口，包括`Object`类、`String`类、`StringBuilder`类、集合框架等。 - **`Object`类**：所有Java类的父类，提供了如`toString()`、`equals(Object obj)`等通用方法。 - **`String`类**：用于表示文本字符串，提供了一系列用于字符串操作的方法。 - **`StringBuilder`类**：用于创建和修改字符串，与`String`相比，在多线程环境中性能更高。 - **集合框架**：提供了存储和操作一组对象的标准接口和实现类，如`List`、`Set`、`Map`等。 #### 五、Java SE核心 II 这部分内容进一步介绍了Java中关于异常处理、文件操作、多线程等方面的高级主题。 - **异常处理**：Java通过异常处理机制允许程序员捕获并处理程序运行时出现的错误。 - **文件操作**：Java提供了丰富的API用于文件的读写操作，如`File`类、`RandomAccessFile`类等。 - **多线程**：Java通过`Thread`类和`Runnable`接口支持多线程编程，可以创建和管理多个并行执行的线程。 以上内容只是Java学习笔记的一个概述，深入理解和掌握这些知识点需要不断地实践和探索。希望这份笔记能够为初学者提供一个良好的起点。