Java教程

Java 简介

Java 是由 Sun Microsystems 公司于 1995 年 5 月推出的 Java 面向对象程序设计语言和 Java 平台的总称。由 James Gosling和同事们共同研发，并在 1995 年正式推出。

后来 Sun 公司被 Oracle （甲骨文）公司收购，Java 也随之成为 Oracle 公司的产品。

Java分为三个体系：

• JavaSE（J2SE）（Java2 Platform Standard Edition，java平台标准版）
• JavaEE(J2EE)(Java 2 Platform,Enterprise Edition，java平台企业版)
• JavaME(J2ME)(Java 2 Platform Micro Edition，java平台微型版)。

2005 年 6 月，JavaOne 大会召开，SUN 公司公开 Java SE 6。此时，Java 的各种版本已经更名，以取消其中的数字 “2”：J2EE 更名为 Java EE，J2SE 更名为Java SE，J2ME 更名为 Java ME。

主要特性

• Java 语言是简单的：

  Java 语言的语法与 C 语言和 C++ 语言很接近，使得大多数程序员很容易学习和使用。另一方面，Java 丢弃了 C++ 中很少使用的、很难理解的、令人迷惑的那些特性，如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换。特别地，Java 语言不使用指针，而是引用。并提供了自动分配和回收内存空间，使得程序员不必为内存管理而担忧。

• Java 语言是面向对象的：

  Java 语言提供类、接口和继承等面向对象的特性，为了简单起见，只支持类之间的单继承，但支持接口之间的多继承，并支持类与接口之间的实现机制（关键字为 implements）。Java 语言全面支持动态绑定，而 C++语言只对虚函数使用动态绑定。总之，Java语言是一个纯的面向对象程序设计语言。

• Java语言是分布式的：

  Java 语言支持 Internet 应用的开发，在基本的 Java 应用编程接口中有一个网络应用编程接口（java net），它提供了用于网络应用编程的类库，包括 URL、URLConnection、Socket、ServerSocket 等。Java 的 RMI（远程方法激活）机制也是开发分布式应用的重要手段。

• Java 语言是健壮的：

  Java 的强类型机制、异常处理、垃圾的自动收集等是 Java 程序健壮性的重要保证。对指针的丢弃是 Java 的明智选择。Java 的安全检查机制使得 Java 更具健壮性。

• Java语言是安全的：

  Java通常被用在网络环境中，为此，Java 提供了一个安全机制以防恶意代码的攻击。除了Java 语言具有的许多安全特性以外，Java 对通过网络下载的类具有一个安全防范机制（类 ClassLoader），如分配不同的名字空间以防替代本地的同名类、字节代码检查，并提供安全管理机制（类 SecurityManager）让 Java 应用设置安全哨兵。

• Java 语言是体系结构中立的：

  Java 程序（后缀为 java 的文件）在 Java 平台上被编译为体系结构中立的字节码格式（后缀为 class 的文件），然后可以在实现这个 Java 平台的任何系统中运行。这种途径适合于异构的网络环境和软件的分发。

• Java 语言是可移植的：

  这种可移植性来源于体系结构中立性，另外，Java 还严格规定了各个基本数据类型的长度。Java 系统本身也具有很强的可移植性，Java 编译器是用 Java 实现的，Java 的运行环境是用 ANSI C 实现的。

• Java 语言是解释型的：

  如前所述，Java 程序在 Java 平台上被编译为字节码格式，然后可以在实现这个 Java 平台的任何系统中运行。在运行时，Java 平台中的 Java 解释器对这些字节码进行解释执行，执行过程中需要的类在联接阶段被载入到运行环境中。

• Java 是高性能的：

  与那些解释型的高级脚本语言相比，Java 的确是高性能的。事实上，Java 的运行速度随着 JIT(Just-In-Time）编译器技术的发展越来越接近于 C++。

• Java 语言是多线程的：

  在 Java 语言中，线程是一种特殊的对象，它必须由 Thread 类或其子（孙）类来创建。通常有两种方法来创建线程：其一，使用型构为 Thread(Runnable) 的构造子类将一个实现了 Runnable 接口的对象包装成一个线程，其二，从 Thread 类派生出子类并重写 run 方法，使用该子类创建的对象即为线程。值得注意的是 Thread 类已经实现了 Runnable 接口，因此，任何一个线程均有它的 run 方法，而 run 方法中包含了线程所要运行的代码。线程的活动由一组方法来控制。Java 语言支持多个线程的同时执行，并提供多线程之间的同步机制（关键字为 synchronized）。

• Java 语言是动态的：

  Java 语言的设计目标之一是适应于动态变化的环境。Java 程序需要的类能够动态地被载入到运行环境，也可以通过网络来载入所需要的类。这也有利于软件的升级。另外，Java 中的类有一个运行时刻的表示，能进行运行时刻的类型检查

发展历史(简略版)

• 1995 年 5 月 23 日，Java 语言诞生
• 1999 年 6月，SUN 公司发布 Java 的三个版本：标准版（JavaSE, 以前是 J2SE）、企业版（JavaEE 以前是 J2EE）和微型版（JavaME，以前是 J2ME）
• 2004 年 9 月 30 日 18:00PM，J2SE1.5 发布，成为 Java 语言发展史上的又一里程碑。为了表示该版本的重要性，J2SE1.5 更名为 Java SE 5.0
• 2005 年 6 月，JavaOne 大会召开，SUN 公司公开 Java SE 6。此时，Java 的各种版本已经更名，以取消其中的数字 “2”：J2EE 更名为 Java EE，J2SE 更名为 Java SE，J2ME 更名为 Java ME
• 2006 年 12 月，SUN 公司发布 JRE6.0
• 2009 年 04 月 20 日，甲骨文 74 亿美元收购 Sun，取得 Java 的版权。
• 2011 年 7 月 28 日，甲骨文发布 Java7.0 的正式版。
• 2014 年 3 月 18 日，Oracle 公司发表 Java SE 8。
• 2017 年 9 月 21 日，Oracle 公司发表 Java SE 9
• 2018 年 3 月 21 日，Oracle 公司发表 Java SE 10
• 2018 年 9 月 25 日，Java SE 11 发布
• 2019 年 3 月 20 日，Java SE 12 发布

Java 开发工具

Java 语言尽量保证系统内存在 1G 以上，其他工具如下所示：

• Linux 系统、Mac OS 系统、Windows 95/98/2000/XP，WIN 7/8系统。
• Java JDK 7、8……
• vscode 编辑器或者其他编辑器。
• IDE：Eclipse、 IntelliJ IDEA、NetBeans 等。

Java 开发环境配置

window系统安装java

下载JDK

首先我们需要下载 java 开发工具包 JDK，下载地址：https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/，在下载页面中根据自己的系统选择对应的版本，本文以 Window 64位系统为例：

下载后 JDK 的安装根据提示进行，还有安装 JDK 的时候也会安装 JRE，一并安装就可以了。

安装JDK，安装过程中可以自定义安装目录等信息，例如我们选择安装目录为 C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_91。

配置环境变量

1.安装完成后，右击”我的电脑”，点击”属性”，选择”高级系统设置”；

2.选择”高级”选项卡，点击”环境变量”；

然后就会出现如下图所示的画面：

在 “系统变量” 中设置 3 项属性，JAVA_HOME、PATH、CLASSPATH(大小写无所谓),若已存在则点击”编辑”，不存在则点击”新建”。

**注意：***如果使用 1.5 以上版本的 JDK，不用设置 CLASSPATH 环境变量，也可以正常编译和运行 Java 程序。*

变量设置参数如下：

• 变量名：JAVA_HOME

• 变量值：C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_91 // 要根据自己的实际路径配置

• 变量名：CLASSPATH

• 变量值：**.;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;** //记得前面有个”.”

• 变量名：Path

• 变量值：**%JAVA_HOME%\bin;%JAVA_HOME%\jre\bin;**

测试JDK是否安装成功

1、”开始”->”运行”，键入”cmd”；

2、键入命令: java -version、java、javac 几个命令，出现以下信息，说明环境变量配置成功；

流行 Java 开发工具

我们在开发 Java 语言过程中同样需要一款不错的开发工具，目前市场上的 IDE 很多，本文为大家推荐以下下几款 Java 开发工具：

• **Eclipse（推荐）:**另一个免费开源的 Java IDE，下载地址： https://www.eclipse.org/downloads/packages/

  选择 Eclipse IDE for Java Developers：
  

• JetBrains **的 IDEA(推荐)**， 现在很多人开始使用了，功能很强大，下载地址：https://www.jetbrains.com/idea/download/

• VSCode : VSCode（全称：Visual Studio Code）是一款由微软开发且跨平台的免费源代码编辑器。安装教程： https://www.runoob.com/w3cnote/vscode-tutorial.html

• **Netbeans:**开源免费的 Java IDE，下载地址： https://www.netbeans.org/index.html

Java 基础语法

• 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。

第一个Java程序

下面看一个简单的 Java 程序，它将输出字符串 Hello World

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
    }
}

基本语法

编写 Java 程序时，应注意以下几点：

• 大小写敏感：Java 是大小写敏感的，这就意味着标识符 Hello 与 hello 是不同的。
• 类名：对于所有的类来说，类名的首字母应该大写。如果类名由若干单词组成，那么每个单词的首字母应该大写，例如 MyFirstJavaClass 。
• 方法名：所有的方法名都应该以小写字母开头。如果方法名含有若干单词，则后面的每个单词首字母大写。
• 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。

Java 标识符

Java 所有的组成部分都需要名字。类名、变量名以及方法名都被称为标识符。

关于 Java 标识符，有以下几点需要注意：

• 所有的标识符都应该以字母（A-Z 或者 a-z）,美元符（$）、或者下划线（_）开始
• 首字符之后可以是字母（A-Z 或者 a-z）,美元符（$）、下划线（_）或数字的任何字符组合
• 关键字不能用作标识符
• 标识符是大小写敏感的
• 合法标识符举例：age、$salary、_value、__1_value
• 非法标识符举例：123abc、-salary

Java修饰符

像其他语言一样，Java可以使用修饰符来修饰类中方法和属性。主要有两类修饰符：

• 访问控制修饰符 : default, public , protected, private
• 非访问控制修饰符 : final, abstract, static, synchronized

在后面的章节中我们会深入讨论 Java 修饰符。

Java 变量

Java 中主要有如下几种类型的变量

• 局部变量
• 类变量（静态变量）
• 成员变量（非静态变量）

Java 数组

数组是储存在堆上的对象，可以保存多个同类型变量。在后面的章节中，我们将会学到如何声明、构造以及初始化一个数组。

Java 枚举

Java 5.0引入了枚举，枚举限制变量只能是预先设定好的值。使用枚举可以减少代码中的 bug。

例如，我们为果汁店设计一个程序，它将限制果汁为小杯、中杯、大杯。这就意味着它不允许顾客点除了这三种尺寸外的果汁。

class FreshJuice {
   enum FreshJuiceSize{ SMALL, MEDIUM , LARGE }
   FreshJuiceSize size;
}
 
public class FreshJuiceTest {
   public static void main(String[] args){
      FreshJuice juice = new FreshJuice();
      juice.size = FreshJuice.FreshJuiceSize.MEDIUM  ;
   }
}

Java 关键字

不需要特殊记忆,随着开发程序的进行,就会慢慢记住

Java注释

public class HelloWorld {
   /* 这是第一个Java程序
    * 它将输出 Hello World
    * 这是一个多行注释的示例
    */
    public static void main(String[] args){
       // 这是单行注释的示例
       /* 这个也是单行注释的示例 */
       System.out.println("Hello World"); 
    }
}

继承

在 Java 中，一个类可以由其他类派生。如果你要创建一个类，而且已经存在一个类具有你所需要的属性或方法，那么你可以将新创建的类继承该类。

利用继承的方法，可以重用已存在类的方法和属性，而不用重写这些代码。被继承的类称为超类（super class），派生类称为子类（sub class）。

接口

在 Java 中，接口可理解为对象间相互通信的协议。接口在继承中扮演着很重要的角色。

接口只定义派生要用到的方法，但是方法的具体实现完全取决于派生类。

Java 对象和类

Java作为一种面向对象语言。支持以下基本概念：

• 多态
• 继承
• 封装
• 抽象
• 类
• 对象
• 实例
• 方法
• 重载

重点研究对象和类的概念

• 对象：对象是类的一个实例（对象不是找个女朋友），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。

Java中的对象

软件对象也有状态和行为。软件对象的状态就是属性，行为通过方法体现。

在软件开发中，方法操作对象内部状态的改变，对象的相互调用也是通过方法来完成

Java 中的类

类可以看成是创建 Java 对象的模板。

public class Dog {
    String breed;
    int size;
    String colour;
    int age;
 
    void eat() {
    }
 
    void run() {
    }
 
    void sleep(){
    }
 
    void name(){
    }
}

• 局部变量：在方法、构造方法或者语句块中定义的变量被称为局部变量。变量声明和初始化都是在方法中，方法结束后，变量就会自动销毁。
• 成员变量：成员变量是定义在类中，方法体之外的变量。这种变量在创建对象的时候实例化。成员变量可以被类中方法、构造方法和特定类的语句块访问。
• 类变量：类变量也声明在类中，方法体之外，但必须声明为 static 类型。

一个类可以拥有多个方法，在上面的例子中：eat()、run()、sleep() 和 name() 都是 Dog 类的方法。

构造方法

每个类都有构造方法。如果没有显式地为类定义构造方法，Java 编译器将会为该类提供一个默认构造方法。

在创建一个对象的时候，至少要调用一个构造方法。构造方法的名称必须与类同名，一个类可以有多个构造方法。

下面是一个构造方法示例：

public class Puppy{
    public Puppy(){
    }
 
    public Puppy(String name){
        // 这个构造器仅有一个参数：name
    }
}

创建对象

对象是根据类创建的。在Java中，使用关键字 new 来创建一个新的对象。创建对象需要以下三步：

• 声明：声明一个对象，包括对象名称和对象类型。
• 实例化：使用关键字 new 来创建一个对象。
• 初始化：使用 new 创建对象时，会调用构造方法初始化对象。

public class Puppy{
   public Puppy(String name){
      //这个构造器仅有一个参数：name
      System.out.println("小狗的名字是 : " + name ); 
   }
   public static void main(String[] args){
      // 下面的语句将创建一个Puppy对象
      Puppy myPuppy = new Puppy( "tommy" );
   }
}

