简化版脑图

特性

• 简单性、面向对象、分布式、健壮性、安全性、体系结构中立、可移植性、解释型、高性能、多线程、动态性

基础

注释

• 单行注释：//
• 多行注释：/ /
• 文档型注释：/* /

数据类型

整型

• Tips:

  • 长整型数值有一个后缀：大写或小写的L，如 4000000000L
  • 十六进制数值有一个前缀 0x 或 0X，如 0xCAFE
  • 八进制有一个前缀0，如 010对应八进制中的8
  • Java7开始，加上前缀 0b 或 0B 可以写二进制数，如 0b1001表示9
  • Java7开始，可为数字字面量加下划线，如 1_000_000 (或0b1111_0110_0010_0100_0000)，表示一百万，Java编译器会去除这些下划线

    浮点类型

    | 类型 | 存储需求 | 取值范围 | | —- | —- | —- | | float | 4字节 | 约 ±3.4028235e+38f (有效位数为6~7位) | | double | 8字节 | 约 ±1.7976931348623157e+308 (有效位数为15位) |

• 特殊浮点值

  • 正无穷大：Double.POSITIVE_INFINITY
  • 负无穷大：Double.NEGATIVE_INFINITY
  • NaN (不是一个数字)：Double.NAN，可通过 Double.isNaN方法校验

• Tips:

  • float类型的数值有一个后缀：大写或小写F，如 3.14F
  • double类型的数值有一个后缀：大写或小写D，如3.14D
  • 没有后缀浮点值（如 3.14）默认为double类型（即默认为 3.14D）
  • 本质上浮点数值采用二进制系统表示，因此无法精确地表示一些分数，如 1/ 10（就如同十进制无法精确地表示 1/ 3一样）；当使用浮点数进行计算时，不允许有舍入误差就需要用 BigDecimal类
    • BigDecimal类实现原理是：将小数扩大n被（如10^n），同时结合指数，来得出没有精度损失的结果（参考链接1，参考链接2）

      char类型

• char c = ‘A’; // char类型的字面量值要用单引号括起来，’A’是编码值为65对应的字符常量，与字符串”A”不同，需要区分开

  boolean类型

• 有两个值：true 和 false，常用于条件判断

变量

• 变量名：必须以字母开头，可由大小写字母、数字、下划线(_)、美元符($)构成；变量名不能为Java的保留字（如class, this, for, do等等）
• 初始化变量语法：类型 变量名;（如 int num;）
• 使用关键字final就变为常量：final 类型 常量名 = 常量值;（如 final int MAX_NUM = 1;）
  • 常量名最好使用全大写加下划线分割

运算符

算数运算符

二元运算符

• 一般，把运算符放在 = 号左边，如 += 或 -= 或 *= 或 /= 或 %= 或 &= 或 |= 或 ^= 或 <<= 或 >>= 或 >>>=

• 示例：x += 4; 等价于 x = x + 4;

  自增与自减运算符

• 自增：++

  • ++放变量左边，先自增后运算
  • ++放变量右边，先运算后自增
  • 示例：
    • int a = 1; int b = a++; // 结果a为2，b为1
    • int a = 1; int b = ++a; // 结果a为2，b为2
• 自减：—
  • 同理自增
• Tips：
  • 只适用于整型或是浮点类型的已进行赋值操作的变量
    • good case: int i = 1; i++;
    • bad case: int i; i++; String s = "ok"; s++;

      关系运算符

      | 关系运算符 | 名称 | 备注（以：a 关系运算符 b 说明） | | —- | —- | —- | | == | 校验相等 | a == b，当两边相等结果为true，否则为false | | != | 校验不等 | a != b，当两边不等结果为true，否则为false | | < | 小于 | a < b，当a小于b时结果为true，否则为false | | > | 大于 | a > b，当a大于b时结果为true，否则为false | | <= | 小于等于 | a <= b，当a小于或等于b时结果为true，否则为false | | >= | 大于等于 | a >= b，当a大于或等于b时结果为true，否则为false | | && | 与 | 条件1 && 条件2，当条件1,2都为true时结果为true，否则为false | | || | 或 | 条件1 || 条件2，当条件1,2有一个为true时结果为true，否则为false | | ! | 非 | !条件，当条件为true时，结果为false，否则为true |

位运算符

括号与运算符优先级

字符串

String类

• 标准Java类库中提供，每个用双引号括起来的字符串都是String类的实例

• 如：String str = “hello”;

  子串

• String类提供substring方法可以从一个字符串中提取出一个子串

• 如：String str = “hello”; String s = str.substring(0, 3);

• substring第一个参数为开始复制的位置，第二参数为不想复制的第一个位置，因此上面要复制的为str的第0，1，2位

  拼接

• String str = “hello”; String str2 = “world”; String all = str + str2;

