Java基础

一、数组

1、数组的使用

Java 中操作数组只需要四个步骤：
1、 声明数组
语法： 数据类型[ ] 数组名；
或者 数据类型 数组名[ ]；
其中，数组名可以是任意合法的变量名，如：

image.png

2、 分配空间
简单地说，就是指定数组中最多可存储多少个元素
语法： 数组名 = new 数据类型 [ 数组长度 ];
其中，数组长度就是数组中能存放元素的个数，如：

image.png

话说，我们也可以将上面的两个步骤合并，在声明数组的同时为它分配空间，如：

image.png

3、 赋值
分配空间后就可以向数组中放数据了，数组中元素都是通过下标来访问的，例如向 scores 数组中存放学生成绩

image.png

4、 处理数组中数据
我们可以对赋值后的数组进行操作和处理，如获取并输出数组中元素的值

image.png

在 Java 中还提供了另外一种直接创建数组的方式，它将声明数组、分配空间和赋值合并完成，如

image.png

它等价于：

image.png

2、使用Arrays类操作Java中的数组

Arrays 类是 Java 中提供的一个工具类，在 java.util 包中。该类中包含了一些方法用来直接操作数组，比如可直接实现数组的排序、搜索等（关于类和方法的相关内容在后面的章节中会详细讲解滴~~）。
Arrays 中常用的方法：
1、 排序
语法： Arrays.sort(数组名);
可以使用 sort( ) 方法实现对数组的排序，只要将数组名放在 sort( ) 方法的括号中，就可以完成对该数组的排序（按升序排列），如：

image.png

运行结果：

image.png

2、 将数组转换为字符串
语法： Arrays.toString(数组名);
可以使用 toString( ) 方法将一个数组转换成字符串，该方法按顺序把多个数组元素连接在一起，多个元素之间使用逗号和空格隔开，如：

image.png

运行结果为：

输出数组nums中的元素：[25，7，126，53，14，86]

3、使用 foreach 操作数组

foreach 并不是 Java 中的关键字，是 for 语句的特殊简化版本，在遍历数组、集合时， foreach 更简单便捷。从英文字面意思理解 foreach 也就是“ for 每一个”的意思，那么到底怎么使用 foreach 语句呢？
语法：

image.png

我们分别使用 for 和 foreach 语句来遍历数组

image.png

运行结果：

image.png

看到 foreach 的方便了吧！！
留个思考问题给大家：如果想在 foreach 语句中获取数组元素的下标，该如何做呢？？

4、Java 中的二维数组

所谓二维数组，可以简单的理解为是一种“特殊”的一维数组，它的每个数组空间中保存的是一个一维数组。
那么如何使用二维数组呢，步骤如下：
1、 声明数组并分配空间

image.png

或者

image.png

如：

image.png

2、 赋值
二维数组的赋值，和一维数组类似，可以通过下标来逐个赋值，注意索引从 0 开始

image.png

也可以在声明数组的同时为其赋值

image.png

如：

image.png

3、 处理数组
二维数组的访问和输出同一维数组一样，只是多了一个下标而已。在循环输出时，需要里面再内嵌一个循环，即使用二重循环来输出二维数组中的每一个元素。如：

image.png

运行结果：

image.png

需要了解的：在定义二维数组时也可以只指定行的个数，然后再为每一行分别指定列的个数。如果每行的列数不同，则创建的是不规则的二维数组，如下所示：

image.png

运行结果为：

image.png

二、面向对象

1、什么是 Java 中的内部类

问：什么是内部类呢？
答：内部类（ Inner Class ）就是定义在另外一个类里面的类。与之对应，包含内部类的类被称为外部类。
问：那为什么要将一个类定义在另一个类里面呢？清清爽爽的独立的一个类多好啊！！
答：内部类的主要作用如下：

1. 内部类提供了更好的封装，可以把内部类隐藏在外部类之内，不允许同一个包中的其他类访问该类
2. 内部类的方法可以直接访问外部类的所有数据，包括私有的数据
3. 内部类所实现的功能使用外部类同样可以实现，只是有时使用内部类更方便
   问：内部类有几种呢？
   答：内部类可分为以下几种：
   ·成员内部类
   ·静态内部类
   ·方法内部类
   ·匿名内部类