访问实例变量和方法

/* 实例化对象 */
Object referenceVariable = new Constructor();
/* 访问类中的变量 */
referenceVariable.variableName;
/* 访问类中的方法 */
referenceVariable.methodName();

实例

下面的例子展示如何访问实例变量和调用成员方法：

public class Puppy{
   int puppyAge;
   public Puppy(String name){
      // 这个构造器仅有一个参数：name
      System.out.println("小狗的名字是 : " + name ); 
   }
 
   public void setAge( int age ){
       puppyAge = age;
   }
 
   public int getAge( ){
       System.out.println("小狗的年龄为 : " + puppyAge ); 
       return puppyAge;
   }
 
   public static void main(String[] args){
      /* 创建对象 */
      Puppy myPuppy = new Puppy( "tommy" );
      /* 通过方法来设定age */
      myPuppy.setAge( 2 );
      /* 调用另一个方法获取age */
      myPuppy.getAge( );
      /*你也可以像下面这样访问成员变量 */
      System.out.println("变量值 : " + myPuppy.puppyAge ); 
   }
}

源文件声明规则

• 一个源文件中只能有一个 public 类
• 一个源文件可以有多个非 public 类
• 源文件的名称应该和 public 类的类名保持一致。例如：源文件中 public 类的类名是 Employee，那么源文件应该命名为Employee.java。
• 如果一个类定义在某个包中，那么 package 语句应该在源文件的首行。
• 如果源文件包含 import 语句，那么应该放在 package 语句和类定义之间。如果没有 package 语句，那么 import 语句应该在源文件中最前面。
• import 语句和 package 语句对源文件中定义的所有类都有效。在同一源文件中，不能给不同的类不同的包声明。

import 语句

在 Java 中，如果给出一个完整的限定名，包括包名、类名，那么 Java 编译器就可以很容易地定位到源代码或者类。import 语句就是用来提供一个合理的路径，使得编译器可以找到某个类。

例如，下面的命令行将会命令编译器载入 java_installation/java/io 路径下的所有类

一个简单的例子

在该例子中，我们创建两个类：Employee 和 EmployeeTest。

首先打开文本编辑器，把下面的代码粘贴进去。注意将文件保存为 Employee.java。

Employee 类有四个成员变量：name、age、designation 和 salary。该类显式声明了一个构造方法，该方法只有一个参数。

import java.io.*;
 
public class Employee{
   String name;
   int age;
   String designation;
   double salary;
   // Employee 类的构造器
   public Employee(String name){
      this.name = name;
   }
   // 设置age的值
   public void empAge(int empAge){
      age =  empAge;
   }
   /* 设置designation的值*/
   public void empDesignation(String empDesig){
      designation = empDesig;
   }
   /* 设置salary的值*/
   public void empSalary(double empSalary){
      salary = empSalary;
   }
   /* 打印信息 */
   public void printEmployee(){
      System.out.println("名字:"+ name );
      System.out.println("年龄:" + age );
      System.out.println("职位:" + designation );
      System.out.println("薪水:" + salary);
   }
}

程序都是从main方法开始执行。为了能运行这个程序，必须包含main方法并且创建一个实例对象。

下面给出EmployeeTest类，该类实例化2个 Employee 类的实例，并调用方法设置变量的值。

将下面的代码保存在 EmployeeTest.java文件中。

import java.io.*;
public class EmployeeTest{
 
   public static void main(String[] args){
      /* 使用构造器创建两个对象 */
      Employee empOne = new Employee("RUNOOB1");
      Employee empTwo = new Employee("RUNOOB2");
 
      // 调用这两个对象的成员方法
      empOne.empAge(26);
      empOne.empDesignation("高级程序员");
      empOne.empSalary(1000);
      empOne.printEmployee();
 
      empTwo.empAge(21);
      empTwo.empDesignation("菜鸟程序员");
      empTwo.empSalary(500);
      empTwo.printEmployee();
   }
}

Java 基本数据类型

变量就是申请内存来存储值。也就是说，当创建变量的时候，需要在内存中申请空间。

内存管理系统根据变量的类型为变量分配存储空间，分配的空间只能用来储存该类型数据。

因此，通过定义不同类型的变量，可以在内存中储存整数、小数或者字符。

Java 的两大数据类型:

• 内置数据类型
• 引用数据类型

内置数据类型

Java语言提供了八种基本类型。六种数字类型（四个整数型，两个浮点型），一种字符类型，还有一种布尔型。

byte：

• byte 数据类型是8位、有符号的，以二进制补码表示的整数；
• 最小值是 -128（-2^7）；
• 最大值是 127（2^7-1）；
• 默认值是 0；
• byte 类型用在大型数组中节约空间，主要代替整数，因为 byte 变量占用的空间只有 int 类型的四分之一；
• 例子：byte a = 100，byte b = -50。

short：

• short 数据类型是 16 位、有符号的以二进制补码表示的整数
• 最小值是 -32768（-2^15）；
• 最大值是 32767（2^15 - 1）；
• Short 数据类型也可以像 byte 那样节省空间。一个short变量是int型变量所占空间的二分之一；
• 默认值是 0；
• 例子：short s = 1000，short r = -20000。

int：

• int 数据类型是32位、有符号的以二进制补码表示的整数；
• 最小值是 -2,147,483,648（-2^31）；
• 最大值是 2,147,483,647（2^31 - 1）；
• 一般地整型变量默认为 int 类型；
• 默认值是 0 ；
• 例子：int a = 100000, int b = -200000。

long：

• long 数据类型是 64 位、有符号的以二进制补码表示的整数；
• 最小值是 -9,223,372,036,854,775,808（-2^63）；
• 最大值是 9,223,372,036,854,775,807（2^63 -1）；
• 这种类型主要使用在需要比较大整数的系统上；
• 默认值是 0L；
• 例子： long a = 100000L，long b = -200000L。
  “L”理论上不分大小写，但是若写成”l”容易与数字”1”混淆，不容易分辩。所以最好大写。

float：

• float 数据类型是单精度、32位、符合IEEE 754标准的浮点数；
• float 在储存大型浮点数组的时候可节省内存空间；
• 默认值是 0.0f；
• 浮点数不能用来表示精确的值，如货币；
• 例子：float f1 = 234.5f。

double：

• double 数据类型是双精度、64 位、符合 IEEE 754 标准的浮点数；

• 浮点数的默认类型为 double 类型；

• double类型同样不能表示精确的值，如货币；

• 默认值是 0.0d；

• 例子：

  double d1 = 7D ; double d2 = 7.; double d3 = 8.0; double d4 = 8.D; double d5 = 12.9867;

  7 是一个 int 字面量，而 7D，7. 和 8.0 是 double 字面量。

boolean：

• boolean数据类型表示一位的信息；
• 只有两个取值：true 和 false；
• 这种类型只作为一种标志来记录 true/false 情况；
• 默认值是 false；
• 例子：boolean one = true。

char：

• char 类型是一个单一的 16 位 Unicode 字符；
• 最小值是 \u0000（十进制等效值为 0）；
• 最大值是 \uffff（即为 65535）；
• char 数据类型可以储存任何字符；
• 例子：char letter = ‘A’;。

实例

// byte  
System.out.println("基本类型：byte 二进制位数：" + Byte.SIZE);  
System.out.println("包装类：java.lang.Byte");  
System.out.println("最小值：Byte.MIN_VALUE=" + Byte.MIN_VALUE);  
System.out.println("最大值：Byte.MAX_VALUE=" + Byte.MAX_VALUE);  
System.out.println();  

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

类型默认值

下表列出了 Java 各个类型的默认值：

引用类型

• 在Java中，引用类型的变量非常类似于C/C++的指针。引用类型指向一个对象，指向对象的变量是引用变量。这些变量在声明时被指定为一个特定的类型，比如 Employee、Puppy 等。变量一旦声明后，类型就不能被改变了。
• 对象、数组都是引用数据类型。
• 所有引用类型的默认值都是null。
• 一个引用变量可以用来引用任何与之兼容的类型。
• 例子：Site site = new Site(“Runoob”)。

Java语言支持一些特殊的转义字符序列。

自动类型转换

整型、实型（常量）、字符型数据可以混合运算。运算中，不同类型的数据先转化为同一类型，然后进行运算。

转换从低级到高级。

`低 ————————————> 高

byte,short,char—> int —> long—> float —> double `

• 1. 不能对boolean类型进行类型转换。
• 2. 不能把对象类型转换成不相关类的对象。
• 3. 在把容量大的类型转换为容量小的类型时必须使用强制类型转换。
• 4. 转换过程中可能导致溢出或损失精度，例如：

  int i =128; byte b = (byte)i;

  因为 byte 类型是 8 位，最大值为127，所以当 int 强制转换为 byte 类型时，值 128 时候就会导致溢出。

• 5. 浮点数到整数的转换是通过舍弃小数得到，而不是四舍五入，例如：

  (int)23.7 == 23; (int)-45.89f == -45

自动类型转换

必须满足转换前的数据类型的位数要低于转换后的数据类型，例如: short数据类型的位数为16位，就可以自动转换位数为32的int类型，同样float数据类型的位数为32，可以自动转换为64位的double类型。

示例

public class ZiDongLeiZhuan{
        public static void main(String[] args){
            char c1='a';//定义一个char类型
            int i1 = c1;//char自动类型转换为int
            System.out.println("char自动类型转换为int后的值等于"+i1);
            char c2 = 'A';//定义一个char类型
            int i2 = c2+1;//char 类型和 int 类型计算
            System.out.println("char类型和int计算后的值等于"+i2);
        }
}

强制类型转换

• 1. 条件是转换的数据类型必须是兼容的。
• 2. 格式：(type)value type是要强制类型转换后的数据类型

隐含强制类型转换

• 1. 整数的默认类型是 int。
• 2. 小数默认是 double 类型浮点型，在定义 float 类型时必须在数字后面跟上 F 或者 f。

Java 变量类型

声明变量的格式：数据类型 变量名 如：int a; 或者多个变量名 如 int a,b,c;

示例：

int a, b, c;         // 声明三个int型整数：a、 b、c
int d = 3, e = 4, f = 5; // 声明三个整数并赋予初值
byte z = 22;         // 声明并初始化 z
String s = "runoob";  // 声明并初始化字符串 s
double pi = 3.14159; // 声明了双精度浮点型变量 pi
char x = 'x';        // 声明变量 x 的值是字符 'x'。

Java 语言支持的变量类型有：

• 局部变量（Local Variables）：定义在方法、构造方法或语句块中的变量，作用域只限于当前方法、构造方法或语句块中。局部变量必须在使用前声明，并且不能被访问修饰符修饰。
• 成员变量（Instance Variables）：定义在类中、方法之外的变量，作用域为整个类，可以被类中的任何方法、构造方法和语句块访问。成员变量可以被访问修饰符修饰。
• 静态变量（Class Variables）：定义在类中、方法之外的变量，并且使用 static 关键字修饰，作用域为整个类，可以被类中的任何方法、构造方法和语句块访问，静态变量的值在程序运行期间只有一个副本。静态变量可以被访问修饰符修饰。
• 参数变量（Parameters）：方法定义时声明的变量，作为调用该方法时传递给方法的值。参数变量的作用域只限于方法内部。

示例：

public class RunoobTest {
    // 成员变量
    private int instanceVar;
    // 静态变量
    private static int staticVar;
    
    public void method(int paramVar) {
        // 局部变量
        int localVar = 10;
        
        // 使用变量
        instanceVar = localVar;
        staticVar = paramVar;
        
        System.out.println("成员变量: " + instanceVar);
        System.out.println("静态变量: " + staticVar);
        System.out.println("参数变量: " + paramVar);
        System.out.println("局部变量: " + localVar);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        RunoobTest v = new RunoobTest();
        v.method(20);
    }
}

Java 参数变量

Java 中的参数变量是指在方法或构造函数中声明的变量，用于接收传递给方法或构造函数的值。参数变量与局部变量类似，但它们只在方法或构造函数被调用时存在，并且只能在方法或构造函数内部使用。

Java 方法的声明语法如下：

accessModifier returnType methodName(parameterType parameterName1, parameterType parameterName2, ...) {
    // 方法体
}

• parameterType – 表示参数变量的类型。
• parameterName – 表示参数变量的名称。

在调用方法时，我们必须为参数变量传递值，这些值可以是常量、变量或表达式。

方法参数变量的值传递方式有两种：值传递和引用传递。

• 值传递：在方法调用时，传递的是实际参数的值的副本。当参数变量被赋予新的值时，只会修改副本的值，不会影响原始值。Java 中的基本数据类型都采用值传递方式传递参数变量的值。
• 引用传递：在方法调用时，传递的是实际参数的引用（即内存地址）。当参数变量被赋予新的值时，会修改原始值的内容。Java 中的对象类型采用引用传递方式传递参数变量的值。

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10, b = 20;
        swap(a, b); // 调用swap方法
        System.out.println("a = " + a + ", b = " + b); // 输出a和b的值
    }
    
    public static void swap(int x, int y) {
        int temp = x;
        x = y;
        y = temp;
    }
}

Java 局部变量

• 局部变量声明在方法、构造方法或者语句块中。
• 局部变量在方法、构造方法、或者语句块被执行的时候创建，当它们执行完成后，变量将会被销毁。
• 局部变量必须在使用前声明，并且不能被访问修饰符修饰，因为它们的作用域已经被限制在了声明它们的方法、代码块或构造函数中。
• 局部变量只在声明它的方法、构造方法或者语句块中可见，不能被其他方法或代码块访问。
• 局部变量是在栈上分配的。
• 局部变量没有默认值，所以局部变量被声明后，必须经过初始化，才可以使用。

成员变量（实例变量）

• 成员变量声明在一个类中，但在方法、构造方法和语句块之外。
• 当一个对象被实例化之后，每个成员变量的值就跟着确定。
• 成员变量在对象创建的时候创建，在对象被销毁的时候销毁。
• 成员变量的值应该至少被一个方法、构造方法或者语句块引用，使得外部能够通过这些方式获取实例变量信息。
• 成员变量可以声明在使用前或者使用后。
• 访问修饰符可以修饰成员变量。
• 成员变量对于类中的方法、构造方法或者语句块是可见的。一般情况下应该把成员变量设为私有。通过使用访问修饰符可以使成员变量对子类可见。
• 成员变量具有默认值。数值型变量的默认值是0，布尔型变量的默认值是 false，引用类型变量的默认值是 null。变量的值可以在声明时指定，也可以在构造方法中指定；
• 成员变量可以直接通过变量名访问。但在静态方法以及其他类中，就应该使用完全限定名：ObjectReference.VariableName。

