狂神说Java--Java学习笔记(合集)

流程控制练习

//打印等腰空心三角形
/*  例如：输入为4时
          *
         * *
        *   *
       * * * *
*/
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int n = scanner.nextInt(); //n为三角形高
for(int i=1;i<=n;i++){
    for(int j=1;j<=2*n-1;j++){
        if(i!=n){ //若不为最后一行
            if(i+j==n+1)
                System.out.print("*"); //三角形左腰边
            else if(i+j==n+2*i-1)
                System.out.print("*"); //三角形右腰边
            else System.out.print(" ");
        }
        else if(j%2!=0){  //最后一行，底边
            System.out.print("*");
        }else {
            System.out.print(" ");
        }
    }
    System.out.println(); //换行
}
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Java方法

方法的定义

• Java的方法类似与其他语言的函数，是一段用来完成特定功能的代码片段。

• 方法包含一个方法头和一个方法体。

  • 修饰符：可选，定义了方法的访问类型，告诉编译器如何调用该方法。
  • 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。有些方法没有返回值，则returnValueType为关键字void。
  • 方法名：是方法的实际名称，方法名与参数表共同构成方法签名。
  • 参数类型：像一个占位符。方法被调用时，传递值给参数，该值称为实参或变量。参数列表是指方法的参数类型、顺序和参数个数。参数是可选的，方法可以不包含任何参数。
    • 形式参数：在方法被调用时用于接收外界输入的数据。
    • 实参：调用方法时实际传给方法的数据。
  • 方法体：方法体包含具体的语句，定义该方法的功能。

  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；
  }

方法的调用

• 调用方法：对象名.方法名(实参列表)。

• Java支持两种调用方法的方式，根据方法是否返回值来选择。

• 当方法返回一个值的时候，方法调用通常被当成一个值。

  int larger = max(30,40);

• 如果方法返回值是void，方法调用一定是一条语句。

• 扩展：值传递和引用传递 ( Java都是值传递)。

• 调用其他类的方法，除非是static静态方法，不然必须实例化这个类(new)

  public class Demo01 {

  public static void main(String[] args) {
      int add = Demo01.add(1,2); // 通过类名直接调用静态方法
      System.out.println(add); // 3
  }
  // static静态方法，否则就要new实例化来调用
  public static int add(int a,int b){
      return a+b;
  }
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  }

值传递 &引用传递

方法的重载

• 重载是在一个类中，有相同的方法名，参数列表不同的方法。

• 方法重载的规则：

  • 方法名称必须相同
  • 参数列表必须不同（个数、参数类型、或排序不同）
  • 返回类型可以相同也可以不相同
  • 仅仅返回类型不同不足以成为方法的重载

• 实现理论

  • 方法名称相同时，编译器会根据调用方法的参数个数、参数类型等去逐个匹配，以选择对应的方法，如果匹配失败，则编译器报错。

命令行传参

• 有时候你希望运行一个程序时候传递给它消息，这要靠传递命令行参数给main()函数实现。

  public static void main(String[] args) {
  //args.length 数组长度
  for (int i = 0; i < args.length; i++) {
  System.out.println(“args[”+i+"]: "+args[i]);
  }
  }

找到当前类的文件夹，打开cmd.

可变参数

• Jdk1.5开始，Java支持传递同类型的可变参数给一个方法。

• 在方法声明中，在指定参数类型后加一个省略号 (…)。

• 一个方法中只能指定一个可变参数，它必须是方法的最后一个参数。

  //打印最大值
  public static void printMax(int… num){
  if(num.length==0){
  System.out.println(“没有值传入”);
  return;
  }
  int result = num[0];
  for (int i = 1; i < num.length; i++) {
  if(num[i] > result){
  result = num[i];
  }
  }
  System.out.println(“最大值是：”+result);
  }
  public static void main(String[] args) {
  printMax(1,2,3,4); //最大值是：4
  printMax(new int[]{1,2,3,4,5}); //最大值是：5
  }

递归

• 递归就是：A方法调用A方法，自己调用自己！

• 递归策略只需少量的代码可描述解题过程中多次重复计算，大大减少了程序的代码量。递归的能力在于用有限的语句来定义对象的无限集合。

• 递归结构

  • 递归头：什么时候不调用自身方法，没有头 将陷入死循环。
  • 递归体：什么时候需要调用自身方法。

  //阶乘 n! n*(n-1)…21
  public static int f(int n){
  if(n==1) return 1;
  return nf(n-1); //递归：调用自身
  }
  public static void main(String[] args) {
  System.out.println(f(5)); //5!= 120
  }