2、Java 中的成员内部类

内部类中最常见的就是成员内部类，也称为普通内部类。我们来看如下代码：

image.png

运行结果为：
从上面的代码中我们可以看到，成员内部类的使用方法：
1、 Inner 类定义在 Outer 类的内部，相当于 Outer 类的一个成员变量的位置，Inner 类可以使用任意访问控制符，如 public 、 protected 、 private 等
2、 Inner 类中定义的 test() 方法可以直接访问 Outer 类中的数据，而不受访问控制符的影响，如直接访问 Outer 类中的私有属性a
3、 定义了成员内部类后，必须使用外部类对象来创建内部类对象，而不能直接去 new 一个内部类对象，即：内部类 对象名 = 外部类对象.new 内部类( );
4、 编译上面的程序后，会发现产生了两个 .class 文件

image.png

其中，第二个是外部类的 .class 文件，第一个是内部类的 .class 文件，即成员内部类的 .class 文件总是这样：外部类名$内部类名.class
另外，友情提示哦：
1、 外部类是不能直接使用内部类的成员和方法滴

image.png

可先创建内部类的对象，然后通过内部类的对象来访问其成员变量和方法。
2、 如果外部类和内部类具有相同的成员变量或方法，内部类默认访问自己的成员变量或方法，如果要访问外部类的成员变量，可以使用 this 关键字。如：

image.png 运行结果： image.png

3、Java 中的静态内部类

静态内部类是 static 修饰的内部类，这种内部类的特点是：
1、 静态内部类不能直接访问外部类的非静态成员，但可以通过 new 外部类().成员 的方式访问
2、 如果外部类的静态成员与内部类的成员名称相同，可通过“类名.静态成员”访问外部类的静态成员；如果外部类的静态成员与内部类的成员名称不相同，则可通过“成员名”直接调用外部类的静态成员
3、 创建静态内部类的对象时，不需要外部类的对象，可以直接创建 内部类 对象名= new 内部类();

image.png

运行结果 ：

image.png

4、方法内部类

方法内部类就是内部类定义在外部类的方法中，方法内部类只在该方法的内部可见，即只在该方法内可以使用。

image.png

一定要注意哦：由于方法内部类不能在外部类的方法以外的地方使用，因此方法内部类不能使用访问控制符和 static 修饰符。

三、异常

1、概念

1.异常：有异于常态，和正常情况不一样，有错误出现，阻止当前方法或作用域。
2.异常处理：将出现的异常提示给编程人员与用户，使原本将要中断的程序继续运行或者退出。并且能够保存数据和释放资源。
2、异常体系结构
1.所有异常都继承于Throwable类，其下有两大子类：
（1）Error类：错误，一般编程人员不太接触，如虚拟机错误、线程死锁。硬伤：使程序崩溃
（2）Exception类：异常，编码、环境、用户输入等问题，其子类主要有：
·非检查异常(运行时异常RuntimeException)：【由java虚拟机自动捕获】如空指针NullPointer、越界ArrayIndexOutofBounds、错误类型转换ClassCast、算数异常Arithmetic等
·检查异常CheckException：【需要手动添加捕获和处理语句】文件异常IO等

image.png

3、异常处理
1.try-catch（多catch块）-finally
（1）try块：负责捕获异常，一旦try中发现异常，程序的控制权将被移交给catch块中的异常处理程序。【try语句块不可以独立存在，必须与 catch 或者 finally 块同存】
（2）catch块：如何处理？比如发出警告：提示、检查配置、网络连接，记录错误等。执行完catch块之后程序跳出catch块，继续执行后面的代码。
·编写catch块的注意事项：多个catch块处理的异常类，要按照先catch子类后catch父类的处理方式，因为会【就近处理】异常（由上自下）。
（3）finally：最终执行的代码，用于关闭和释放资源等
代码如下

