Java基础笔记 Java基础笔记一、数据类型与变量1. 8种基本数据类型（4大类）类型关键字字节默认值包装类整型byte10Byte short20Short int40Integer long80LLong浮点型float40.0fFloat double80.0dDouble字符型char2'\u0000' (空)Character布尔型boolean1位falseBooleanlong 后缀 L，float 后缀 f，char 字面量用单引号。所有数值类型默认值都是 0（或 0.0）。2. 变量类型局部变量：声明在方法/构造/代码块中，必须显式初始化，作用域仅限于当前块，存储在栈内存。实例变量：声明在类中但方法外，属于对象，有默认值，存储在堆内存，随对象销毁。类变量（静态变量）：使用 static 声明，属于类，所有实例共享，类加载时初始化，可通过类名直接访问，存储在方法区（元空间）。3. 类型转换自动类型转换：小范围→大范围，编译器自动完成，不会丢失精度（long→float 可能丢失精度）。强制类型转换：大范围→小范围，需显式使用 (类型)，可能丢失精度或溢出。包装类转换：自动装箱/拆箱。例如 Integer b = 10;（装箱），int d = b;（拆箱）。 注意：-128~127 范围内的 Integer 会被缓存，复用同一对象。字符串转换：基本类型→字符串用 String.valueOf()，字符串→基本类型用 parseXxx()。二、运算符与表达式优先级：* / % > + - > == != > && > ||。建议使用括号明确顺序。复合赋值：+=、-= 等可简化代码。浮点数比较：使用误差范围（如 Math.abs(a - b) < 1e-6），避免直接 ==。字符串比较：== 比较引用地址。equals() 比较内容。compareTo() 返回大小关系（正/零/负）。自增/自减：避免在复杂表达式中使用，如 i++ + ++i。三、输入输出（Scanner）Scanner sc = new Scanner(System.in); int n = sc.nextInt(); // 读取整数 double d = sc.nextDouble(); // 读取浮点数 String s1 = sc.next(); // 读到空格或换行 String s2 = sc.nextLine(); // 读取整行 boolean b = sc.nextBoolean(); // 检查方法 if (sc.hasNextInt()) { ... }缓存问题：nextInt() 后调用 nextLine() 需先执行一次 nextLine() 吸收换行符。资源关闭：sc.close()，建议使用 try-catch 处理异常。格式化输出：System.out.printf("%.2f", d);四、数组1. 一维数组声明：int[] arr; （不能指定长度）创建：arr = new int[5]; → 元素自动初始化为默认值 [0,0,0,0,0]静态初始化：int[] arr = {1,2,3}; 或 new int[]{1,2,3}动态初始化：先声明后创建，再逐个赋值。访问：索引从0开始，arr[0]，注意 ArrayIndexOutOfBoundsException。长度：arr.length（不是方法）。2. 多维数组（以二维为例）int[][] matrix = new int[3][4]; // 规则3行4列 int[][] ragged = new int[3][]; // 不规则 ragged[0] = new int[2]; ragged[1] = new int[5];获取行数：matrix.length，获取当前行列数：matrix[i].length。遍历时注意每一行长度可能不同。3. 数组操作复制：System.arraycopy()（原生高效）、Arrays.copyOf()、clone()。排序：Arrays.sort(arr)（Dual-Pivot Quicksort）、手写冒泡/选择/快排。搜索：线性搜索（未排序）。二分搜索（已排序）：Arrays.binarySearch(arr, key)，返回下标或负数插入点。五、类与对象1. 类的组成实例变量/方法：属于对象，通过对象访问。静态变量/方法：属于类，通过类名访问，不能直接访问实例成员。构造函数：与类同名，无返回类型，可重载。一旦定义了有参构造，默认无参构造不再自动提供。2. 封装使用 private 隐藏字段，提供 public 的 getter/setter。保护内部实现，提供清晰的公共接口。3. 方法定义：[修饰符] [static] 返回值 方法名(参数) { ... }调用：静态方法：类名.方法名()实例方法：对象.方法名()参数传递：基本类型：传值副本，不影响原变量。引用类型：传引用副本，可修改对象内容，但不能改变原引用指向。4. 构造方法链式调用使用 this(参数) 调用同一类的另一个构造方法，必须是构造方法的第一条语句。public class Person { private String name; public Person() { this("Unknown"); } public Person(String name) { this.name = name; } }5. this 关键字引用当前对象，用于区分成员变量和参数。不能在静态上下文中使用。this() 必须是构造方法第一条语句。6. 访问修饰符修饰符同类同包子类（不同包）任意private✔✘✘✘default✔✔✘✘protected✔✔✔✘public✔✔✔✔7. 包（package）文件第一行非注释代码：package com.example.util;import 语句位于 package 之后，类定义之前。静态导入：import static java.lang.Math.PI; 可直接使用 PI。六、继承使用 extends 关键字，Java 只支持单继承。所有类隐式继承 Object。方法重写（Override）：子类重新定义父类方法，方法签名必须相同。使用 @Override 注解。访问修饰符不能比父类更严格（父类 protected → 子类 public 可以，反之不行）。返回类型可以是子类类型（协变返回）。不能抛出比父类更宽泛的检查异常。final 方法不能被重写；static 方法不能被重写（但可以隐藏）；private 方法不可见，不能重写。重载（Overload）：同一类中方法名相同，参数列表不同。super 关键字：调用父类构造方法：super() 必须是子类构造的第一条语句。访问父类成员：super.method()、super.field。不能与 this() 同时使用。