Java数组

数组的定义

• 数组是相同类型数据的有序集合
• 数组描述的是相同类型的若干数据，按照一定先后次序排序组合而成
• 其中，每一个数据称作一个数组元素，每个数组元素可以通过下标访问它们

数组的声明创建

• 首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。

  dataType[] arrayRefVar; //首选
  dataType arrayRefVar[]; //效果相同,但不是首选

• Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下

  dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize]; //int[] nums=new int[10]

• 数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始

• 获取数组长度：arrays.length

  int[] nums; //1.声明一个数组
  nums = new int[3]; //2.创建一个数组
  //3.给数组元素赋值
  nums[0]=1;
  nums[1]=2;
  nums[2]=3;
  for (int num : nums) { //打印数组所有元素
  System.out.println(num);
  }

内存分析

数组的三种初始化

• 静态初始化

  //静态初始化：创建+赋值
  int[] a={1,2,3};
  Man[] mans={new Man(1,1),new Man(2,2)}

• 动态初始化

  //包含默认初始化
  int[] a=new int[2]; //默认值为0
  a[0]=1;
  a[1]=2;

• 默认初始化

  • 数组是引用类型，它的元素相当于类的实例变量，因此数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化。

数组的基本特点

1. 其长度是确定的，数组一旦被创建，它的大小就是不可改变的。

2. 其元素必须是相同类型，不允许出现混合类型。

3. 数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本类型和引用类型。

4. 数组变量属于引用类型，数组也可以看作对象，其中每个元素相当于该对象的成员变量。

   数组本身就是对象，Java中对象是在堆中的，因此数组无论保存原始类型还是其他对象类型，

   数组本身是在堆中的。

数组边界

数组的使用

• For-Each循环

  int[] arrays = {1,2,3,4,5};
  //打印全部的数组元素 JDK1.5 没有下标
  for (int array : arrays) {
  System.out.println(array);
  }

• 数组作方法入参

  //打印数组元素
  public static void printArray(int[] a){
  for (int i = 0; i < a.length; i++) {
  System.out.print(a[i]+" ");
  }
  }

• 数组作返回值

  //反转数组
  public static int[] reverse(int[] arrays){
  int[] result = new int[arrays.length];
  //反转的操作
  for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
  result[i] = arrays[arrays.length-i-1];
  }
  return result;
  }

多维数组

• 多维数组可以看成数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的数组，其每一个元素都是一个一维数组。

  int arr[][] = new int[3][2]; //二维数组,三行两列

int[][] array = {{1,2},{3,4},{5,6}};
//打印二维数组所有元素
for (int i = 0; i < array.length; i++) { //arrays.length=3
    for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
        System.out.print(array[i][j]+" ");
    }
    System.out.println();
}
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Arrays类

• 数组的工具类java.util.Arrays

• 由于数组对象本身并没有什么方法可以供我们使用，但API提供了一个工具类Arrays供我们使用。

• Array类中的方法都是static修饰的静态方法，使用时直接使用类名进行调用，可以不用对象调用。

• 常用功能

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

  int[] a = {1,2,3,4,9000,32145,451,21};
  System.out.println(a); // [I@28d93b30 (hashcode)

  //Arrays.toString 打印数组元素
  System.out.println(Arrays.toString(a)); //[1, 2, 3, 4, 9000, 32145, 451, 21]

  //二分法查找某值 返回下标
  System.out.println(Arrays.binarySearch(a, 9000)); // 4

  //填充
  Arrays.fill(a,2,4,0); //数组[a[2]~a[4])之间填充0
  System.out.println(Arrays.toString(a)); //[1, 2, 0, 0, 9000, 32145, 451, 21]

  //升序排序
  Arrays.sort(a);

冒泡排序

• 冒泡排序是八大排序最出名的排序算法。

• 代码：两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较。

• 当我们看到嵌套循环，应该立马就可以得出这个算法的时间复杂度为O(n2)。

  //冒泡排序
  //1.比较数组中两个相邻的元素，如果第一个数大于第二个数，交换它们位置
  //2.每一次比较，都会产生一个最大或最小的数字(升序为最大数)
  //3.下一轮则可以少一次排序
  //4.依次循环，直到结束
  public static int[] sort(int[] array){
  int temp=0;
  //外层循环，次数length-1
  for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
  //内层循环：如果第一个数大于第二个数，交换它们位置
  for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
  if(array[j]>array[j+1]){
  temp=array[j];
  array[j]=array[j+1];
  array[j+1]=temp;
  }
  }
  }
  return array;
  }

  public static void main(String[] args) {
  int[] a={8,1,35,47,19,-2};
  int[] sort = sort(a);
  System.out.println(Arrays.toString(sort)); //[-2, 1, 8, 19, 35, 47]
  }