try{
//一些会抛出的异常
}catch（Exception e）{
//处理该异常的代码块
}finally{
//最终要执行的代码
} 

终止执行，交由异常处理程序（抛出提醒或记录日志等），异常代码块外代码正常执行。
try会抛出很多种类型的异常，多个catch块捕获多钟错误。
多重异常处理代码块顺序问题：先子类再父类（顺序不对也会提醒错误），finally语句块处理最终将要执行的代码.
catch顺序为从子类到父类，如图：

image.png

四、Java 中字符串的不变性

String 对象创建后则不能被修改，是不可变的，所谓的修改其实是创建了新的对象，所指向的内存空间不同。如下所示：

image

运行结果：

image

结合上面的代码，关于字符串小伙伴们必须需要了解滴：

1、 通过 String s1="爱慕课"; 声明了一个字符串对象， s1 存放了到字符串对象的引用，在内存中的存放引用关系如下图所示：

image

然后通过 s1="欢迎来到："+s1; 改变了字符串 s1 ，其实质是创建了新的字符串对象，变量 s1 指向了新创建的字符串对象，如下图所示：

image

2、 一旦一个字符串在内存中创建，则这个字符串将不可改变。如果需要一个可以改变的字符串，我们可以使用StringBuffer或者StringBuilder（后面章节中会讲到）。

3、 每次 new 一个字符串就是产生一个新的对象，即便两个字符串的内容相同，使用 ”==” 比较时也为 ”false” ,如果只需比较内容是否相同，应使用 ”equals()” 方法（前面条件运算符章节讲过哦~~）

1、Java 中 String 类的常用方法 Ⅰ

String 类提供了许多用来处理字符串的方法，例如，获取字符串长度、对字符串进行截取、将字符串转换为大写或小写、字符串分割等，下面我们就来领略它的强大之处吧。

String 类的常用方法：

image

结合代码来熟悉一下方法的使用：

image

运行结果：

image 、

友情提示：

1. 字符串 str 中字符的索引从0开始，范围为 0 到 str.length()-1

2. 使用 indexOf 进行字符或字符串查找时，如果匹配返回位置索引；如果没有匹配结果，返回 -1

3. 使用 substring(beginIndex , endIndex) 进行字符串截取时，包括 beginIndex 位置的字符，不包括 endIndex 位置的字符

2、Java 中的 String 类常用方法 Ⅱ

我们继续来看 String 类常用的方法，如下代码所示：

image

运行结果：

image

那么，“==” 和 equals() 有什么区别呢？

==: 判断两个字符串在内存中首地址是否相同，即判断是否是同一个字符串对象

equals(): 比较存储在两个字符串对象中的内容是否一致

PS：字节是计算机存储信息的基本单位，1 个字节等于 8 位， gbk 编码中 1 个汉字字符存储需要 2 个字节，1 个英文字符存储需要 1 个字节。所以我们看到上面的程序运行结果中，每个汉字对应两个字节值，如“学”对应 “-47 -89” ，而英文字母 “J” 对应 “74” 。同时，我们还发现汉字对应的字节值为负数，原因在于每个字节是 8 位，最大值不能超过 127，而汉字转换为字节后超过 127，如果超过就会溢出，以负数的形式显示。

3、 Java 中的 StringBuilder 类

在Java中，除了可以使用 String 类来存储字符串，还可以使用 StringBuilder 类或 StringBuffer 类存储字符串，那么它们之间有什么区别呢？

String 类具有是不可变性。如

image

运行结果：

image

从运行结果中我们可以看到，程序运行时会额外创建一个对象，保存 "helloworld"。当频繁操作字符串时，就会额外产生很多临时变量。使用 StringBuilder 或 StringBuffer 就可以避免这个问题。至于 StringBuilder 和StringBuffer ，它们基本相似，不同之处，StringBuffer 是线程安全的，而 StringBuilder 则没有实现线程安全功能，所以性能略高。因此一般情况下，如果需要创建一个内容可变的字符串对象，应优先考虑使用 StringBuilder 类。

