Java 基础

JDK 和 JRE

JDK 是什么？有哪些内容组成？

JDK 是 Java 开发工具包
- JVM 虚拟机: Java 程序运行的地方
- 核心类库: Java 已经写好的东西，可以直接用
- 开发工具: Javac、Java、jdb、jhat…
JRE 是什么？有哪些内容组成？
- JRE 是 Java 运行环境
- JVM、核心类库、运行工具
JDK，JRE，JVM三者的包含关系
- JDK 包含 JRE
- JRE 包含 JVM

运算符

算术运算符

隐式转换（自动类型提升）
- 把一个取值范围小的数值，转成取值范围大的数据
- 取值范围: double > float > long > int > short > byte
- 取值范围小的，和取值范围大的进行运算，小的会先提升为大的，再进行运算
- byte short char 三种类型的数据在运算时，都会直接先提升为 int ，然后再进行运算
  1
  2
  3
  byte a = 10;
  byte b = 20;
  数据类型? c = a + b; // a 和 b 为 byte, 在运算时提升为 int, 故此时数据类型为 int.
强制转换
- 把一个取值范围大的数值，转成取值范围小的数据
- 目标数据类型变量名 = (目标数据类型) 被强转的数据;
字符串的 “+” 操作
- 当 “+” 操作中出现字符串时, 这个 “+” 是字符串连接符, 而不是算术运算符了, 会将前后的数据进行拼接, 并产生一个新的字符串
- 连续进行 “+” 操作时, 从左到右逐个执行
- System.out.println(1 + 2 + "abc" + 2 + 1); // "3abc21"

自增自减运算符

参与计算: 后缀(a++ 先用后加), 前缀(++a 先加后用)

逻辑运算符

普通逻辑运算符: &, |, ^, !
短路逻辑运算符: &&, ||

原码反码补码

原码
- 十进制数据的二进制表现形式, 最左边是符号位, 0为正, 1为负
- 弊端: 利用原码进行计算时, 如果是正数没有问题, 但如果是负数计算, 结果会出错, 实际运算方向跟正确的运算方向相反
反码
- 为了解决原码不能计算负数的问题而出现的
- 正数的反码不变, 负数的反码在原码的基础上, 符号位不变, 数值取反, 0变1, 1变0
- 弊端: 负数运算时, 如果结果不跨0, 没有问题, 但如果结果跨0, 跟实际结果会有1的偏差
补码
- 为了解决负数计算时跨0的问题而出现的
- 正数补码不变, 负数的补码在反码的基础上 +1, 另外补码还能多记录一个特殊的值 -128, 该数据在1个字节下, 没有原码和反码
- 计算机的存储和计算都是以补码的形式进行的

该知识可以解释类型转换

其他运算符

运算符	含义	运算规则
&	逻辑与	0为false, 1为true
\|	逻辑或	0为false, 1为true
<<	左移	向左移动, 低位补0
>>	右移	向右移动, 高位补0或1(看符号)
>>>	无符号右移	向右移动, 高位补1

判断和循环

switch

default不一定写在最下面, 可写在任意位置, 但仍是最后执行
case穿透: 首先会拿小括号中表达式的值跟下面每一个case进行匹配, 如果匹配上了, 就会执行对应的语句体, 如果此时发现了break, 那么结束整个switch语句, 如果没发现break, 那么程序会继续执行下一个case的语句体, 一直遇到break或右大括号为止

JDK12新特性:

switch (number) {
 	case 1 -> System.out.println("1");
 	case 2 -> System.out.println("2");
 	case 3 -> System.out.println("3");
 	default -> System.out.println("无");
}

默认case语句体内有break

switch 和 if 的使用场景
- if: 一般用于对范围的判断
- switch: 把有限个数据一一列举出来选择

for 与 while 的区别

for 循环中, 控制循环的变量, 因为归属 for 循环的语法结构中, 在 for 循环结束后, 就不能再次被访问到了
while 循环中, 控制循环的变量, 对于 while 循环来说不归属其语法结构中, 在 while 循环结束后, 该变量还可以继续使用