• 思考：如何优化？

稀疏数组

//创建一个二维数组 11*11  0：没有棋子，1：黑棋  2：白棋
int[][] array1 = new int[11][11];
array1[1][2] = 1;
array1[2][3] = 2;
//输出原始的数组
System.out.println("原始的数组：");
for (int[] array : array1) {
    for (int i : array) {
        System.out.print(i+"	");
    }
    System.out.println();
}

//转换为稀疏数组保存
//1.有效值的个数
int sum = 0; //有效值总数
for (int i = 0; i < 11; i++) {
    for (int j = 0; j < 11; j++) {
        if(array1[i][j]!=0){
            sum++;
        }
    }
}
//2.创建一个稀疏数组
int[][] array2 = new int[sum+1][3];
array2[0][0] = 11;
array2[0][1] = 11;
array2[0][2] = sum;

//3.遍历二维数组，将有效值存放到稀疏数组
int count = 0;
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
    for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) {
        if(array1[i][j]!=0){
            count++;
            array2[count][0] = i;
            array2[count][1] = j;
            array2[count][2] = array1[i][j];
        }
    }
}

//4.输出稀疏数组
System.out.println("稀疏数组：");
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
    for (int j = 0; j < array2[i].length; j++) {
        System.out.print(array2[i][j]+"	");
    }
    System.out.println();
}
/* 结果：
输出原始的数组
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稀疏数组
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面向对象

初识面向对象

面向过程&面向对象

• 面向过程思想
  • 步骤清晰简单，第一步做什么，第二部做什么…
  • 面向过程适合处理一些较为简单的问题
• 面向对象思想
  • 物以类聚，分类的思维模式，思考问题首先会解决问题需要哪些分类，然后对这些分类进行单独思考。最后，才对某个分类下的细节进行面向过程的思索。
  • 面向对象适合处理复杂的问题，适合处理需要多人协作的问题！
• 对于描述复杂的事物，为了从宏观上把握、从整体上合理分析，我们需要使用面向对象来分析整个系统。但是，具体到微观操作，仍然需要面向过程的思路去处理。

什么是面向对象

• 面向对象编程（Object-Oriented Programming, OOP）
• 本质：以类的方式组织代码，以对象的组织(封装)数据。
• 抽象
• 三大特性
  • 封装
  • 继承
  • 多态
• 从认识论的角度考虑是先有对象后有类。对象是具体的事物，类是对象的抽象。
• 从代码运行角度考虑是先有类后有对象。类是对象的模板。

类与对象的关系

• 类是一种抽象的数据类型，它是对某一类事物整体描述/定义，但并不能代表某一个具体的事物。
  • 动物、植物、手机、电脑…
  • Person类、Pet类、Cat类等，都是用来描述/定义某一具体的事物应该具备的特点和行为。
• 对象是抽象概念的具体实例，如张三是人的一个具体实例、张三家里的狗旺财就是狗的一个具体实例。

创建与初始化对象

• 使用new来创建对象。
• 使用new关键字创建的时候，除了分配内存之外，还会给创建好的对象进行默认的初始化，以及对类中构造器的调用。
• 类中的构造器也被称为构造方法，创建对象时必须要调用。有以下特点：
  • 必须和类的名字相同
  • 没有返回类型，也不能写void
• 一个类即使什么都不写，也会存在一个默认的构造方法

构造器

public class Person {
    //一个类即使什么都不写，也会存在一个默认的无参构造方法
    //显示地定义构造器
    String name;
    
    //作用：1. 使用new关键字，本质是在调用构造器
    //2. 用来初始化对象的值
    public Person(){} //无参构造
    
    //有参构造 3.一旦定义了有参构造，无参就必须显示定义
    public Person(String name){
        this.name=name;
    }
	//Alt+insert 快捷键插入构造方法
}
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内存分析

//定义一个宠物类
public class Pet {
    public String name; //默认 null
    public int age; 	//默认 0
    //无参构造

    public void shout(){
        System.out.println("叫了一声");
    }
}


//应用类，创建调用对象
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        
        Pet dog = new Pet();

        dog.name = "旺财";
        dog.age = 3;
        dog.shout();
    }
}
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• 对象通过引用类型来操作：栈 - - ->堆