那么如何定义 StringBuilder 类的对象呢？ 我们来看下面的代码：

image

运行结果： imooc

4、 Java 中的 StringBuilder 类的常用方法

StringBuilder 类提供了很多方法来操作字符串：

image

例如：在下面的示例代码中，创建了 StringBuilder 对象，用来存储字符串，并对其做了追加和插入操作。这些操作修改了 str 对象的值，而没有创建新的对象，这就是 StringBuilder 和 String 最大的区别。

image

运行结果：

image

5、使用 Date 和 SimpleDateFormat 类表示时间

在程序开发中，经常需要处理日期和时间的相关数据，此时我们可以使用 java.util 包中的 Date 类。这个类最主要的作用就是获取当前时间，我们来看下 Date 类的使用：

image.png

使用 Date 类的默认无参构造方法创建出的对象就代表当前时间，我们可以直接输出 Date 对象显示当前的时间，显示的结果如下：

image.png

其中， Wed 代表 Wednesday (星期三)， Jun 代表 June (六月)， 11 代表 11 号， CST 代表 China Standard Time (中国标准时间，也就是北京时间，东八区)。

从上面的输出结果中，我们发现，默认的时间格式不是很友好，与我们日常看到的日期格式不太一样，如果想要按指定的格式进行显示，如 2014-06-11 09:22:30 ，那该怎么做呢？

此时就到了 java.text 包中的 SimpleDateFormat 类大显身手的时候了！！可以使用 SimpleDateFormat 来对日期时间进行格式化，如可以将日期转换为指定格式的文本，也可将文本转换为日期。

1. 使用 format() 方法将日期转换为指定格式的文本

image.png

代码中的 “yyyy-MM-dd HH:mm:ss” 为预定义字符串， yyyy 表示四位年， MM 表示两位月份， dd 表示两位日期， HH 表示小时(使用24小时制)， mm 表示分钟， ss 表示秒，这样就指定了转换的目标格式，最后调用 **format() **方法将时间转换为指定的格式的字符串。

运行结果： 2014-06-11 09:55:48

2. 使用 parse() 方法将文本转换为日期

image.png

代码中的 “yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss” 指定了字符串的日期格式，调用 **parse() **方法将文本转换为日期。

运行结果： image.png

一定要注意哦：

1、 调用 SimpleDateFormat 对象的 parse() 方法时可能会出现转换异常，即 ParseException ，因此需要进行异常处理

2、 使用 Date 类时需要导入 java.util 包，使用 SimpleDateFormat 时需要导入 java.text 包

6、Calendar 类的应用

Date 类最主要的作用就是获得当前时间，同时这个类里面也具有设置时间以及一些其他的功能，但是由于本身设计的问题，这些方法却遭到众多批评，不建议使用，更推荐使用 Calendar 类进行时间和日期的处理。

java.util.Calendar 类是一个抽象类，可以通过调用 getInstance()静态方法获取一个 Calendar 对象，此对象已由当前日期时间初始化，即默认代表当前时间，如 Calendar c = Calendar.getInstance();

那么如何使用 Calendar 获取年、月、日、时间等信息呢？我们来看下面的代码：

image.png

其中，调用 Calendar 类的 getInstance() 方法获取一个实例，然后通过调用 get() 方法获取日期时间信息，参数为需要获得的字段的值， Calendar.Year 等为 Calendar 类中定义的静态常量。

运行结果： image.png

Calendar 类提供了 getTime() 方法，用来获取 Date 对象，完成 Calendar 和 Date 的转换，还可通过 getTimeInMillis() 方法，获取此 Calendar 的时间值，以毫秒为单位。如下所示：

image.png

运行结果：

image.png

7、使用 Math 类操作数据

Math 类位于 java.lang 包中，包含用于执行基本数学运算的方法， Math 类的所有方法都是静态方法，所以使用该类中的方法时，可以直接使用类名.方法名，如： Math.round();