与局部变量不同，成员变量的值在创建对象时被分配，即使未对其初始化，它们也会被赋予默认值，例如 int 类型的变量默认值为 0，boolean 类型的变量默认值为 false。成员变量可以通过对象访问，也可以通过类名访问（如果它们是静态成员变量）如果没有显式初始化成员变量，则它们将被赋予默认值。可以在构造函数或其他方法中初始化成员变量，或者通过对象或类名访问它们并设置它们的值。

public class RunoobTest {
      private int a; // 私有成员变量a
      public String b = "Hello"; // 公有成员变量b
      
      public static void main(String[] args) {
         RunoobTest obj = new RunoobTest(); // 创建对象
          
          obj.a = 10; // 访问成员变量a，并设置其值为10
          System.out.println("a = " + obj.a);
          
          obj.b = "World"; // 访问成员变量b，并设置其值为"World"
          System.out.println("b = " + obj.b);
      }
  }

import java.io.*;
public class Employee{
   // 这个成员变量对子类可见
   public String name;
   // 私有变量，仅在该类可见
   private double salary;
   //在构造器中对name赋值
   public Employee (String empName){
      name = empName;
   }
   //设定salary的值
   public void setSalary(double empSal){
      salary = empSal;
   }  
   // 打印信息
   public void printEmp(){
      System.out.println("名字 : " + name );
      System.out.println("薪水 : " + salary);
   }
 
   public static void main(String[] args){
      Employee empOne = new Employee("RUNOOB");
      empOne.setSalary(1000.0);
      empOne.printEmp();
   }
}

类变量（静态变量）

Java 中的静态变量是指在类中定义的一个变量，它与类相关而不是与实例相关，即无论创建多少个类实例，静态变量在内存中只有一份拷贝，被所有实例共享。

静态变量在类加载时被创建，在整个程序运行期间都存在。

定义方式

静态变量的定义方式是在类中使用 static 关键字修饰变量，通常也称为类变量。

以下实例中我们定义一个静态变量 count ，其初始值为 0：

实例

public class MyClass {
  public static int count = 0;
  // 其他成员变量和方法*
}

访问方式

由于静态变量是与类相关的，因此可以通过类名来访问静态变量，也可以通过实例名来访问静态变量。

实例

MyClass.count = 10; // 通过类名访问
MyClass obj = new MyClass();
obj.count = 20; // 通过实例名访问

生命周期

静态变量的生命周期与程序的生命周期一样长，即它们在类加载时被创建，在整个程序运行期间都存在，直到程序结束才会被销毁。因此，静态变量可以用来存储整个程序都需要使用的数据，如配置信息、全局变量等。

初始化时机

静态变量在类加载时被初始化，其初始化顺序与定义顺序有关。

如果一个静态变量依赖于另一个静态变量，那么它必须在后面定义。

实例

public class MyClass {
    public static int count1 = 0;
    public static int count2 = count1 + 1;
    // 其他成员变量和方法
}

上面的例子中，count1 要先于 count2 初始化，否则编译时会报错。

常量和静态变量的区别

常量也是与类相关的，但它是用 final 关键字修饰的变量，一旦被赋值就不能再修改。与静态变量不同的是，常量在编译时就已经确定了它的值，而静态变量的值可以在运行时改变。另外，常量通常用于存储一些固定的值，如数学常数、配置信息等，而静态变量通常用于存储可变的数据，如计数器、全局状态等。

总之，静态变量是与类相关的变量，具有唯一性和共享性，可以用于存储整个程序都需要使用的数据，但需要注意初始化时机和与常量的区别。

静态变量的访问修饰符

静态变量的访问修饰符可以是 public、protected、private 或者默认的访问修饰符（即不写访问修饰符）。

需要注意的是，静态变量的访问权限与实例变量不同，因为静态变量是与类相关的，不依赖于任何实例。

静态变量的线程安全性

Java 中的静态变量是属于类的，而不是对象的实例。因此，当多个线程同时访问一个包含静态变量的类时，需要考虑其线程安全性。

静态变量在内存中只有一份拷贝，被所有实例共享。因此，如果一个线程修改了静态变量的值，那么其他线程在访问该静态变量时也会看到修改后的值。这可能会导致并发访问的问题，因为多个线程可能同时修改静态变量，导致不确定的结果或数据一致性问题。

为了确保静态变量的线程安全性，需要采取适当的同步措施，如同步机制、原子类或 volatile 关键字，以便在多线程环境中正确地读取和修改静态变量的值。

静态变量的命名规范

静态变量的命名规范与实例变量相同，一般采用驼峰命名法，并且要用 static 关键字明确标识。例如：

实例

public 	class MyClass {
  public static	int MAX_COUNT = 100;
  // 其他成员变量和方法
}

静态变量的使用场景

静态变量通常用于以下场景：

• 存储全局状态或配置信息
• 计数器或统计信息
• 缓存数据或共享资源
• 工具类的常量或方法
• 单例模式中的实例变量

Java 修饰符

Java语言提供了很多修饰符，主要分为以下两类：

• 访问修饰符
• 非访问修饰符

修饰符用来定义类、方法或者变量，通常放在语句的最前端。我们通过下面的例子来说明：

public class ClassName {
   // ...
}
private boolean myFlag;
static final double weeks = 9.5;
protected static final int BOXWIDTH = 42;
public static void main(String[] arguments) {
   // 方法体
}

访问控制修饰符

默认访问修饰符-不使用任何关键字

如果在类、变量、方法或构造函数的定义中没有指定任何访问修饰符，那么它们就默认具有默认访问修饰符。

默认访问修饰符的访问级别是包级别（package-level），即只能被同一包中的其他类访问。

私有访问修饰符-private

私有访问修饰符是最严格的访问级别，所以被声明为 private 的方法、变量和构造方法只能被所属类访问，并且类和接口不能声明为 private。

声明为私有访问类型的变量只能通过类中公共的 getter 方法被外部类访问。

Private 访问修饰符的使用主要用来隐藏类的实现细节和保护类的数据。

公有访问修饰符-public

被声明为 public 的类、方法、构造方法和接口能够被任何其他类访问。

如果几个相互访问的 public 类分布在不同的包中，则需要导入相应 public 类所在的包。由于类的继承性，类所有的公有方法和变量都能被其子类继承。

受保护的访问修饰符-protected

protected 需要从以下两个点来分析说明：

• 子类与基类在同一包中：被声明为 protected 的变量、方法和构造器能被同一个包中的任何其他类访问；
• 子类与基类不在同一包中：那么在子类中，子类实例可以访问其从基类继承而来的 protected 方法，而不能访问基类实例的protected方法。

protected 可以修饰数据成员，构造方法，方法成员，不能修饰类（内部类除外）。

访问控制和继承

请注意以下方法继承的规则：

• 父类中声明为 public 的方法在子类中也必须为 public。
• 父类中声明为 protected 的方法在子类中要么声明为 protected，要么声明为 public，不能声明为 private。
• 父类中声明为 private 的方法，不能够被子类继承。

非访问修饰符

为了实现一些其他的功能，Java 也提供了许多非访问修饰符。

static 修饰符，用来修饰类方法和类变量。

final 修饰符，用来修饰类、方法和变量，final 修饰的类不能够被继承，修饰的方法不能被继承类重新定义，修饰的变量为常量，是不可修改的。

abstract 修饰符，用来创建抽象类和抽象方法。

synchronized 和 volatile 修饰符，主要用于线程的编程。

static 修饰符

• 静态变量：

  static 关键字用来声明独立于对象的静态变量，无论一个类实例化多少对象，它的静态变量只有一份拷贝。 静态变量也被称为类变量。局部变量不能被声明为 static 变量。

• 静态方法：

  static 关键字用来声明独立于对象的静态方法。静态方法不能使用类的非静态变量。静态方法从参数列表得到数据，然后计算这些数据。

对类变量和方法的访问可以直接使用 classname.variablename 和 classname.methodname 的方式访问。

final 修饰符

final 变量：

final 表示”最后的、最终的”含义，变量一旦赋值后，不能被重新赋值。被 final 修饰的实例变量必须显式指定初始值。

final 修饰符通常和 static 修饰符一起使用来创建类常量。

final 方法

父类中的 final 方法可以被子类继承，但是不能被子类重写。

声明 final 方法的主要目的是防止该方法的内容被修改。

final 类

final 类不能被继承，没有类能够继承 final 类的任何特性。

abstract 修饰符

抽象类：

抽象类不能用来实例化对象，声明抽象类的唯一目的是为了将来对该类进行扩充。

一个类不能同时被 abstract 和 final 修饰。如果一个类包含抽象方法，那么该类一定要声明为抽象类，否则将出现编译错误。

抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。

抽象方法

抽象方法是一种没有任何实现的方法，该方法的具体实现由子类提供。

抽象方法不能被声明成 final 和 static。

任何继承抽象类的子类必须实现父类的所有抽象方法，除非该子类也是抽象类。

如果一个类包含若干个抽象方法，那么该类必须声明为抽象类。抽象类可以不包含抽象方法。

抽象方法的声明以分号结尾，例如：**public abstract sample();**。

其他修饰：

Java 运算符

计算机的最基本用途之一就是执行数学运算，作为一门计算机语言，Java也提供了一套丰富的运算符来操纵变量。我们可以把运算符分成以下几组：

• 算术运算符
• 关系运算符
• 位运算符
• 逻辑运算符
• 赋值运算符
• 其他运算符

算术运算符

算术运算符用在数学表达式中，它们的作用和在数学中的作用一样。下表列出了所有的算术运算符。

关系运算符

下表为Java支持的关系运算符

表格中的实例整数变量A的值为10，变量B的值为20：

位运算符

Java定义了位运算符，应用于整数类型(int)，长整型(long)，短整型(short)，字符型(char)，和字节型(byte)等类型。

逻辑运算符

下表列出了逻辑运算符的基本运算，假设布尔变量A为真，变量B为假

短路逻辑运算符

当使用与逻辑运算符时，在两个操作数都为true时，结果才为true，但是当得到第一个操作为false时，其结果就必定是false，这时候就不会再判断第二个操作了。

public class LuoJi{
    public static void main(String[] args){
        int a = 5;//定义一个变量；
        boolean b = (a<4)&&(a++<10);
        System.out.println("使用短路逻辑运算符的结果为"+b);
        System.out.println("a的结果为"+a);
    }
}

赋值运算符

条件运算符（?:）

条件运算符也被称为三元运算符。该运算符有3个操作数，并且需要判断布尔表达式的值。该运算符的主要是决定哪个值应该赋值给变量。

public class Test {
   public static void main(String[] args){
      int a , b;
      a = 10;
      // 如果 a 等于 1 成立，则设置 b 为 20，否则为 30
      b = (a == 1) ? 20 : 30;
      System.out.println( "Value of b is : " +  b );
 
      // 如果 a 等于 10 成立，则设置 b 为 20，否则为 30
      b = (a == 10) ? 20 : 30;
      System.out.println( "Value of b is : " + b );
   }
}

instanceof 运算符

该运算符用于操作对象实例，检查该对象是否是一个特定类型（类类型或接口类型）。

instanceof运算符使用格式如下：

( Object reference variable ) instanceof  (class/interface type)

如果运算符左侧变量所指的对象，是操作符右侧类或接口(class/interface)的一个对象，那么结果为真。

下面是一个例子：

String name = "James";
boolean result = name instanceof String; // 由于 name 是 String 类型，所以返回真

如果被比较的对象兼容于右侧类型，该运算符仍然返回 true。

Java运算符优先级

当多个运算符出现在一个表达式中，谁先谁后呢？这就涉及到运算符的优先级别的问题。在一个多运算符的表达式中，运算符优先级不同会导致最后得出的结果差别甚大。

Java 循环结构 - for, while 及 do…while

顺序结构的程序语句只能被执行一次。

如果您想要同样的操作执行多次，就需要使用循环结构。

Java中有三种主要的循环结构：

• while 循环
• do…while 循环
• for 循环

在 Java5 中引入了一种主要用于数组的增强型 for 循环。

while 循环

while是最基本的循环，它的结构为：

while( 布尔表达式 ) {
  //循环内容
}

do…while 循环

对于 while 语句而言，如果不满足条件，则不能进入循环。但有时候我们需要即使不满足条件，也至少执行一次。

do…while 循环和 while 循环相似，不同的是，do…while 循环至少会执行一次。

do {
       //代码语句
}while(布尔表达式);

for循环

虽然所有循环结构都可以用 while 或者 do…while表示，但 Java 提供了另一种语句 —— for 循环，使一些循环结构变得更加简单。

for循环执行的次数是在执行前就确定的。语法格式如下：

for(初始化; 布尔表达式; 更新) {
    //代码语句
}

关于 for 循环有以下几点说明：

• 最先执行初始化步骤。可以声明一种类型，但可初始化一个或多个循环控制变量，也可以是空语句。
• 然后，检测布尔表达式的值。如果为 true，循环体被执行。如果为false，循环终止，开始执行循环体后面的语句。
• 执行一次循环后，更新循环控制变量。
• 再次检测布尔表达式。循环执行上面的过程。

Java 增强 for 循环

Java5 引入了一种主要用于数组的增强型 for 循环。

Java 增强 for 循环语法格式如下:

for(声明语句 : 表达式) {   
	//代码句子 
}

声明语句：声明新的局部变量，该变量的类型必须和数组元素的类型匹配。其作用域限定在循环语句块，其值与此时数组元素的值相等。

表达式：表达式是要访问的数组名，或者是返回值为数组的方法。

实例

Test.java 文件代码：

public class Test {
   public static void main(String[] args){
      int [] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};
 
      for(int x : numbers ){
         System.out.print( x );
         System.out.print(",");
      }
      System.out.print("\n");
      String [] names ={"James", "Larry", "Tom", "Lacy"};
      for( String name : names ) {
         System.out.print( name );
         System.out.print(",");
      }
   }
}