封装

• 该露的露，该藏的藏
  • 我们程序设计要追求“高内聚，低耦合”。高内聚就是类的内部数据细节由自己完成，不允许外部干涉；低耦合：仅暴露少量的方法给外部使用。
• 封装（数据的隐藏）
  • 通常，应禁止直接访问一个对象中数据的实际表示，而应通过操作接口来访问，称为信息隐藏。
• 作用
  1. 提高程序的安全性，保护数据
  2. 隐藏代码的实现细节
  3. 统一接口
  4. 系统可维护性增加了

继承

• 继承的本质是对某一批类的抽象，从而实现对世界更好地建模。

• extends的意思是”扩展“。子类是父类的扩展，使用关键字extends来表示。

• Java中类只有单继承，没有多继承！一个类只能继承一个父类。

• 继承是类与类之间的一种关系，此外还有依赖、组合、聚合等。

• 继承关系的两个类，一个为子类（派生类），一个为**父类（基类）**子类继承父类。

• 子类和父类之间，从意义上讲应该具有”is a“的关系。

  //学生类(子类)继承 人类(父类)
  public class Student extends Person{ /Person extends Object/
  …
  }

• 子类继承了父类，就会拥有父类的全部方法，而private私有属性及方法无法继承。

• 在Java中，所有类，都默认直接或间接继承Object类 (Ctrl+H 可以查看类关系)

• 被final修饰的类，无法被继承（断子绝孙）。

super & this

1. super()调用父类的构造方法，必须在构造方法的第一个
2. super必须只能出现在子类的方法或构造方法中
3. **super()和this()**不能同时调用构造方法，因为this也必须写在第一行

• super与this的区别：super代表父类对象的引用，只能在继承条件下使用；this调用自身对象，没有继承也可以使用。

  super(); //隐藏代码，默认调用了父类的无参构造，要写只能写第一行

方法的重写

• 重写：子类的方法必须与父类方法必须一致，方法体不同。

• 重写是方法的重写，与属性无关

• 重写方法只与非静态方法有关，与静态方法无关（静态方法不能被重写）

  public class B {
  public static void test(){ //静态方法
  System.out.println(“B==>test()”);
  }
  }

  public class A extends B{ //继承
  public static void test(){
  System.out.println(“A==>test()”);
  }
  }

  public class Application {
  public static void main(String[] args) {
  //方法的调用之和左边定义的类型有关
  A a = new A();
  a.test(); //打印 A==>test()

      //父类的引用指向了子类，但静态方法没有被重写
      B b = new A();
      b.test(); //打印 B==>test()
  }
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  }

修改A.java, B.java

public class B {
    public void test(){ //非静态方法
        System.out.println("B==>test()");
    }
}
public class A extends B{
    @Override //重写了B的方法
    public void test() {
        System.out.println("A==>test()");
    }
}


//父类的引用指向了子类
B b = new A(); //子类重写了父类的方法，执行子类的方法
b.test(); //打印变成了 A==>test()
/* 
静态方法是类的方法，非静态方法是对象的方法
有static时，b调用了B类的方法，因为b是b类定义的
没有static时，b调用的是对象的方法，而b是A类new出来的对象，调用A的方法
*/
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• 静态方法属于类，非静态方法属于对象
• 注意点：

1. 方法名、参数列表必须相同
2. 修饰符范围可以扩大，不能缩小（public>protect>private）
3. 抛出的异常 范围可以被缩小，不能扩大
4. 被**static(属于类，不属于实例)，final(常量方法)，private(私有)**修饰的方法不能重写

多态

• 动态编译：类型

• 即同一方法可以根据发送对象的不同而采用不同的行为方式

• 一个对象的实际类型是确定的，但可以指向对象的引用可以有很多

• 多态存在条件

  • 有继承关系
  • 子类重写父类方法
  • 父类引用指向子类对象

• 注意点：
  1. 多态是方法的多态，没有属性的多态
  2. 父类和子类，有联系 类型转换异常: ClassCastException
  3. 存在条件：继承关系，方法需要重写，父类引用指向子类对象！

instanceof和类型转换

• instanceof 引用类型比较，判断一个对象是什么类型

  public static void main(String[] args) {

  // Object > String
  // Objest > Person > Student
  // Objest > Person > Teacher
  Object object = new Student();
  // X instanceof Y，X引用指向的对象是不是Y的子类
  System.out.println(object instanceof Student); //true
  System.out.println(object instanceof Person); //true
  System.out.println(object instanceof Teacher); //false
  System.out.println(object instanceof Object); //true
  System.out.println(object instanceof String); //false
  
  //类型之间的转化：父-子（高-低）,低可以转换为高
  Person obj = new Syudent(); //只能用Person方法（重写了用子类重写过的方法）
  (Syudent)obj.go(); //强转之后可以用Student方法(Student->go())
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  }

