Java 基础知识体系总结

2.1.2 引用数据类型

存储对象地址，对象在堆内存中，默认值为 null。主要包括类、接口、数组。

2.1.3 类型转换

• 自动转换：小范围 → 大范围（安全）。例：int a = 10; long b = a;
• 强制转换：大范围 → 小范围（可能丢失精度）。例：double m = 3.14; int n = (int)m;

2.2 变量与常量

• 变量：定义格式 数据类型 变量名 = 初始化值;。局部变量需手动初始化，成员变量有默认值。
• 常量：不可修改，用 final 修饰。建议全大写，单词间用下划线分隔。

2.3 运算符

优先级：算术 > 关系 > 逻辑 > 赋值。可加 () 改变优先级。

• 算术：+、-、*、/、%、++、--。整数除法需注意结果取整。
• 关系：>、<、>=、<=、==、!=，结果为 boolean。
• 逻辑：&&（短路与）、||（短路或）、!。短路特性可优化性能。
• 三元运算符：条件 ? 表达式 1 : 表达式 2。

2.4 流程控制

2.4.1 分支结构

switch-case：适用于多值匹配，支持 String（Java 7+）和枚举。

switch(变量) {
    case 值 1:
        // 执行代码
        break;
    default:
        // 默认执行
}

if-else：适用于复杂条件判断。

if (条件 1) {
    // 执行
} else if (条件 2) {
    // 执行
} else {
    // 执行
}

2.4.2 循环结构

• do-while：先执行后判断，至少执行一次。
• while：先判断后执行，适合未知次数场景。
• for：适合已知次数场景。
• 增强 for：遍历数组或集合，无需索引。

int[] arr = {1, 2, 3};
for (int num : arr) {
    System.out.println(num);
}

2.4.3 跳转语句

• break：跳出当前循环或 switch。
• continue：跳过本次循环剩余代码。
• return：结束方法并返回值。

2.5 数组

长度固定，存储在堆内存中。

• 初始化：静态（指定元素）或动态（指定长度）。
• 操作：获取长度 arr.length，访问 arr[index]。
• 工具类：java.util.Arrays 提供排序、查找等功能。

import java.util.Arrays;
int[] arr = {3, 1, 2};
Arrays.sort(arr); // 排序
System.out.println(Arrays.binarySearch(arr, 2));

三、面向对象进阶

3.1 类与对象

类是对象的模板，包含成员变量和方法。

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person() {}

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello, I'm " + name);
    }
}

创建对象使用 new 关键字调用构造器。

3.2 继承与重写

子类通过 extends 继承父类，需调用 super() 初始化父类部分。

public class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(name + " is eating bones.");
    }
}

重写规则：方法签名一致，权限不低于父类，返回值兼容父类。

3.3 抽象类与接口

• 抽象类：含抽象方法的类，不能实例化，体现'is-a'关系。
• 接口：完全抽象契约，类通过 implements 实现，体现'has-a'能力。
• 对比：抽象类侧重代码复用，接口侧重解耦与规范。

3.4 关键字详解

• final：修饰类不可继承，方法不可重写，变量不可变。
• static：属于类而非对象，静态代码块优先于构造器执行。
• this vs super：this 指当前对象，super 指父类对象。

四、异常处理

4.1 异常体系

继承自 Throwable，分 Error（严重错误）和 Exception（程序异常）。

• 编译时异常：必须处理，如 IOException。
• 运行时异常：无需处理，如 NullPointerException。

4.2 异常处理机制

使用 try-catch-finally 捕获异常，throw 抛出异常，throws 声明异常。

try {
    readFile("path.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    // 释放资源
}

4.3 自定义异常

继承 Exception 或 RuntimeException 创建特定业务异常。

五、常用类

5.1 String 类

不可变字符串，底层为 final char[]。常用方法包括 length()、equals()、substring() 等。

• String vs StringBuilder vs StringBuffer：String 不可变；StringBuilder 可变且线程不安全（效率高）；StringBuffer 可变且线程安全。

5.2 包装类

基本类型的对象化表示，支持泛型。Java 5+ 支持自动装箱与拆箱。

• 注意：Integer 缓存 -128~127，超出范围比较地址需用 equals()。

5.3 日期时间类

Java 8+ 推荐 java.time 包下的类（如 LocalDateTime），线程安全且 API 更友好。

import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
System.out.println(now.format(formatter));

六、集合框架

6.1 单列集合（Collection）

• List：有序可重复。ArrayList（查询快增删慢）、LinkedList（增删快查询慢）。
• Set：无序不可重复。HashSet（哈希表）、TreeSet（红黑树排序）。

6.2 双列集合（Map）

存储键值对，Key 唯一。

• HashMap：无序，线程不安全，Java 8 后链表转红黑树。
• LinkedHashMap：保持插入顺序。
• TreeMap：Key 自然排序。

七、总结

Java 基础围绕'面向对象'展开，涵盖语法、OOP 核心、异常处理及常用工具类。掌握这些内容后，可进一步学习多线程、IO 流、反射及 Spring 等高级特性。建议结合实战案例（如学生管理系统）巩固知识，并关注新版本特性以提升效率。