以上实例编译运行结果如下：

10,20,30,40,50,
James,Larry,Tom,Lacy,

break 关键字

break 主要用在循环语句或者 switch 语句中，用来跳出整个语句块。

break 跳出最里层的循环，并且继续执行该循环下面的语句。

continue 关键字

continue 适用于任何循环控制结构中。作用是让程序立刻跳转到下一次循环的迭代。

在 for 循环中，continue 语句使程序立即跳转到更新语句。

在 while 或者 do…while 循环中，程序立即跳转到布尔表达式的判断语句。

Java 条件语句 - if…else

Java 中的条件语句允许程序根据条件的不同执行不同的代码块。

一个 if 语句包含一个布尔表达式和一条或多条语句。

if(布尔表达式)
{
   //如果布尔表达式为true将执行的语句
}

if…else语句

if 语句后面可以跟 else 语句，当 if 语句的布尔表达式值为 false 时，else 语句块会被执行。

语法

if(布尔表达式){
   //如果布尔表达式的值为true
}else{
   //如果布尔表达式的值为false
}

if…else if…else 语句

if 语句后面可以跟 else if…else 语句，这种语句可以检测到多种可能的情况。

使用 if，else if，else 语句的时候，需要注意下面几点：

• if 语句至多有 1 个 else 语句，else 语句在所有的 else if 语句之后。
• if 语句可以有若干个 else if 语句，它们必须在 else 语句之前。
• 一旦其中一个 else if 语句检测为 true，其他的 else if 以及 else 语句都将跳过执行。

嵌套的 if…else 语句

使用嵌套的 if…else 语句是合法的。也就是说你可以在另一个 if 或者 else if 语句中使用 if 或者 else if 语句。

语法

嵌套的 if…else 语法格式如下：

if(布尔表达式 1){
   ////如果布尔表达式 1的值为true执行代码
   if(布尔表达式 2){
      ////如果布尔表达式 2的值为true执行代码
   }
}

Java switch case 语句

switch case 语句判断一个变量与一系列值中某个值是否相等，每个值称为一个分支。

语法

switch case 语句语法格式如下：

switch(expression){
    case value :
       //语句
       break; //可选
    case value :
       //语句
       break; //可选
    //你可以有任意数量的case语句
    default : //可选
       //语句
}

switch case 语句有如下规则：

• switch 语句中的变量类型可以是： byte、short、int 或者 char。从 Java SE 7 开始，switch 支持字符串 String 类型了，同时 case 标签必须为字符串常量或字面量。
• switch 语句可以拥有多个 case 语句。每个 case 后面跟一个要比较的值和冒号。
• case 语句中的值的数据类型必须与变量的数据类型相同，而且只能是常量或者字面常量。
• 当变量的值与 case 语句的值相等时，那么 case 语句之后的语句开始执行，直到 break 语句出现才会跳出 switch 语句。
• 当遇到 break 语句时，switch 语句终止。程序跳转到 switch 语句后面的语句执行。case 语句不必须要包含 break 语句。如果没有 break 语句出现，程序会继续执行下一条 case 语句，直到出现 break 语句。
• switch 语句可以包含一个 default 分支，该分支一般是 switch 语句的最后一个分支（可以在任何位置，但建议在最后一个）。default 在没有 case 语句的值和变量值相等的时候执行。default 分支不需要 break 语句。

Java Number & Math 类

一般地，当需要使用数字的时候，我们通常使用内置数据类型，如：byte、int、long、double 等。

Java Math 类

Java 的 Math 包含了用于执行基本数学运算的属性和方法，如初等指数、对数、平方根和三角函数。

Math 的方法都被定义为 static 形式，通过 Math 类可以在主函数中直接调用。

Number & Math 类方法

下面的表中列出的是 Number & Math 类常用的一些方法：

Java Character 类

Character 类用于对单个字符进行操作。

Character 类在对象中包装一个基本类型 char 的值

转义序列

前面有反斜杠（\）的字符代表转义字符，它对编译器来说是有特殊含义的。

下面列表展示了Java的转义序列：

Character 方法

下面是Character类的方法：

Java String 类

字符串广泛应用 在 Java 编程中，在 Java 中字符串属于对象，Java 提供了 String 类来创建和操作字符串。

创建字符串

创建字符串最简单的方式如下:

String str = “Runoob”;

在代码中遇到字符串常量时，这里的值是 “Runoob“，编译器会使用该值创建一个 String 对象。

和其它对象一样，可以使用关键字和构造方法来创建 String 对象。

用构造函数创建字符串：

String str2=new String(“Runoob”);

String 创建的字符串存储在公共池中，而 new 创建的字符串对象在堆上：

String s1 = “Runoob”; // String 直接创建 String s2 = “Runoob”; // String 直接创建 String s3 = s1; // 相同引用 String s4 = new String(“Runoob”); // String 对象创建 String s5 = new String(“Runoob”); // String 对象创建

String 方法

下面是 String 类支持的方法，更多详细，参看 Java String API 文档:

Java StringBuffer 和 StringBuilder 类

当对字符串进行修改的时候，需要使用 StringBuffer 和 StringBuilder 类。

和 String 类不同的是，StringBuffer 和 StringBuilder 类的对象能够被多次的修改，并且不产生新的未使用对象。

在使用 StringBuffer 类时，每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作，而不是生成新的对象，所以如果需要对字符串进行修改推荐使用 StringBuffer。

StringBuilder 类在 Java 5 中被提出，它和 StringBuffer 之间的最大不同在于 StringBuilder 的方法不是线程安全的（不能同步访问）。

由于 StringBuilder 相较于 StringBuffer 有速度优势，所以多数情况下建议使用 StringBuilder 类。

StringBuffer 方法

以下是 StringBuffer 类支持的主要方法：

以下列表列出了 StringBuffer 类的其他常用方法：

Java 数组

声明数组变量

首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。下面是声明数组变量的语法：

dataType[] arrayRefVar;   // 首选的方法
 
或
 
dataType arrayRefVar[];  // 效果相同，但不是首选方法

创建数组

Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：

arrayRefVar = new dataType[arraySize];

上面的语法语句做了两件事：

• 一、使用 dataType[arraySize] 创建了一个数组。
• 二、把新创建的数组的引用赋值给变量 arrayRefVar。

数组变量的声明，和创建数组可以用一条语句完成，如下所示：

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

另外，你还可以使用如下的方式创建数组。

dataType[] arrayRefVar = {value0, value1, ..., valuek};

数组的元素是通过索引访问的。数组索引从 0 开始，所以索引值从 0 到 arrayRefVar.length-1。

处理数组

数组的元素类型和数组的大小都是确定的，所以当处理数组元素时候，我们通常使用基本循环或者 For-Each 循环。

public class TestArray {
   public static void main(String[] args) {
      double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5};
 
      // 打印所有数组元素
      for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
         System.out.println(myList[i] + " ");
      }
      // 计算所有元素的总和
      double total = 0;
      for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
         total += myList[i];
      }
      System.out.println("Total is " + total);
      // 查找最大元素
      double max = myList[0];
      for (int i = 1; i < myList.length; i++) {
         if (myList[i] > max) max = myList[i];
      }
      System.out.println("Max is " + max);
   }
}

For-Each 循环

JDK 1.5 引进了一种新的循环类型，被称为 For-Each 循环或者加强型循环，它能在不使用下标的情况下遍历数组。

语法格式如下：

for(type element: array)
{
    System.out.println(element);
}

public class TestArray {
   public static void main(String[] args) {
      double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5};
 
      // 打印所有数组元素
      for (double element: myList) {
         System.out.println(element);
      }
   }
}

多维数组

多维数组可以看成是数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的一维数组，其每一个元素都是一个一维数组，例如：

String[][] str = new String[3][4];

多维数组的动态初始化（以二维数组为例）

1. 直接为每一维分配空间，格式如下：

type[][] typeName = new type[typeLength1][typeLength2];

type 可以为基本数据类型和复合数据类型，typeLength1 和 typeLength2 必须为正整数，typeLength1 为行数，typeLength2 为列数。

例如：

int[][] a = new int[2][3];

解析：

二维数组 a 可以看成一个两行三列的数组。

2. 从最高维开始，分别为每一维分配空间，例如：

String[][] s = new String[2][];
s[0] = new String[2];
s[1] = new String[3];
s[0][0] = new String("Good");
s[0][1] = new String("Luck");
s[1][0] = new String("to");
s[1][1] = new String("you");
s[1][2] = new String("!");

解析：

s[0]=new String[2] 和 s[1]=new String[3] 是为最高维分配引用空间，也就是为最高维限制其能保存数据的最长的长度，然后再为其每个数组元素单独分配空间 s0=new String(“Good”) 等操作。

Arrays 类

java.util.Arrays 类能方便地操作数组，它提供的所有方法都是静态的。

具有以下功能：

• 给数组赋值：通过 fill 方法。
• 对数组排序：通过 sort 方法,按升序。
• 比较数组：通过 equals 方法比较数组中元素值是否相等。
• 查找数组元素：通过 binarySearch 方法能对排序好的数组进行二分查找法操作。

Java 日期时间

java.util 包提供了 Date 类来封装当前的日期和时间。 Date 类提供两个构造函数来实例化 Date 对象。

第一个构造函数使用当前日期和时间来初始化对象。

Date( )

第二个构造函数接收一个参数，该参数是从 1970 年 1 月 1 日起的毫秒数。

Date(long millisec)

Date 对象创建以后，可以调用下面的方法。

获取当前日期时间

Java中获取当前日期和时间很简单，使用 Date 对象的 toString() 方法来打印当前日期和时间，如下所示：

import java.util.Date;
  
public class DateDemo {
   public static void main(String[] args) {
       // 初始化 Date 对象
       Date date = new Date();
        
       // 使用 toString() 函数显示日期时间
       System.out.println(date.toString());
   }
}

日期比较

Java使用以下三种方法来比较两个日期：

• 使用 getTime() 方法获取两个日期（自1970年1月1日经历的毫秒数值），然后比较这两个值。
• 使用方法 before()，after() 和 equals()。例如，一个月的12号比18号早，则 new Date(99, 2, 12).before(new Date (99, 2, 18)) 返回true。
• 使用 compareTo() 方法，它是由 Comparable 接口定义的，Date 类实现了这个接口。

使用 SimpleDateFormat 格式化日期

SimpleDateFormat 是一个以语言环境敏感的方式来格式化和分析日期的类。SimpleDateFormat 允许你选择任何用户自定义日期时间格式来运行。例如：

import  java.util.*;
import java.text.*;
 
public class DateDemo {
   public static void main(String[] args) {
 
      Date dNow = new Date( );
      SimpleDateFormat ft = new SimpleDateFormat ("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
 
      System.out.println("当前时间为: " + ft.format(dNow));
   }
}

使用printf格式化日期

printf 方法可以很轻松地格式化时间和日期。使用两个字母格式，它以 %t 开头并且以下面表格中的一个字母结尾。

• %tY：输出四位数的年份，例如：2023
• %ty：输出两位数的年份，例如：23
• %tm：输出两位数的月份，例如：02
• %tB：输出月份的全名，例如：February
• %tb：输出月份的缩写，例如：Feb
• %tA：输出星期的全名，例如：Wednesday
• %ta：输出星期的缩写，例如：Wed
• %td：输出两位数的日期，例如：24
• %te：输出一位或两位数的日期，例如：24 或 02
• %tH：输出24小时制的小时数，例如：23
• %tI：输出12小时制的小时数，例如：11
• %tM：输出分钟数，例如：45
• %tS：输出秒数，例如：30
• %tp：输出上午还是下午，例如：AM 或 PM
• %tZ：输出时区，例如：GMT+08:00

Java 休眠(sleep)

sleep()使当前线程进入停滞状态（阻塞当前线程），让出CPU的使用、目的是不让当前线程独自霸占该进程所获的CPU资源，以留一定时间给其他线程执行的机会

Calendar类

我们现在已经能够格式化并创建一个日期对象了，但是我们如何才能设置和获取日期数据的特定部分呢，比如说小时，日，或者分钟? 我们又如何在日期的这些部分加上或者减去值呢? 答案是使用Calendar 类。

Calendar类的功能要比Date类强大很多，而且在实现方式上也比Date类要复杂一些。

Calendar类是一个抽象类，在实际使用时实现特定的子类的对象，创建对象的过程对程序员来说是透明的，只需要使用getInstance方法创建即可。

创建一个代表系统当前日期的Calendar对象

Calendar c = Calendar.getInstance();//默认是当前日期

创建一个指定日期的Calendar对象

使用Calendar类代表特定的时间，需要首先创建一个Calendar的对象，然后再设定该对象中的年月日参数来完成。

//创建一个代表2009年6月12日的Calendar对象
Calendar c1 = Calendar.getInstance();
c1.set(2009, 6 - 1, 12);

Calendar类对象字段类型

Calendar类中用以下这些常量表示不同的意义，jdk内的很多类其实都是采用的这种思想

Calendar类对象信息的获得

Calendar c1 = Calendar.getInstance();
// 获得年份
int year = c1.get(Calendar.YEAR);
// 获得月份
int month = c1.get(Calendar.MONTH) + 1;
// 获得日期
int date = c1.get(Calendar.DATE);
// 获得小时
int hour = c1.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
// 获得分钟
int minute = c1.get(Calendar.MINUTE);
// 获得秒
int second = c1.get(Calendar.SECOND);
// 获得星期几（注意（这个与Date类是不同的）：1代表星期日、2代表星期1、3代表星期二，以此类推）
int day = c1.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);

import java.util.*;
  
public class GregorianCalendarDemo {
 
   public static void main(String[] args) {
      String months[] = {
      "Jan", "Feb", "Mar", "Apr",
      "May", "Jun", "Jul", "Aug",
      "Sep", "Oct", "Nov", "Dec"};
      
      int year;
      // 初始化 Gregorian 日历
      // 使用当前时间和日期
      // 默认为本地时间和时区
      GregorianCalendar gcalendar = new GregorianCalendar();
      // 显示当前时间和日期的信息
      System.out.print("Date: ");
      System.out.print(months[gcalendar.get(Calendar.MONTH)]);
      System.out.print(" " + gcalendar.get(Calendar.DATE) + " ");
      System.out.println(year = gcalendar.get(Calendar.YEAR));
      System.out.print("Time: ");
      System.out.print(gcalendar.get(Calendar.HOUR) + ":");
      System.out.print(gcalendar.get(Calendar.MINUTE) + ":");
      System.out.println(gcalendar.get(Calendar.SECOND));
      
      // 测试当前年份是否为闰年
      if(gcalendar.isLeapYear(year)) {
         System.out.println("当前年份是闰年");
      }
      else {
         System.out.println("当前年份不是闰年");
      }
   }
}