类型转换

1. 父类引用指向子类的对象
2. 把子类转换为父类，向上转型，会丢失自己原来的一些方法
3. 把父类转换为子类，向下转型，强制转换，才调用子类方法
4. 方便方法的调用(转型)，减少重复的代码，简洁。

Static

• 静态变量可以直接用类名访问，也称类变量。

• 静态变量(或方法)对于类，所有对象（实例）所共享。

• 静态区代码 加载类时一起被初始化，最早执行且只执行一次（第一次new）。

• Math->随机数:

  //静态导入包
  import static java.lang.Math.random;

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

      //第一种随机数，不用导包
      System.out.println(Math.random()); //0.7562202902634543
  
      //第二种随机数，静态导入包
      System.out.println(random()); //0.5391606223844663
  }
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  }

抽象类(abstract)

• abstract修饰的类就是抽象类，修饰的方法就是抽象方法。

• 抽象类中可以没有抽象方法，但有抽象方法的类一定要声明为抽象类。

• 抽象类不能使用new来创建对象，它是用来让子类继承的。

• 抽象方法只有方法的声明，没有实现，让其子类实现。

• 子类继承抽象类，必须实现抽象类的所有方法，否则该子类也要声明为抽象类。

  //abstract 抽象类 类只能单继承（接口可以多继承）
  public abstract class Action {

  //约束~有人帮我们实现~
  //抽象方法只有方法名，没有方法的实现
  public abstract void doSth();
  
  //1.不能new抽象类，只能靠子类去实现它，仅作为一个约束
  //2.抽象方法只能出现在抽象类中，抽象类可以有普通方法
  //3.抽象类有构造器，可以派生子类
  //4.抽象类的意义：约束，提高开发效率。但是类只能单继承，所以有局限 用的不多
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  }

接口(interface)

• 普通类：只有具体实现

• 抽象类：具体实现和规范(抽象方法)都有

• 接口：只有规范，没有方法实现，专业的约束！约束与实现分离：面向接口编程~

• 接口就是规范，定义的是一组规则，"你是什么…必须做什么…"的思想。

• 接口的本质是约束，就像人间法律一样，制定好大家都遵守。

  //interface接口,接口都要有继承类
  //实现类（implements 可以继承多个接口）
  //多继承，利用接口实现多继承
  public interface UserService {
  //定义的属性都是常量,默认修饰 public static final
  public static final int AGE = 99; //一般不用
  //所有的定义的方法都是抽象的 默认public abstract
  public abstract void run();
  void add();
  void query();
  void delete();
  }

注意点

• 接口没有构造方法，不能被实例化
• 实现类必须要重写接口中的方法
• 实现类（implements） 可以实现多个接口

内部类

• 内部类就是在一个类的内部再定义一个类，比如A类中定义了一个B类，那么B就是A的内部类，而A相对B来说就是外部类
  1. 成员内部类：可以操作外部类的私有属性及方法
  2. 静态内部类：static修饰，不能访问外部类私有属性
  3. 局部内部类：外部类的方法里定义的类
  4. 匿名内部类：没有名字初始化类

异常

• 软件程序在运行过程中，经常可能遇到异常问题，异常英文(Exception)，意思是例外，这些例外情况需要我们写程序做出合理的处理，而不至于让程序崩溃。

• 异常指程序运行中出现的不期而至的各种状况：文件找不到，网络连接错误，非法参数等。

• 异常发生在程序运行期间，它影响了正常的执行流程。

简单分类

• 检查型异常：最具代表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。例如用户要打开一个不存在的文件时引发的异常，这些异常在编译时不能被简单地忽略。
• 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忽略。
• 错误Error：错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码经常被忽略。例如当栈溢出，一个异常就发生了，它们在编译也检查不到。

异常处理机制

• 抛出异常

• 捕获异常

• 异常处理关键字：try、catch、finally、throw、throws

  public static void main(String[] args) {
  int a = 1;
  int b = 0;

  try { //try监控区域
      System.out.println(a/b);
  }catch (ArithmeticException e){ //catch 捕获异常
      System.out.println("程序出现异常，变量b不能为0");
  }catch (Exception e){
      e.printStackTrace();
  }finally { //一定会执行，处理善后工作，如关闭资源
      System.out.println("finally");
  }
  
  if(b==0){ //抛出异常一般在方法中使用
      throw new ArithmeticException(); //主动抛出异常
  }
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  }
  //Ctrl+Alt+T 快捷键插入 try-catch

自定义异常

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