final 关键字final 类：不能被继承（如 String、Integer）。final 方法：不能被重写。final 变量：静态 final：声明时或静态代码块初始化。实例 final：声明时或构造方法中初始化。局部 final：使用前赋值即可。参数 final：方法内不能修改参数值。七、抽象类与接口特性抽象类（abstract class）接口（interface）关键字abstract classinterface继承/实现单继承多实现构造方法有无成员变量可以是实例变量或常量只能是 public static final 常量方法抽象方法 + 具体方法抽象方法 + default/static 方法（JDK8+）访问修饰符任意方法默认 public abstract使用场景代码复用、模板方法模式定义规范、多继承能力抽象类不能实例化，子类必须实现所有抽象方法（除非子类也是抽象类）。接口中的 default 方法提供默认实现，static 方法属于接口本身。八、多态实现条件：继承 + 重写 + 父类引用指向子类对象。编译时多态：方法重载。运行时多态：通过父类引用调用被子类重写的方法，实际执行子类版本。向上转型：Parent p = new Child(); 安全，自动进行。向下转型：Child c = (Child) p; 可能抛出 ClassCastException，推荐先用 instanceof 检查。instanceof：object instanceof ClassName 返回 true/false。用于类型检查，避免转换异常。null instanceof X 总是 false。不能用于基本类型。注意：静态方法、私有方法、构造方法不支持多态。九、内部类与嵌套类类型关键字能否访问外部类实例成员持有外部类引用能否定义静态成员创建方式成员内部类无✔✔不能（常量除外）外部类实例.new 内部类()静态嵌套类static✘（只能访问外部静态）✘✔new 外部类.静态嵌套类()局部内部类方法内✔✔不能在作用域内直接 new匿名类无名字✔✔不能new 接口/父类() { ... }内存泄漏风险：成员内部类隐式持有外部类引用，可能导致外部类无法被GC。局部内部类访问局部变量：变量必须是 final 或事实不可变（effectively final）。十、枚举（Enum）enum Color { RED, GREEN, BLUE }继承 java.lang.Enum，不能手动继承其他类。常用方法：name()：返回常量名（如 "RED"）ordinal()：返回索引（从0开始）toString()：默认返回 name()valueOf(String)：根据名称获取枚举常量values()：返回所有枚举常量的数组compareTo()：比较顺序（基于 ordinal）避免在业务逻辑中使用 ordinal()，因为顺序改变会出错。可添加字段和构造方法来实现语义属性。十一、注解（Annotation）内置注解：@Override、@Deprecated、@SuppressWarnings、@SafeVarargs、@FunctionalInterface。元注解（用于自定义注解）：@Retention：指定生命周期（SOURCE、CLASS、RUNTIME）@Target：指定可放置位置（TYPE、FIELD、METHOD、PARAMETER、CONSTRUCTOR 等）@Documented：生成Javadoc时包含该注解@Inherited：允许子类继承父类的注解@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Target(ElementType.METHOD) public @interface MyAnnotation { String value() default ""; }十二、泛型参数化类型：List<String> 保证类型安全，避免强制转换。泛型类/接口：class Box<T> { private T t; ... }泛型方法：public <T> T getValue(T t) { return t; }通配符：?? extends T：上界通配符，用于读取（生产者）。? super T：下界通配符，用于写入（消费者）。PECS原则：Producer Extends, Consumer Super。有界类型参数：<T extends Number> 限定 T 必须是 Number 或其子类。注意：泛型在编译时擦除，运行时无法获知具体类型参数。十三、反射（Reflection）获取 Class 对象的三种方式：类名.class（编译时确定）对象.getClass()（运行时）Class.forName("全限定类名")（动态加载）常用操作：创建实例：clazz.newInstance() 或构造器 newInstance()获取方法：getMethod()、getDeclaredMethod()调用方法：method.invoke(obj, args)访问字段：getField()、setAccessible(true)反射会破坏封装，带来性能开销，慎用。十四、递归定义：方法调用自身。线性递归：每次调用一个子问题，深度 = 规模，时间复杂度 O(n)。二分递归：每次调用两个子问题，如斐波那契 fib(n-1) + fib(n-2)，存在重复计算，可优化（记忆化）。注意防止栈溢出，确保有终止条件。十五、String 字符串不可变：任何修改都会产生新字符串对象。字符串池：字面量 "abc" 会放入常量池，复用相同内容；new String("abc") 创建堆中新对象，不自动入池，可调用 intern() 手动入池。常用方法：length()、isEmpty()、isBlank()（Java 11+）indexOf()、lastIndexOf()equals()、equalsIgnoreCase()、compareTo()contains()、startsWith()、endsWith()substring()replace()、replaceAll()trim()、strip()（Java 11+）toUpperCase()、toLowerCase()split()、join()高效拼接：使用 StringBuilder（线程不安全）或 StringBuffer（线程安全）。十六、代码最佳实践提示使用括号明确运算优先级。浮点数比较使用误差范围。字符串内容比较用 equals() 而非 ==。关闭 Scanner 资源，处理异常。数组遍历注意边界，多用 length 属性。重写方法时加 @Override。优先使用多态和接口而非 instanceof 链。枚举代替常量整数。泛型提供编译时类型安全。合理使用内部类，注意内存泄漏。反射仅用于框架或特殊场景。