Java 方法

在前面几个章节中我们经常使用到 **System.out.println()**，那么它是什么呢？

• println() 是一个方法。
• System 是系统类。
• out 是标准输出对象。

这句话的用法是调用系统类 System 中的标准输出对象 out 中的方法 println()。

那么什么是方法呢？

Java方法是语句的集合，它们在一起执行一个功能。

• 方法是解决一类问题的步骤的有序组合
• 方法包含于类或对象中
• 方法在程序中被创建，在其他地方被引用

方法的优点

• 1. 使程序变得更简短而清晰。
• 2. 有利于程序维护。
• 3. 可以提高程序开发的效率。
• 4. 提高了代码的重用性。

方法的命名规则

• 1.方法的名字的第一个单词应以小写字母作为开头，后面的单词则用大写字母开头写，不使用连接符。例如：addPerson。
• 2.下划线可能出现在 JUnit 测试方法名称中用以分隔名称的逻辑组件。一个典型的模式是：**test_**，例如 testPop_emptyStack。

方法的定义

一般情况下，定义一个方法包含以下语法：

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型 参数名){
    ...
    方法体
    ...
    return 返回值;
}

方法包含一个方法头和一个方法体。下面是一个方法的所有部分：

• 修饰符：修饰符，这是可选的，告诉编译器如何调用该方法。定义了该方法的访问类型。
• 返回值类型 ：方法可能会返回值。returnValueType 是方法返回值的数据类型。有些方法执行所需的操作，但没有返回值。在这种情况下，returnValueType 是关键字void。
• 方法名：是方法的实际名称。方法名和参数表共同构成方法签名。
• 参数类型：参数像是一个占位符。当方法被调用时，传递值给参数。这个值被称为实参或变量。参数列表是指方法的参数类型、顺序和参数的个数。参数是可选的，方法可以不包含任何参数。
• 方法体：方法体包含具体的语句，定义该方法的功能。

方法的重载

public class TestMax {
   /** 主方法 */
   public static void main(String[] args) {
      int i = 5;
      int j = 2;
      int k = max(i, j);
      System.out.println( i + " 和 " + j + " 比较，最大值是：" + k);
   }
 
   /** 返回两个整数变量较大的值 */
   public static int max(int num1, int num2) {
      int result;
      if (num1 > num2)
         result = num1;
      else
         result = num2;
 
      return result; 
   }
}

上面使用的max方法仅仅适用于int型数据。但如果你想得到两个浮点类型数据的最大值呢？

解决方法是创建另一个有相同名字但参数不同的方法，如下面代码所示：

public static double max(double num1, double num2) {
  if (num1 > num2)
    return num1;
  else
    return num2;
}

如果你调用max方法时传递的是int型参数，则 int型参数的max方法就会被调用；

如果传递的是double型参数，则double类型的max方法体会被调用，这叫做方法重载；

就是说一个类的两个方法拥有相同的名字，但是有不同的参数列表。

Java编译器根据方法签名判断哪个方法应该被调用。

方法重载可以让程序更清晰易读。执行密切相关任务的方法应该使用相同的名字。

重载的方法必须拥有不同的参数列表。你不能仅仅依据修饰符或者返回类型的不同来重载方法。

构造方法

当一个对象被创建时候，构造方法用来初始化该对象。构造方法和它所在类的名字相同，但构造方法没有返回值。

通常会使用构造方法给一个类的实例变量赋初值，或者执行其它必要的步骤来创建一个完整的对象。

不管你是否自定义构造方法，所有的类都有构造方法，因为 Java 自动提供了一个默认构造方法，默认构造方法的访问修饰符和类的访问修饰符相同(类为 public，构造函数也为 public；类改为 protected，构造函数也改为 protected)。

一旦你定义了自己的构造方法，默认构造方法就会失效。

finalize() 方法

Java 允许定义这样的方法，它在对象被垃圾收集器析构(回收)之前调用，这个方法叫做 finalize( )，它用来清除回收对象。

例如，你可以使用 finalize() 来确保一个对象打开的文件被关闭了。

在 finalize() 方法里，你必须指定在对象销毁时候要执行的操作。

protected void finalize()
{
   // 在这里终结代码
}

Java 流(Stream)、文件(File)和IO

Java.io 包几乎包含了所有操作输入、输出需要的类。所有这些流类代表了输入源和输出目标。

Java.io 包中的流支持很多种格式，比如：基本类型、对象、本地化字符集等等。

一个流可以理解为一个数据的序列。输入流表示从一个源读取数据，输出流表示向一个目标写数据。

Java 为 I/O 提供了强大的而灵活的支持，使其更广泛地应用到文件传输和网络编程中。

但本节讲述最基本的和流与 I/O 相关的功能。我们将通过一个个例子来学习这些功能。

读取控制台输入

Java 的控制台输入由 System.in 完成。

为了获得一个绑定到控制台的字符流，你可以把 System.in 包装在一个 BufferedReader 对象中来创建一个字符流。

下面是创建 BufferedReader 的基本语法：

BufferedReader br = new BufferedReader(new 
                      InputStreamReader(System.in));

BufferedReader 对象创建后，我们便可以使用 read() 方法从控制台读取一个字符，或者用 readLine() 方法读取一个字符串。

从控制台读取多字符输入

从 BufferedReader 对象读取一个字符要使用 read() 方法，它的语法如下：

int read( ) throws IOException

每次调用 read() 方法，它从输入流读取一个字符并把该字符作为整数值返回。 当流结束的时候返回 -1。该方法抛出 IOException。

下面的程序示范了用 read() 方法从控制台不断读取字符直到用户输入 q。

//使用 BufferedReader 在控制台读取字符
 
import java.io.*;
 
public class BRRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        char c;
        // 使用 System.in 创建 BufferedReader
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        System.out.println("输入字符, 按下 'q' 键退出。");
        // 读取字符
        do {
            c = (char) br.read();
            System.out.println(c);
        } while (c != 'q');
    }
}

从控制台读取字符串

从标准输入读取一个字符串需要使用 BufferedReader 的 readLine() 方法。

它的一般格式是：

String readLine( ) throws IOException

//使用 BufferedReader 在控制台读取字符
import java.io.*;
 
public class BRReadLines {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用 System.in 创建 BufferedReader
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String str;
        System.out.println("Enter lines of text.");
        System.out.println("Enter 'end' to quit.");
        do {
            str = br.readLine();
            System.out.println(str);
        } while (!str.equals("end"));
    }
}

控制台输出

在此前已经介绍过，控制台的输出由 print( ) 和 println() 完成。这些方法都由类 PrintStream 定义，System.out 是该类对象的一个引用。

PrintStream 继承了 OutputStream类，并且实现了方法 write()。这样，write() 也可以用来往控制台写操作。

PrintStream 定义 write() 的最简单格式如下所示：

void write(int byteval)

下面的例子用 write() 把字符 “A” 和紧跟着的换行符输出到屏幕：

import java.io.*;
 
//演示 System.out.write().
public class WriteDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int b;
        b = 'A';
        System.out.write(b);
        System.out.write('\n');
    }
}

FileInputStream

该流用于从文件读取数据，它的对象可以用关键字 new 来创建。

有多种构造方法可用来创建对象。

可以使用字符串类型的文件名来创建一个输入流对象来读取文件：

InputStream f = new FileInputStream("C:/java/hello");

也可以使用一个文件对象来创建一个输入流对象来读取文件。我们首先得使用 File() 方法来创建一个文件对象：

File f = new File("C:/java/hello"); InputStream in = new FileInputStream(f);

创建了InputStream对象，就可以使用下面的方法来读取流或者进行其他的流操作。

FileOutputStream

该类用来创建一个文件并向文件中写数据。

如果该流在打开文件进行输出前，目标文件不存在，那么该流会创建该文件。

有两个构造方法可以用来创建 FileOutputStream 对象。

使用字符串类型的文件名来创建一个输出流对象：

OutputStream f = new FileOutputStream("C:/java/hello")

也可以使用一个文件对象来创建一个输出流来写文件。我们首先得使用File()方法来创建一个文件对象：

File f = new File("C:/java/hello");
OutputStream fOut = new FileOutputStream(f);

创建OutputStream 对象完成后，就可以使用下面的方法来写入流或者进行其他的流操作。

//文件名 :fileStreamTest2.java
import java.io.*;
 
public class fileStreamTest2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
 
        File f = new File("a.txt");
        FileOutputStream fop = new FileOutputStream(f);
        // 构建FileOutputStream对象,文件不存在会自动新建
 
        OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(fop, "UTF-8");
        // 构建OutputStreamWriter对象,参数可以指定编码,默认为操作系统默认编码,windows上是gbk
 
        writer.append("中文输入");
        // 写入到缓冲区
 
        writer.append("\r\n");
        // 换行
 
        writer.append("English");
        // 刷新缓存冲,写入到文件,如果下面已经没有写入的内容了,直接close也会写入
 
        writer.close();
        // 关闭写入流,同时会把缓冲区内容写入文件,所以上面的注释掉
 
        fop.close();
        // 关闭输出流,释放系统资源
 
        FileInputStream fip = new FileInputStream(f);
        // 构建FileInputStream对象
 
        InputStreamReader reader = new InputStreamReader(fip, "UTF-8");
        // 构建InputStreamReader对象,编码与写入相同
 
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        while (reader.ready()) {
            sb.append((char) reader.read());
            // 转成char加到StringBuffer对象中
        }
        System.out.println(sb.toString());
        reader.close();
        // 关闭读取流
 
        fip.close();
        // 关闭输入流,释放系统资源
 
    }
}

文件和I/O

还有一些关于文件和I/O的类，我们也需要知道：

• File Class(类)
• FileReader Class(类)
• FileWriter Class(类)

Java中的目录

创建目录：

File类中有两个方法可以用来创建文件夹：

• **mkdir( )**方法创建一个文件夹，成功则返回true，失败则返回false。失败表明File对象指定的路径已经存在，或者由于整个路径还不存在，该文件夹不能被创建。
• **mkdirs()**方法创建一个文件夹和它的所有父文件夹。

import java.io.File;
 
public class CreateDir {
    public static void main(String[] args) {
        String dirname = "/tmp/user/java/bin";
        File d = new File(dirname);
        // 现在创建目录
        d.mkdirs();
    }
}

读取目录

一个目录其实就是一个 File 对象，它包含其他文件和文件夹。

如果创建一个 File 对象并且它是一个目录，那么调用 isDirectory() 方法会返回 true。

可以通过调用该对象上的 list() 方法，来提取它包含的文件和文件夹的列表。

下面展示的例子说明如何使用 list() 方法来检查一个文件夹中包含的内容：

import java.io.File;
 
public class DirList {
    public static void main(String args[]) {
        String dirname = "/tmp";
        File f1 = new File(dirname);
        if (f1.isDirectory()) {
            System.out.println("目录 " + dirname);
            String s[] = f1.list();
            for (int i = 0; i < s.length; i++) {
                File f = new File(dirname + "/" + s[i]);
                if (f.isDirectory()) {
                    System.out.println(s[i] + " 是一个目录");
                } else {
                    System.out.println(s[i] + " 是一个文件");
                }
            }
        } else {
            System.out.println(dirname + " 不是一个目录");
        }
    }
}

删除目录或文件

删除文件可以使用 java.io.File.delete() 方法。

以下代码会删除目录 **/tmp/java/**，需要注意的是当删除某一目录时，必须保证该目录下没有其他文件才能正确删除，否则将删除失败。

测试目录结构：

/tmp/java/
|-- 1.log
|-- test

import java.io.File;
 
public class DeleteFileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 这里修改为自己的测试目录
        File folder = new File("/tmp/java/");
        deleteFolder(folder);
    }
 
    // 删除文件及目录
    public static void deleteFolder(File folder) {
        File[] files = folder.listFiles();
        if (files != null) {
            for (File f : files) {
                if (f.isDirectory()) {
                    deleteFolder(f);
                } else {
                    f.delete();
                }
            }
        }
        folder.delete();
    }
}

Java Scanner 类

java.util.Scanner 是 Java5 的新特征，我们可以通过 Scanner 类来获取用户的输入。

下面是创建 Scanner 对象的基本语法：

Scanner s = new Scanner(System.in);

使用 next 方法：

import java.util.Scanner; 
 
public class ScannerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        // 从键盘接收数据
 
        // next方式接收字符串
        System.out.println("next方式接收：");
        // 判断是否还有输入
        if (scan.hasNext()) {
            String str1 = scan.next();
            System.out.println("输入的数据为：" + str1);
        }
        scan.close();
    }
}

使用 nextLine 方法：

import java.util.Scanner;
 
public class ScannerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        // 从键盘接收数据
 
        // nextLine方式接收字符串
        System.out.println("nextLine方式接收：");
        // 判断是否还有输入
        if (scan.hasNextLine()) {
            String str2 = scan.nextLine();
            System.out.println("输入的数据为：" + str2);
        }
        scan.close();
    }
}

next() 与 nextLine() 区别

next():

• 1、一定要读取到有效字符后才可以结束输入。
• 2、对输入有效字符之前遇到的空白，next() 方法会自动将其去掉。
• 3、只有输入有效字符后才将其后面输入的空白作为分隔符或者结束符。
• next() 不能得到带有空格的字符串。

nextLine()：

• 1、以Enter为结束符,也就是说 nextLine()方法返回的是输入回车之前的所有字符。
• 2、可以获得空白。

Java 异常处理

异常是程序中的一些错误，但并不是所有的错误都是异常，并且错误有时候是可以避免的。

比如说，你的代码少了一个分号，那么运行出来结果是提示是错误 java.lang.Error；如果你用System.out.println(11/0)，那么你是因为你用0做了除数，会抛出 java.lang.ArithmeticException 的异常。

异常发生的原因有很多，通常包含以下几大类：

• 用户输入了非法数据。
• 要打开的文件不存在。
• 网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出。

这些异常有的是因为用户错误引起，有的是程序错误引起的，还有其它一些是因为物理错误引起的。-

要理解Java异常处理是如何工作的，你需要掌握以下三种类型的异常：

• 检查性异常：最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。
• 运行时异常： 运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。
• 错误： 错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到的。