  不可变字符串

• String类对象本身就被称为不可变字符串

  检测字符串相等

• 使用equals()方法

• 如：str1.equals(str2)方法

  空串与Null串

• str.length() == 0 或 str.equals(“”)为true则为空串

• str == null 检查一个字符串是否为空

  码点与代码单元：

• Java字符串由char值序列组成

  • String str = “abc”;
  • 本质上等同于：char data[] = {‘a’, ‘b’, ‘c’}; String str = new String(data)

• 可使用charAt(n)方法来访问位置n的代码单元（n介于0 ~ str.length - 1之间）

  • 如：String str = “hello”; char second = str.charAt(1); // seconde的值为e

    构建字符串

• 当出现需要多个短的字符串构建一个长的字符串时，使用字符串拼接方式效率太低（不断创建新的String对象），这种场景推荐使用StringBuilder

  String str1 = "haha";
  String str2 = " ok!";
  StringBuilder builder = new StringBuilder();
  builder.append(str1); // 调用append方法拼接
  builder.append(str2);
  String longStr = builder.toString(); // 调用toString方法获得整串字符串

控制流程

块作用域

• 块（即复合语句）是指由一对大括号括起来的若干简单的Java语句

• { … }

  条件语句

• if…else

• if…else if…else

  循环

• for

• for each：for(variable : collection) statement
• while
• do…while
• switch
• break, continue (中断流程)

大数值

当基本的整数和浮点精度无法满足需求时，可以考虑使用 java.math中的两个类：BigInteger 和 BigDecimal，这两个类可处理包含任意长度数字序列的数值

• BigInteger类实现了任意精度的整数运算
• BitDecimal类实现了任意精度的浮点数运算

通常使用静态的valueOf方法将普通数值转换成大数值

// BigInteger示例
int a = 100;
int b = 200;
BigInteger bigA = BigInteger.valueOf(a);
BigInteger bigB = BigInteger.valueOf(b);
BigInteger c = bigA.add(bigB);
// BigDecimal示例
double a2 = 100.0;
double b2 = 200.0;
BigDecimal bigDecimalA = BigDecimal.valueOf(a2);
BigDecimal bigDecimalB = BigDecimal.valueOf(b2);
BigDecimal c2 = bigDecimalA.add(bigDecimalB);

数组

数组是一种数据结构，用来存储同一类型值的集合。通过一个整型下标可以访问数组中的每一个值。如a是一个整型数组，a[i]就是数组下标为i的整数

• 声明语法：数据元素类型[] 变量名;

• 初始化语法：数据元素类型[] 变量名 = new 数据元素类型[数组长度]

  int[] a; // 声明整型数组a
  int[] b = new int[100]; // 声明整型数组b并初始化

  数组初始化以及匿名数组

• 直接创建数组对象并同时赋予初始值：int smallPrimes = { 2, 3, 4 };

• 直接初始化一个匿名数组：new int[] { 2, 3, 4 };

• 注意：Java允许数组长度为0，需要区分开数组长度为0以及null的区别

  • 长度为0表示数组没有长度
  • null代表数组内无任何元素，但却有长度

    数组拷贝

• Arrays类的copyOf方法

  int[] nums = { 1, 2, 3 };
  int[] copyNums = Arrays.copyOf(nums, nums.length);
  // Arrays.copyOf方法第一个参数时要拷贝的数组，第二个参数是新数组的长度

  数组排序

• Arrays类的sort方法（该方法使用了优化的快速排序算法）

  多维数组

  // 声明一个二维数组
  int[][] nums;
  // 初始化一个二维数组
  int[][] newNums = new int[3][3];
  // 初始化一个二维数组并赋值
  int[][] numbers = {
  {1, 2, 3},
  {4, 5, 6},
  {7, 8, 9}
  };
  // 访问方法同一维数组类似，直接使用下标即可 numbers[行下标][列下标]
  int oneNumber = numbers[1][1]; // oneNumber值为5

  不规则数组

  // Java本质上只有一维数组，所谓的多维数组只是在一维数组中的每个位置再嵌套一个数组
  int[][] nums = new int[3][];
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
  nums[i] = new int[i+1];
  }
  /* 以上面的程序为例，最后输出的是类似下面的不规则数组
  {
    { 1 },
    { 1, 2 },
    { 1, 3, 3 },
  };
  */

提问环节

1. BigDecimal类是如何解决浮点类型数值的计算精度问题的？
2. BigInteger类又是如何解决整型数值计算的精度问题的？
3. 涉及多个短的字符串拼接成一个长字符串时，为什么推荐使用StringBuilder类？它又是怎么实现字符串拼接的呢？
4. 数组拷贝中，Arrays类的copyOf方法是如何实现的？它是深克隆还是浅克隆呢？
5. 数组排序中，Arrays类的sort方法又是如何实现的呢？