数组

初始化

在内存中为数组容器开辟空间, 并将数据存入容器中的过程
静态初始化
- 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[] { 元素1, 元素2, 元素3…}
- 简化后: 数据类型[] 数组名 = { 元素1, 元素2, 元素3…}
- 范例: int[] array = new int[] {11, 22, 33};
- 简化后: int[] array = {11, 22, 33};
动态初始化
- 数据类型[] 数组名 = new 数组类型[数组长度]
- 范例: int[] array = new int[3];
- 数组默认初始化规律
  - 整数类型: 默认为 0
  - 小数类型: 默认为 0.0
  - 字符类型: 默认为 ‘/u0000’ (空格)
  - 布尔类型: 默认为 false
  - 引用数据类型: 默认为 null

地址值

数组地址值表示数组在内存中的位置
以 [D@776ec8df 为例
- [ : 表示当前是一个数组
- D: 表示当前数组里面的元素都是double类型的
- @: 表示一个间隔符号 (固定格式)
- 776ec8df: 数组真正的地址值 (十六进制)

遍历数组

在 IDEA 自动生成数组的遍历方式: 数组名.fori

内存图

栈: 方法运行时使用的内存, 比如 main 方法运行, 进入方法栈中执行
堆: 存储对象或者数组, new 来创建的, 都存储在堆内存中
方法区: 存储可以运行的 class 文件
本地方法栈: JVM 在使用操作系统功能的时候使用, 和我们开发无关
寄存器: 给 CPU 使用, 和我们开发无关

从JDK8开始, 取消方法区, 新增元空间, 把原来方法区的多种功能进行拆分, 有的功能放到了栈中, 有的功能放到了元空间中

当两个数组指向同一个小空间时, 其中一个数组对小空间中的值发生了改变, 那么其他数组再次访问的时候都是修改之后的结果了

拓展: 思考二维数组内存图 (静态初始化, 动态初始化, 动态初始化的两种特例)

方法

程序中最小的执行单元

形参与实参

形参: 形式参数, 方法定义中的参数
实参: 实际参数, 方法调用中的参数

注意事项

方法之间是平级关系, 不能相互嵌套定义

重载

在同一个类中, 定义了多个同名的方法, 这些同名的方法具有同种功能
每个方法具有不同的参数类型或参数个数, 这些同名的方法构成重载关系

同一个类中, 方法名相同, 参数不同的方法. 与返回值无关

参数不同: 个数不同, 类型不同, 顺序不同

// 不构成重载关系, 因为未满足参数不同这个要求
public class MethodDemo {
    public static void fn(int a) {
        // 方法体
    }
    public static int fn(int a) {
        // 方法体
    }
}

虚拟机通过参数的不同来区分同名的方法

方法的内存

基本数据类型: 整数类型, 浮点数类型, 布尔类型, 字符类型
- 数据值是存储在自己的空间中
- 赋值给其他变量, 也是赋值真实的值
引用数据类型: 需要 new 创造的
- 数据值是存储在其他空间中, 自己空间中存储的是地址值
- 赋值给其他变量, 赋值的是地址值

方法的值传递

传递基本数据类型的内存原理

传递基本数据类型时, 传递的是真实的数据, 形参的改变, 不影响实参的值

public class ArgsDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        int number = 100;
        sout("调用change方法前: " + number);
        change(number);
        sout("调用change方法后: " + number);
    }
    public static void change(int number) {
       	number = 200;
    }
}
/*
	输出结果为: 
	调用change方法前: 100
	调用change方法后: 100
*/

传递引用数据类型的内存原理
- 传递引用数据类型时, 传递的是地址值, 形参的改变, 影响实参的值

以上内容依据内存图来理解

键盘录入

第一套体系
- nextInt() : 接收整数
- nextDouble() : 接收小数
- next() : 接受字符串
  
  键盘录入的字符串是 new 创建的
- 遇到空格、制表符、回车就停止接收，这些符号后面的数据就不会接受了
第二套体系
- nextLine() : 接受字符串
- 遇到空格、制表符可以接收，遇到回车才停止