Exception 类的层次

所有的异常类是从 java.lang.Exception 类继承的子类。

Exception 类是 Throwable 类的子类。除了Exception类外，Throwable还有一个子类Error 。

Java 程序通常不捕获错误。错误一般发生在严重故障时，它们在Java程序处理的范畴之外。

Error 用来指示运行时环境发生的错误。

例如，JVM 内存溢出。一般地，程序不会从错误中恢复。

异常类有两个主要的子类：IOException 类和 RuntimeException 类。

捕获异常

使用 try 和 catch 关键字可以捕获异常。try/catch 代码块放在异常可能发生的地方。

try/catch代码块中的代码称为保护代码，使用 try/catch 的语法如下：

try
{
   // 程序代码
}catch(ExceptionName e1)
{
   //Catch 块
}

Catch 语句包含要捕获异常类型的声明。当保护代码块中发生一个异常时，try 后面的 catch 块就会被检查。

如果发生的异常包含在 catch 块中，异常会被传递到该 catch 块，这和传递一个参数到方法是一样。

throws/throw 关键字

在Java中， throw 和 throws 关键字是用于处理异常的。

throw 关键字用于在代码中抛出异常，而 throws 关键字用于在方法声明中指定可能会抛出的异常类型。

throw 关键字

throw 关键字用于在当前方法中抛出一个异常。

通常情况下，当代码执行到某个条件下无法继续正常执行时，可以使用 throw 关键字抛出异常，以告知调用者当前代码的执行状态。

例如，下面的代码中，在方法中判断 num 是否小于 0，如果是，则抛出一个 IllegalArgumentException 异常。

public void checkNumber(int num) {
  if (num < 0) {
    throw new IllegalArgumentException("Number must be positive");
  }
}

throws 关键字

throws 关键字用于在方法声明中指定该方法可能抛出的异常。当方法内部抛出指定类型的异常时，该异常会被传递给调用该方法的代码，并在该代码中处理异常。

例如，下面的代码中，当 readFile 方法内部发生 IOException 异常时，会将该异常传递给调用该方法的代码。在调用该方法的代码中，必须捕获或声明处理 IOException 异常。

finally关键字

finally 关键字用来创建在 try 代码块后面执行的代码块。

无论是否发生异常，finally 代码块中的代码总会被执行。

在 finally 代码块中，可以运行清理类型等收尾善后性质的语句。

finally 代码块出现在 catch 代码块最后，语法如下：

try{
  // 程序代码
}catch(异常类型1 异常的变量名1){
  // 程序代码
}catch(异常类型2 异常的变量名2){
  // 程序代码
}finally{
  // 程序代码
}

try-with-resources

JDK7 之后，Java 新增的 try-with-resource 语法糖来打开资源，并且可以在语句执行完毕后确保每个资源都被自动关闭 。

try-with-resources 是一种异常处理机制，它可以简化资源管理代码的编写。

JDK7 之前所有被打开的系统资源，比如流、文件或者 Socket 连接等，都需要被开发者手动关闭，否则将会造成资源泄露。

try (resource declaration) {
  // 使用的资源
} catch (ExceptionType e1) {
  // 异常块
}

以上的语法中 try 用于声明和实例化资源，catch 用于处理关闭资源时可能引发的所有异常。

声明自定义异常

在 Java 中你可以自定义异常。编写自己的异常类时需要记住下面的几点。

• 所有异常都必须是 Throwable 的子类。
• 如果希望写一个检查性异常类，则需要继承 Exception 类。
• 如果你想写一个运行时异常类，那么需要继承 RuntimeException 类。

可以像下面这样定义自己的异常类：

class MyException extends Exception{ }

只继承Exception 类来创建的异常类是检查性异常类。

下面的 InsufficientFundsException 类是用户定义的异常类，它继承自 Exception。

一个异常类和其它任何类一样，包含有变量和方法。

Java 继承

继承的概念

继承是java面向对象编程技术的一块基石，因为它允许创建分等级层次的类。

继承就是子类继承父类的特征和行为，使得子类对象（实例）具有父类的实例域和方法，或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。

生活中的继承：

兔子和羊属于食草动物类，狮子和豹属于食肉动物类。

食草动物和食肉动物又是属于动物类。

所以继承需要符合的关系是：is-a，父类更通用，子类更具体。

虽然食草动物和食肉动物都是属于动物，但是两者的属性和行为上有差别，所以子类会具有父类的一般特性也会具有自身的特性。

类的继承格式

在 Java 中通过 extends 关键字可以申明一个类是从另外一个类继承而来的，一般形式如下：

class 父类 {
}
 
class 子类 extends 父类 {
}

继承类型

需要注意的是 Java 不支持多继承，但支持多重继承。

继承的特性

• 子类拥有父类非 private 的属性、方法。
• 子类可以拥有自己的属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。
• 子类可以用自己的方式实现父类的方法。
• Java 的继承是单继承，但是可以多重继承，单继承就是一个子类只能继承一个父类，多重继承就是，例如 B 类继承 A 类，C 类继承 B 类，所以按照关系就是 B 类是 C 类的父类，A 类是 B 类的父类，这是 Java 继承区别于 C++ 继承的一个特性。
• 提高了类之间的耦合性（继承的缺点，耦合度高就会造成代码之间的联系越紧密，代码独立性越差）。

继承关键字

继承可以使用 extends 和 implements 这两个关键字来实现继承，而且所有的类都是继承于 java.lang.Object，当一个类没有继承的两个关键字，则默认继承 Object（这个类在 java.lang 包中，所以不需要 import）祖先类。

extends关键字

在 Java 中，类的继承是单一继承，也就是说，一个子类只能拥有一个父类，所以 extends 只能继承一个类。

构造器

子类是不继承父类的构造器（构造方法或者构造函数）的，它只是调用（隐式或显式）。如果父类的构造器带有参数，则必须在子类的构造器中显式地通过 super 关键字调用父类的构造器并配以适当的参数列表。

如果父类构造器没有参数，则在子类的构造器中不需要使用 super 关键字调用父类构造器，系统会自动调用父类的无参构造器。

class SuperClass {
  private int n;
  SuperClass(){
    System.out.println("SuperClass()");
  }
  SuperClass(int n) {
    System.out.println("SuperClass(int n)");
    this.n = n;
  }
}
// SubClass 类继承
class SubClass extends SuperClass{
  private int n;
  
  SubClass(){ // 自动调用父类的无参数构造器
    System.out.println("SubClass");
  }  
  
  public SubClass(int n){ 
    super(300);  // 调用父类中带有参数的构造器
    System.out.println("SubClass(int n):"+n);
    this.n = n;
  }
}
// SubClass2 类继承
class SubClass2 extends SuperClass{
  private int n;
  
  SubClass2(){
    super(300);  // 调用父类中带有参数的构造器
    System.out.println("SubClass2");
  }  
  
  public SubClass2(int n){ // 自动调用父类的无参数构造器
    System.out.println("SubClass2(int n):"+n);
    this.n = n;
  }
}
public class TestSuperSub{
  public static void main (String args[]){
    System.out.println("------SubClass 类继承------");
    SubClass sc1 = new SubClass();
    SubClass sc2 = new SubClass(100); 
    System.out.println("------SubClass2 类继承------");
    SubClass2 sc3 = new SubClass2();
    SubClass2 sc4 = new SubClass2(200); 
  }
}

Java 重写(Override)与重载(Overload)

重写(Override)

重写是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写, 返回值和形参都不能改变。即外壳不变，核心重写！

重写的好处在于子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。 也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。

重写方法不能抛出新的检查异常或者比被重写方法申明更加宽泛的异常。例如： 父类的一个方法申明了一个检查异常 IOException，但是在重写这个方法的时候不能抛出 Exception 异常，因为 Exception 是 IOException 的父类，抛出 IOException 异常或者 IOException 的子类异常。

在面向对象原则里，重写意味着可以重写任何现有方法。实例如下：

class Animal{
   public void move(){
      System.out.println("动物可以移动");
   }
}
 
class Dog extends Animal{
   public void move(){
      System.out.println("狗可以跑和走");
   }
}
 
public class TestDog{
   public static void main(String args[]){
      Animal a = new Animal(); // Animal 对象
      Animal b = new Dog(); // Dog 对象
 
      a.move();// 执行 Animal 类的方法
 
      b.move();//执行 Dog 类的方法
   }
}

方法的重写规则

• 参数列表与被重写方法的参数列表必须完全相同。
• 返回类型与被重写方法的返回类型可以不相同，但是必须是父类返回值的派生类（java5 及更早版本返回类型要一样，java7 及更高版本可以不同）。
• 访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类的一个方法被声明为 public，那么在子类中重写该方法就不能声明为 protected。
• 父类的成员方法只能被它的子类重写。
• 声明为 final 的方法不能被重写。
• 声明为 static 的方法不能被重写，但是能够被再次声明。
• 子类和父类在同一个包中，那么子类可以重写父类所有方法，除了声明为 private 和 final 的方法。
• 子类和父类不在同一个包中，那么子类只能够重写父类的声明为 public 和 protected 的非 final 方法。
• 重写的方法能够抛出任何非强制异常，无论被重写的方法是否抛出异常。但是，重写的方法不能抛出新的强制性异常，或者比被重写方法声明的更广泛的强制性异常，反之则可以。
• 构造方法不能被重写。
• 如果不能继承一个类，则不能重写该类的方法。

重载(Overload)

重载(overloading) 是在一个类里面，方法名字相同，而参数不同。返回类型可以相同也可以不同。

每个重载的方法（或者构造函数）都必须有一个独一无二的参数类型列表。

最常用的地方就是构造器的重载。

重载规则:

• 被重载的方法必须改变参数列表(参数个数或类型不一样)；
• 被重载的方法可以改变返回类型；
• 被重载的方法可以改变访问修饰符；
• 被重载的方法可以声明新的或更广的检查异常；
• 方法能够在同一个类中或者在一个子类中被重载。
• 无法以返回值类型作为重载函数的区分标准。

重写与重载之间的区别

总结

方法的重写(Overriding)和重载(Overloading)是java多态性的不同表现，重写是父类与子类之间多态性的一种表现，重载可以理解成多态的具体表现形式。

• (1)方法重载是一个类中定义了多个方法名相同,而他们的参数的数量不同或数量相同而类型和次序不同,则称为方法的重载(Overloading)。
• (2)方法重写是在子类存在方法与父类的方法的名字相同,而且参数的个数与类型一样,返回值也一样的方法,就称为重写(Overriding)。
• (3)方法重载是一个类的多态性表现,而方法重写是子类与父类的一种多态性表现。

Java 多态

多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

多态就是同一个接口，使用不同的实例而执行不同操作，如图所示：

多态的优点

• 1. 消除类型之间的耦合关系
• 2. 可替换性
• 3. 可扩充性
• 4. 接口性
• 5. 灵活性
• 6. 简化性

多态存在的三个必要条件

• 继承
• 重写
• 父类引用指向子类对象：Parent p = new Child();

多态的实现方式

方式一：重写：

这个内容已经在上一章节详细讲过，就不再阐述，详细可访问：Java 重写(Override)与重载(Overload)。

方式二：接口

• 1. 生活中的接口最具代表性的就是插座，例如一个三接头的插头都能接在三孔插座中，因为这个是每个国家都有各自规定的接口规则，有可能到国外就不行，那是因为国外自己定义的接口类型。
• 2. java中的接口类似于生活中的接口，就是一些方法特征的集合，但没有方法的实现。具体可以看 java接口 这一章节的内容。

方式三：抽象类和抽象方法

Java 抽象类

在面向对象的概念中，所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来，并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。

抽象类除了不能实例化对象之外，类的其它功能依然存在，成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。

由于抽象类不能实例化对象，所以抽象类必须被继承，才能被使用。也是因为这个原因，通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。

父类包含了子类集合的常见的方法，但是由于父类本身是抽象的，所以不能使用这些方法。

在 Java 中抽象类表示的是一种继承关系，一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。

抽象类

在 Java 语言中使用 abstract class 来定义抽象类。如下实例：

/* 文件名 : Employee.java */
public abstract class Employee
{
   private String name;
   private String address;
   private int number;
   public Employee(String name, String address, int number)
   {
      System.out.println("Constructing an Employee");
      this.name = name;
      this.address = address;
      this.number = number;
   }
   public double computePay()
   {
     System.out.println("Inside Employee computePay");
     return 0.0;
   }
   public void mailCheck()
   {
      System.out.println("Mailing a check to " + this.name
       + " " + this.address);
   }
   public String toString()
   {
      return name + " " + address + " " + number;
   }
   public String getName()
   {
      return name;
   }
   public String getAddress()
   {
      return address;
   }
   public void setAddress(String newAddress)
   {
      address = newAddress;
   }
   public int getNumber()
   {
     return number;
   }
}

抽象方法

如果你想设计这样一个类，该类包含一个特别的成员方法，该方法的具体实现由它的子类确定，那么你可以在父类中声明该方法为抽象方法。

Abstract 关键字同样可以用来声明抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。

抽象方法没有定义，方法名后面直接跟一个分号，而不是花括号。

声明抽象方法会造成以下两个结果：

• 如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。
• 任何子类必须重写父类的抽象方法，或者声明自身为抽象类。

继承抽象方法的子类必须重写该方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能用来实例化对象。

抽象类总结规定

• \1. 抽象类不能被实例化(初学者很容易犯的错)，如果被实例化，就会报错，编译无法通过。只有抽象类的非抽象子类可以创建对象。
• \2. 抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。
• \3. 抽象类中的抽象方法只是声明，不包含方法体，就是不给出方法的具体实现也就是方法的具体功能。
• \4. 构造方法，类方法（用 static 修饰的方法）不能声明为抽象方法。
• \5. 抽象类的子类必须给出抽象类中的抽象方法的具体实现，除非该子类也是抽象类。

Java 封装

在面向对象程式设计方法中，封装（英语：Encapsulation）是指一种将抽象性函式接口的实现细节部分包装、隐藏起来的方法。

封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问。

要访问该类的代码和数据，必须通过严格的接口控制。

封装最主要的功能在于我们能修改自己的实现代码，而不用修改那些调用我们代码的程序片段。

适当的封装可以让程式码更容易理解与维护，也加强了程式码的安全性。

封装的优点

• \1. 良好的封装能够减少耦合。
• \2. 类内部的结构可以自由修改。
• \3. 可以对成员变量进行更精确的控制。
• \4. 隐藏信息，实现细节。

Java 接口

接口（英文：Interface），在JAVA编程语言中是一个抽象类型，是抽象方法的集合，接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。

接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。

除非实现接口的类是抽象类，否则该类要定义接口中的所有方法。

接口无法被实例化，但是可以被实现。一个实现接口的类，必须实现接口内所描述的所有方法，否则就必须声明为抽象类。另外，在 Java 中，接口类型可用来声明一个变量，他们可以成为一个空指针，或是被绑定在一个以此接口实现的对象。

接口与类相似点：

• 一个接口可以有多个方法。
• 接口文件保存在 .java 结尾的文件中，文件名使用接口名。
• 接口的字节码文件保存在 .class 结尾的文件中。
• 接口相应的字节码文件必须在与包名称相匹配的目录结构中。

接口与类的区别：

• 接口不能用于实例化对象。
• 接口没有构造方法。
• 接口中所有的方法必须是抽象方法，Java 8 之后 接口中可以使用 default 关键字修饰的非抽象方法。
• 接口不能包含成员变量，除了 static 和 final 变量。
• 接口不是被类继承了，而是要被类实现。
• 接口支持多继承。

接口特性

• 接口中每一个方法也是隐式抽象的,接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract（只能是 public abstract，其他修饰符都会报错）。
• 接口中可以含有变量，但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量（并且只能是 public，用 private 修饰会报编译错误）。
• 接口中的方法是不能在接口中实现的，只能由实现接口的类来实现接口中的方法。

抽象类和接口的区别

• \1. 抽象类中的方法可以有方法体，就是能实现方法的具体功能，但是接口中的方法不行。
• \2. 抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是 public static final 类型的。
• \3. 接口中不能含有静态代码块以及静态方法(用 static 修饰的方法)，而抽象类是可以有静态代码块和静态方法。
• \4. 一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。

注：JDK 1.8 以后，接口里可以有静态方法和方法体了。

注：JDK 1.8 以后，接口允许包含具体实现的方法，该方法称为”默认方法”，默认方法使用 default 关键字修饰。更多内容可参考 Java 8 默认方法。

注：JDK 1.9 以后，允许将方法定义为 private，使得某些复用的代码不会把方法暴露出去。更多内容可参考 Java 9 私有接口方法。

接口有以下特性：

• 接口是隐式抽象的，当声明一个接口的时候，不必使用abstract关键字。
• 接口中每一个方法也是隐式抽象的，声明时同样不需要abstract关键字。
• 接口中的方法都是公有的。

重写接口中声明的方法时，需要注意以下规则：

• 类在实现接口的方法时，不能抛出强制性异常，只能在接口中，或者继承接口的抽象类中抛出该强制性异常。
• 类在重写方法时要保持一致的方法名，并且应该保持相同或者相兼容的返回值类型。
• 如果实现接口的类是抽象类，那么就没必要实现该接口的方法。

在实现接口的时候，也要注意一些规则：

• 一个类可以同时实现多个接口。
• 一个类只能继承一个类，但是能实现多个接口。
• 一个接口能继承另一个接口，这和类之间的继承比较相似。

标记接口

最常用的继承接口是没有包含任何方法的接口。

标记接口是没有任何方法和属性的接口.它仅仅表明它的类属于一个特定的类型,供其他代码来测试允许做一些事情。

标记接口作用：简单形象的说就是给某个对象打个标（盖个戳），使对象拥有某个或某些特权。

例如：java.awt.event 包中的 MouseListener 接口继承的 java.util.EventListener 接口定义如下：

package java.util; public interface EventListener {}

没有任何方法的接口被称为标记接口。标记接口主要用于以下两种目的：

• 建立一个公共的父接口：

  正如EventListener接口，这是由几十个其他接口扩展的Java API，你可以使用一个标记接口来建立一组接口的父接口。例如：当一个接口继承了EventListener接口，Java虚拟机(JVM)就知道该接口将要被用于一个事件的代理方案。

• 向一个类添加数据类型：

  这种情况是标记接口最初的目的，实现标记接口的类不需要定义任何接口方法(因为标记接口根本就没有方法)，但是该类通过多态性变成一个接口类型。

Java 枚举(enum)

Java 枚举是一个特殊的类，一般表示一组常量，比如一年的 4 个季节，一年的 12 个月份，一个星期的 7 天，方向有东南西北等。

Java 枚举类使用 enum 关键字来定义，各个常量使用逗号 , 来分割。

例如定义一个颜色的枚举类。

enum Color
{
RED, GREEN, BLUE;
}

values(), ordinal() 和 valueOf() 方法

enum 定义的枚举类默认继承了 java.lang.Enum 类，并实现了 java.lang.Serializable 和 java.lang.Comparable 两个接口。

values(), ordinal() 和 valueOf() 方法位于 java.lang.Enum 类中：

• values() 返回枚举类中所有的值。
• ordinal()方法可以找到每个枚举常量的索引，就像数组索引一样。
• valueOf()方法返回指定字符串值的枚举常量。

Java 包(package)

为了更好地组织类，Java 提供了包机制，用于区别类名的命名空间。

包的作用

• 1、把功能相似或相关的类或接口组织在同一个包中，方便类的查找和使用。
• 2、如同文件夹一样，包也采用了树形目录的存储方式。同一个包中的类名字是不同的，不同的包中的类的名字是可以相同的，当同时调用两个不同包中相同类名的类时，应该加上包名加以区别。因此，包可以避免名字冲突。
• 3、包也限定了访问权限，拥有包访问权限的类才能访问某个包中的类。

Java 使用包（package）这种机制是为了防止命名冲突，访问控制，提供搜索和定位类（class）、接口、枚举（enumerations）和注释（annotation）等。

一个包（package）可以定义为一组相互联系的类型（类、接口、枚举和注释），为这些类型提供访问保护和命名空间管理的功能。

以下是一些 Java 中的包：

• java.lang-打包基础的类
• java.io-包含输入输出功能的函数

开发者可以自己把一组类和接口等打包，并定义自己的包。而且在实际开发中这样做是值得提倡的，当你自己完成类的实现之后，将相关的类分组，可以让其他的编程者更容易地确定哪些类、接口、枚举和注释等是相关的。

由于包创建了新的命名空间（namespace），所以不会跟其他包中的任何名字产生命名冲突。使用包这种机制，更容易实现访问控制，并且让定位相关类更加简单。

创建包

创建包的时候，你需要为这个包取一个合适的名字。之后，如果其他的一个源文件包含了这个包提供的类、接口、枚举或者注释类型的时候，都必须将这个包的声明放在这个源文件的开头。

包声明应该在源文件的第一行，每个源文件只能有一个包声明，这个文件中的每个类型都应用于它。

如果一个源文件中没有使用包声明，那么其中的类，函数，枚举，注释等将被放在一个无名的包（unnamed package）中。

import 关键字

为了能够使用某一个包的成员，我们需要在 Java 程序中明确导入该包。

在 Java 中，import 关键字用于导入其他类或包中定义的类型，以便在当前源文件中使用这些类型。

import 关键字用于引入其他包中的类、接口或静态成员，它允许你在代码中直接使用其他包中的类，而不需要完整地指定类的包名。

Java 集合框架

早在 Java 2 中之前，Java 就提供了特设类。比如：Dictionary, Vector, Stack, 和 Properties 这些类用来存储和操作对象组。

虽然这些类都非常有用，但是它们缺少一个核心的，统一的主题。由于这个原因，使用 Vector 类的方式和使用 Properties 类的方式有着很大不同。

集合框架被设计成要满足以下几个目标。

• 该框架必须是高性能的。基本集合（动态数组，链表，树，哈希表）的实现也必须是高效的。
• 该框架允许不同类型的集合，以类似的方式工作，具有高度的互操作性。
• 对一个集合的扩展和适应必须是简单的。

为此，整个集合框架就围绕一组标准接口而设计。你可以直接使用这些接口的标准实现，诸如： LinkedList, HashSet, 和 TreeSet 等,除此之外你也可以通过这些接口实现自己的集合。

从上面的集合框架图可以看到，Java 集合框架主要包括两种类型的容器，一种是集合（Collection），存储一个元素集合，另一种是图（Map），存储键/值对映射。Collection 接口又有 3 种子类型，List、Set 和 Queue，再下面是一些抽象类，最后是具体实现类，常用的有 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap 等等。

集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构。所有的集合框架都包含如下内容：

-

接口：是代表集合的抽象数据类型。例如 Collection、List、Set、Map 等。之所以定义多个接口，是为了以不同的方式操作集合对象

• 实现（类）：是集合接口的具体实现。从本质上讲，它们是可重复使用的数据结构，例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。

• 算法：是实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算，例如：搜索和排序，这些算法实现了多态，那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。

除了集合，该框架也定义了几个 Map 接口和类。Map 里存储的是键/值对。尽管 Map 不是集合，但是它们完全整合在集合中。

集合接口

集合框架定义了一些接口。本节提供了每个接口的概述：

Set和List的区别

• \1. Set 接口实例存储的是无序的，不重复的数据。List 接口实例存储的是有序的，可以重复的元素。
• \2. Set 检索效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变 **<实现类有HashSet,TreeSet>**。
• \3. List 和数组类似，可以动态增长，根据实际存储的数据的长度自动增长 List 的长度。查找元素效率高，插入删除效率低，因为会引起其他元素位置改变 <实现类有ArrayList,LinkedList,Vector> 。

如何使用迭代器

通常情况下，你会希望遍历一个集合中的元素。例如，显示集合中的每个元素。

一般遍历数组都是采用for循环或者增强for，这两个方法也可以用在集合框架，但是还有一种方法是采用迭代器遍历集合框架，它是一个对象，实现了Iterator 接口或 ListIterator接口。

迭代器，使你能够通过循环来得到或删除集合的元素。ListIterator 继承了 Iterator，以允许双向遍历列表和修改元素。

import java.util.*;
 
public class Test{
 public static void main(String[] args) {
     List<String> list=new ArrayList<String>();
     list.add("Hello");
     list.add("World");
     list.add("HAHAHAHA");
     //第一种遍历方法使用 For-Each 遍历 List
     for (String str : list) {            //也可以改写 for(int i=0;i<list.size();i++) 这种形式
        System.out.println(str);
     }
 
     //第二种遍历，把链表变为数组相关的内容进行遍历
     String[] strArray=new String[list.size()];
     list.toArray(strArray);
     for(int i=0;i<strArray.length;i++) //这里也可以改写为  for(String str:strArray) 这种形式
     {
        System.out.println(strArray[i]);
     }
     
    //第三种遍历 使用迭代器进行相关遍历
     
     Iterator<String> ite=list.iterator();
     while(ite.hasNext())//判断下一个元素之后有值
     {
         System.out.println(ite.next());
     }
 }
}

import java.util.*;
 
public class Test{
     public static void main(String[] args) {
      Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
      map.put("1", "value1");
      map.put("2", "value2");
      map.put("3", "value3");
      
      //第一种：普遍使用，二次取值
      System.out.println("通过Map.keySet遍历key和value：");
      for (String key : map.keySet()) {
       System.out.println("key= "+ key + " and value= " + map.get(key));
      }
      
      //第二种
      System.out.println("通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value：");
      Iterator<Map.Entry<String, String>> it = map.entrySet().iterator();
      while (it.hasNext()) {
       Map.Entry<String, String> entry = it.next();
       System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
      }
      
      //第三种：推荐，尤其是容量大时
      System.out.println("通过Map.entrySet遍历key和value");
      for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
       System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
      }
    
      //第四种
      System.out.println("通过Map.values()遍历所有的value，但不能遍历key");
      for (String v : map.values()) {
       System.out.println("value= " + v);
      }
     }
}

总结

Java集合框架为程序员提供了预先包装的数据结构和算法来操纵他们。

集合是一个对象，可容纳其他对象的引用。集合接口声明对每一种类型的集合可以执行的操作。

集合框架的类和接口均在java.util包中。

任何对象加入集合类后，自动转变为Object类型，所以在取出的时候，需要进行强制类型转换。

Java ArrayList

Java ArrayList 方法

Java ArrayList 常用方法列表如下：

Java LinkedList

链表（Linked list）是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是并不会按线性的顺序存储数据，而是在每一个节点里存到下一个节点的地址。

链表可分为单向链表和双向链表。

一个单向链表包含两个值: 当前节点的值和一个指向下一个节点的链接。

一个双向链表有三个整数值: 数值、向后的节点链接、向前的节点链接。

Java LinkedList（链表） 类似于 ArrayList，是一种常用的数据容器。

与 ArrayList 相比，LinkedList 的增加和删除的操作效率更高，而查找和修改的操作效率较低。

以下情况使用 ArrayList :

• 频繁访问列表中的某一个元素。
• 只需要在列表末尾进行添加和删除元素操作。

以下情况使用 LinkedList :

• 你需要通过循环迭代来访问列表中的某些元素。
• 需要频繁的在列表开头、中间、末尾等位置进行添加和删除元素操作。

LinkedList 继承了 AbstractSequentialList 类。

LinkedList 实现了 Queue 接口，可作为队列使用。

LinkedList 实现了 List 接口，可进行列表的相关操作。

LinkedList 实现了 Deque 接口，可作为队列使用。

LinkedList 实现了 Cloneable 接口，可实现克隆。

LinkedList 实现了 java.io.Serializable 接口，即可支持序列化，能通过序列化去传输。

常用方法

Java HashSet

HashSet 基于 HashMap 来实现的，是一个不允许有重复元素的集合。

HashSet 允许有 null 值。

HashSet 是无序的，即不会记录插入的顺序。

HashSet 不是线程安全的， 如果多个线程尝试同时修改 HashSet，则最终结果是不确定的。 您必须在多线程访问时显式同步对 HashSet 的并发访问。

HashSet 实现了 Set 接口。

Java HashMap

HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。

HashMap 实现了 Map 接口，根据键的 HashCode 值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为 null，不支持线程同步。

HashMap 是无序的，即不会记录插入的顺序。

HashMap 继承于AbstractMap，实现了 Map、Cloneable、java.io.Serializable 接口。

Java HashMap 方法

hashmap

Java HashMap 常用方法列表如下：

Java Iterator（迭代器）

Java迭代器（Iterator）是 Java 集合框架中的一种机制，是一种用于遍历集合（如列表、集合和映射等）的接口。

它提供了一种统一的方式来访问集合中的元素，而不需要了解底层集合的具体实现细节。

Java Iterator（迭代器）不是一个集合，它是一种用于访问集合的方法，可用于迭代 ArrayList 和 HashSet 等集合。

Iterator 是 Java 迭代器最简单的实现，ListIterator 是 Collection API 中的接口， 它扩展了 Iterator 接口。

迭代器接口定义了几个方法，最常用的是以下三个：

• next() - 返回迭代器的下一个元素，并将迭代器的指针移到下一个位置。
• hasNext() - 用于判断集合中是否还有下一个元素可以访问。
• remove() - 从集合中删除迭代器最后访问的元素（可选操作）。

获取一个迭代器

集合想获取一个迭代器可以使用 iterator() 方法:

// 引入 ArrayList 和 Iterator 类
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {

        // 创建集合
        ArrayList<String> sites = new ArrayList<String>();
        sites.add("Google");
        sites.add("Runoob");
        sites.add("Taobao");
        sites.add("Zhihu");

        // 获取迭代器
        Iterator<String> it = sites.iterator();

        // 输出集合中的第一个元素
        System.out.println(it.next());
    }
}

// 引入 ArrayList 和 Iterator 类
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {

        // 创建集合
        ArrayList<String> sites = new ArrayList<String>();
        sites.add("Google");
        sites.add("Runoob");
        sites.add("Taobao");
        sites.add("Zhihu");

        // 获取迭代器
        Iterator<String> it = sites.iterator();

        // 输出集合中的所有元素
        while(it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

Java Object 类

Java Object 类是所有类的父类，也就是说 Java 的所有类都继承了 Object，子类可以使用 Object 的所有方法。

Object 类位于 java.lang 包中，编译时会自动导入，我们创建一个类时，如果没有明确继承一个父类，那么它就会自动继承 Object，成为 Object 的子类。

Object 类可以显式继承，也可以隐式继承，以下两种方式是一样的：

显式继承:

public class Runoob extends Object{

}

隐式继承:

public class Runoob {

}

类的构造函数

类的方法

Java 泛型

Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。

泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。

假定我们有这样一个需求：写一个排序方法，能够对整型数组、字符串数组甚至其他任何类型的数组进行排序，该如何实现？

答案是可以使用 Java 泛型。

使用 Java 泛型的概念，我们可以写一个泛型方法来对一个对象数组排序。然后，调用该泛型方法来对整型数组、浮点数数组、字符串数组等进行排序。

泛型方法

你可以写一个泛型方法，该方法在调用时可以接收不同类型的参数。根据传递给泛型方法的参数类型，编译器适当地处理每一个方法调用。

下面是定义泛型方法的规则：

• 所有泛型方法声明都有一个类型参数声明部分（由尖括号分隔），该类型参数声明部分在方法返回类型之前（在下面例子中的 ****）。
• 每一个类型参数声明部分包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。
• 类型参数能被用来声明返回值类型，并且能作为泛型方法得到的实际参数类型的占位符。
• 泛型方法体的声明和其他方法一样。注意类型参数只能代表引用型类型，不能是原始类型（像 int、double、char 等）。

java 中泛型标记符：

• E - Element (在集合中使用，因为集合中存放的是元素)
• T - Type（Java 类）
• K - Key（键）
• V - Value（值）
• N - Number（数值类型）
• ？ - 表示不确定的 java 类型

下面的例子演示了如何使用泛型方法打印不同类型的数组元素：

public class GenericMethodTest
{
   // 泛型方法 printArray                         
   public static < E > void printArray( E[] inputArray )
   {
      // 输出数组元素            
         for ( E element : inputArray ){        
            System.out.printf( "%s ", element );
         }
         System.out.println();
    }
 
    public static void main( String args[] )
    {
        // 创建不同类型数组： Integer, Double 和 Character
        Integer[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        Double[] doubleArray = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4 };
        Character[] charArray = { 'H', 'E', 'L', 'L', 'O' };
 
        System.out.println( "整型数组元素为:" );
        printArray( intArray  ); // 传递一个整型数组
 
        System.out.println( "\n双精度型数组元素为:" );
        printArray( doubleArray ); // 传递一个双精度型数组
 
        System.out.println( "\n字符型数组元素为:" );
        printArray( charArray ); // 传递一个字符型数组
    } 
}

泛型类

泛型类的声明和非泛型类的声明类似，除了在类名后面添加了类型参数声明部分。

和泛型方法一样，泛型类的类型参数声明部分也包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。因为他们接受一个或多个参数，这些类被称为参数化的类或参数化的类型。

实例

如下实例演示了我们如何定义一个泛型类:

public class Box<T> {
   
  private T t;
 
  public void add(T t) {
    this.t = t;
  }
 
  public T get() {
    return t;
  }
 
  public static void main(String[] args) {
    Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();
    Box<String> stringBox = new Box<String>();
 
    integerBox.add(new Integer(10));
    stringBox.add(new String("菜鸟教程"));
 
    System.out.printf("整型值为 :%d\n\n", integerBox.get());
    System.out.printf("字符串为 :%s\n", stringBox.get());
  }
}

类型通配符

1、类型通配符一般是使用 ? 代替具体的类型参数。例如 List<?> 在逻辑上是 List,List 等所有 List<具体类型实参> 的父类。

2、类型通配符上限通过形如List来定义，如此定义就是通配符泛型值接受Number及其下层子类类型。

3、类型通配符下限通过形如 List<? super Number> 来定义，表示类型只能接受 Number 及其上层父类类型，如 Object 类型的实例。

Java 序列化

Java 序列化是一种将对象转换为字节流的过程，以便可以将对象保存到磁盘上，将其传输到网络上，或者将其存储在内存中，以后再进行反序列化，将字节流重新转换为对象。

序列化在 Java 中是通过 java.io.Serializable 接口来实现的，该接口没有任何方法，只是一个标记接口，用于标识类可以被序列化。

当你序列化对象时，你把它包装成一个特殊文件，可以保存、传输或存储。反序列化则是打开这个文件，读取序列化的数据，然后将其还原为对象，以便在程序中使用。

序列化是一种用于保存、传输和还原对象的方法，它使得对象可以在不同的计算机之间移动和共享，这对于分布式系统、数据存储和跨平台通信非常有用。

以下是 Java 序列化的基本概念和用法：

实现 Serializable 接口： 要使一个类可序列化，需要让该类实现 java.io.Serializable 接口，这告诉 Java 编译器这个类可以被序列化，例如：

import java.io.Serializable;

public class MyClass implements Serializable {
    // 类的成员和方法
}

Java 网络编程

网络编程是指编写运行在多个设备（计算机）的程序，这些设备都通过网络连接起来。

java.net 包中 J2SE 的 API 包含有类和接口，它们提供低层次的通信细节。你可以直接使用这些类和接口，来专注于解决问题，而不用关注通信细节。

java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持：

• TCP：TCP（英语：Transmission Control Protocol，传输控制协议） 是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，TCP 层是位于 IP 层之上，应用层之下的中间层。TCP 保障了两个应用程序之间的可靠通信。通常用于互联网协议，被称 TCP / IP。
• UDP：UDP （英语：User Datagram Protocol，用户数据报协议），位于 OSI 模型的传输层。一个无连接的协议。提供了应用程序之间要发送数据的数据报。由于UDP缺乏可靠性且属于无连接协议，所以应用程序通常必须容许一些丢失、错误或重复的数据包。

本教程主要讲解以下两个主题。

• Socket 编程：这是使用最广泛的网络概念，它已被解释地非常详细。
• URL 处理：这部分会在另外的篇幅里讲，点击这里更详细地了解在 Java 语言中的 URL 处理。

Socket 编程

套接字使用TCP提供了两台计算机之间的通信机制。 客户端程序创建一个套接字，并尝试连接服务器的套接字。

当连接建立时，服务器会创建一个 Socket 对象。客户端和服务器现在可以通过对 Socket 对象的写入和读取来进行通信。

java.net.Socket 类代表一个套接字，并且 java.net.ServerSocket 类为服务器程序提供了一种来监听客户端，并与他们建立连接的机制。

以下步骤在两台计算机之间使用套接字建立TCP连接时会出现：

• 服务器实例化一个 ServerSocket 对象，表示通过服务器上的端口通信。
• 服务器调用 ServerSocket 类的 accept() 方法，该方法将一直等待，直到客户端连接到服务器上给定的端口。
• 服务器正在等待时，一个客户端实例化一个 Socket 对象，指定服务器名称和端口号来请求连接。
• Socket 类的构造函数试图将客户端连接到指定的服务器和端口号。如果通信被建立，则在客户端创建一个 Socket 对象能够与服务器进行通信。
• 在服务器端，accept() 方法返回服务器上一个新的 socket 引用，该 socket 连接到客户端的 socket。

连接建立后，通过使用 I/O 流在进行通信，每一个socket都有一个输出流和一个输入流，客户端的输出流连接到服务器端的输入流，而客户端的输入流连接到服务器端的输出流。

TCP 是一个双向的通信协议，因此数据可以通过两个数据流在同一时间发送。以下是一些类提供的一套完整的有用的方法来实现 socket。

Socket 类的方法

java.net.Socket 类代表客户端和服务器都用来互相沟通的套接字。客户端要获取一个 Socket 对象通过实例化 ，而 服务器获得一个 Socket 对象则通过 accept() 方法的返回值。

Socket 类有五个构造方法.

Socket 客户端实例

如下的 GreetingClient 是一个客户端程序，该程序通过 socket 连接到服务器并发送一个请求，然后等待一个响应。

// 文件名 GreetingClient.java
 
import java.net.*;
import java.io.*;
 
public class GreetingClient
{
   public static void main(String [] args)
   {
      String serverName = args[0];
      int port = Integer.parseInt(args[1]);
      try
      {
         System.out.println("连接到主机：" + serverName + " ，端口号：" + port);
         Socket client = new Socket(serverName, port);
         System.out.println("远程主机地址：" + client.getRemoteSocketAddress());
         OutputStream outToServer = client.getOutputStream();
         DataOutputStream out = new DataOutputStream(outToServer);
 
         out.writeUTF("Hello from " + client.getLocalSocketAddress());
         InputStream inFromServer = client.getInputStream();
         DataInputStream in = new DataInputStream(inFromServer);
         System.out.println("服务器响应： " + in.readUTF());
         client.close();
      }catch(IOException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

Socket 服务端实例

如下的GreetingServer 程序是一个服务器端应用程序，使用 Socket 来监听一个指定的端口。

// 文件名 GreetingServer.java
 
import java.net.*;
import java.io.*;
 
public class GreetingServer extends Thread
{
   private ServerSocket serverSocket;
   
   public GreetingServer(int port) throws IOException
   {
      serverSocket = new ServerSocket(port);
      serverSocket.setSoTimeout(10000);
   }
 
   public void run()
   {
      while(true)
      {
         try
         {
            System.out.println("等待远程连接，端口号为：" + serverSocket.getLocalPort() + "...");
            Socket server = serverSocket.accept();
            System.out.println("远程主机地址：" + server.getRemoteSocketAddress());
            DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
            System.out.println(in.readUTF());
            DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
            out.writeUTF("谢谢连接我：" + server.getLocalSocketAddress() + "\nGoodbye!");
            server.close();
         }catch(SocketTimeoutException s)
         {
            System.out.println("Socket timed out!");
            break;
         }catch(IOException e)
         {
            e.printStackTrace();
            break;
         }
      }
   }
   public static void main(String [] args)
   {
      int port = Integer.parseInt(args[0]);
      try
      {
         Thread t = new GreetingServer(port);
         t.run();
      }catch(IOException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

Java 多线程编程

Java 给多线程编程提供了内置的支持。 一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

多线程是多任务的一种特别的形式，但多线程使用了更小的资源开销。

这里定义和线程相关的另一个术语 - 进程：一个进程包括由操作系统分配的内存空间，包含一个或多个线程。一个线程不能独立的存在，它必须是进程的一部分。一个进程一直运行，直到所有的非守护线程都结束运行后才能结束。

多线程能满足程序员编写高效率的程序来达到充分利用 CPU 的目的。

一个线程的生命周期

线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程。

下图显示了一个线程完整的生命周期。

• 新建状态:

  使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。

• 就绪状态:

  当线程对象调用了start()方法之后，该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，要等待JVM里线程调度器的调度。

• 运行状态:

  如果就绪状态的线程获取 CPU 资源，就可以执行 **run()**，此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。

• 阻塞状态:

  如果一个线程执行了sleep（睡眠）、suspend（挂起）等方法，失去所占用资源之后，该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种：

  • 等待阻塞：运行状态中的线程执行 wait() 方法，使线程进入到等待阻塞状态。
  • 同步阻塞：线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。
  • 其他阻塞：通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时，线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时，join() 等待线程终止或超时，或者 I/O 处理完毕，线程重新转入就绪状态。

• 死亡状态:

  一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时，该线程就切换到终止状态。

线程的优先级

每一个 Java 线程都有一个优先级，这样有助于操作系统确定线程的调度顺序。

Java 线程的优先级是一个整数，其取值范围是 1 （Thread.MIN_PRIORITY ） - 10 （Thread.MAX_PRIORITY ）。

默认情况下，每一个线程都会分配一个优先级 NORM_PRIORITY（5）。

具有较高优先级的线程对程序更重要，并且应该在低优先级的线程之前分配处理器资源。但是，线程优先级不能保证线程执行的顺序，而且非常依赖于平台。

创建一个线程

Java 提供了三种创建线程的方法：

• 通过实现 Runnable 接口；
• 通过继承 Thread 类本身；
• 通过 Callable 和 Future 创建线程。

通过 Callable 和 Future 创建线程

• \1. 创建 Callable 接口的实现类，并实现 call() 方法，该 call() 方法将作为线程执行体，并且有返回值。
• \2. 创建 Callable 实现类的实例，使用 FutureTask 类来包装 Callable 对象，该 FutureTask 对象封装了该 Callable 对象的 call() 方法的返回值。
• \3. 使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程。
• \4. 调用 FutureTask 对象的 get() 方法来获得子线程执行结束后的返回值。

创建线程的三种方式的对比

• \1. 采用实现 Runnable、Callable 接口的方式创建多线程时，线程类只是实现了 Runnable 接口或 Callable 接口，还可以继承其他类。
• \2. 使用继承 Thread 类的方式创建多线程时，编写简单，如果需要访问当前线程，则无需使用 Thread.currentThread() 方法，直接使用 this 即可获得当前线程。

线程的几个主要概念

在多线程编程时，你需要了解以下几个概念：

• 线程同步
• 线程间通信
• 线程死锁
• 线程控制：挂起、停止和恢复

多线程的使用

有效利用多线程的关键是理解程序是并发执行而不是串行执行的。例如：程序中有两个子系统需要并发执行，这时候就需要利用多线程编程。

通过对多线程的使用，可以编写出非常高效的程序。不过请注意，如果你创建太多的线程，程序执行的效率实际上是降低了，而不是提升了。

请记住，上下文的切换开销也很重要，如果你创建了太多的线程，CPU 花费在上下文的切换的时间将多于执行程序的时间！

Java 文档注释

Java 支持三种注释方式。前两种分别是 // 和 **/* */*，第三种被称作说明注释，它以 /* 开始，以 ***/**结束。

说明注释允许你在程序中嵌入关于程序的信息。你可以使用 javadoc 工具软件来生成信息，并输出到HTML文件中。

说明注释，使你更加方便的记录你的程序信息。

javadoc 标签

javadoc 工具软件识别以下标签：