常用的方法：

image.png

通过案例我们来认识一下他们的使用吧！！

image.png

运行结果：

image.png

PS： Math 类还提供了许多其他方法，各位小伙伴们可以注意关注 wiki ，查阅更多信息

五、集合

1、集合框架概述

JAVA集合框架体系结构：Collection与Map是两个根接口。
Collection接口：内部存储的是一个个独立的对象。包含：
1.List接口：序列，存储元素排列有序且可重复。实现类:ArrayList，数组序列。实现类：LinkedList，链表。
2.Queue接口：队列，存储元素排列有序且可重复。实现类：LinkedList，链表。
3.Set接口：集，存储元素无序且不可重复。实现类：HashSet，哈希集。
Map接口：内部以<Key,Value>两个对象（任意类型）为一个映射去存储数据，这一个映射就是Entry类（Map的内部类）的实例。包括：实现类：HashMap，哈希表。

image.png

2、List接口值ArrayList类

1.ArrayList类中的add方法可以向列表中插入成员，插入的成员依照插入的时间向后排列，如果在前面制定了插入的下标，那么原来下标所在位置及其后面的所有成员均向后挪。
2.添加进list中的位置（index）介于0和length之间；0代表插到队头，length代表插到队尾。
3.如果插入的位置大于length或小于0，则会出现数组下表越界异常。
4.addAll方法可以将collection对象插入到ArrayList当中，亦可以指定下标添加。ArrayList.asList()方法可以将数组转化为arrayList。
5.set方法可以修改指定下标所在的成员的值。
6.删除方法remove()和removeAll()的用法同add()、addAll()方法相同。

3、使用迭代器遍历列表

//使用Iterator迭代器遍历列表
Iterator it = testList.iterator();
while(it.hasNext()){
    System.out.println(""+it.next());
}

4、使用foreach方法遍历列表

//注意ArrayList里面没有指定泛型的话都是以Object类来存储的，取出之后需要强转
for(Object obj:testList){
    int a = (int)obj;
     System.out.println(""+a);
}

5、泛型

this.ArrayList=new ArrayList<OBJ>(); //为List确定存入数据的类型即为泛型；
1.可以实现在编译前告警其装入数据对象类型的情况。
2.泛型确定后不再需要做List取出元素的强制类型转换.
3.泛型约定之后除了可以往里放入指定的类型之外，还可以放入指定类型的子类。
4.泛型不能规定基本类型，例如int、long、boolean等，如果要使用，必须使用其包装类，如Integer、Long、Boolean等。

6、Set类当中的HashSet类

1.哈希集是无序的且不重复的，所以无法使用get()方法根据指定下标取值。
2.哈希集的增删方法的用法与ArrayList相同。
3.哈希集可以往里增加null值。

7、Map类当中的HashMap类

1. Map接口提供了一中映射关系，其中的元素是键值对（key-value）的形式存储的，能够实现根据Key快速查找value。Key-value可以是任何对象，是以Entry类型的对象实例存在的。
   2.Key是不可以重复的，Value是可以重复的。Key-value都可以为null，不过只能有一个key是null。
   3.map支持泛型，Map<K,V>。
   4.每个键最多只能映射到一个值。
   5.HashMap中的Entry对象是无序排列的，HashMap是Map的一个重要实现类，也是最常用的，基于哈希表是实现。
   6.HashMap通过put(K key,V value)增加/修改数据,remove(Object key)删除数据，通过get(Object key)查询映射关系，size()方法返回此映射关系中的键-值关系数。

8、判断List中是否存在

List 的 contains()方法的真是内幕是，主动便利List中的每一个元素，并使用Objet类的equals方法，和传进来的引用依次做比较，一旦发现传进来的对象和某个元素指向的是同一块内存那么就返回true。
知道contains方法的工作原理之后，就可以这样。这里还以courseToSelect序列为例，我穿进去的不是引用对象了，换成课程名称，也就是说，使用contains判断输入的名称是否为某值的课程。这是就是需要改写一下Course类的equals方法即可。
这里改写equals方法堪称经典模版 改写 比较两个引用指向内存的内容是不是相同 这是 是包含 二者指向同一个内存块的情况

public void equals (Object obj)
{
  if(this == obj)  // 指向同一个内存快 必然是相同的
     returned true;  //为什么contains(course2) 返回的是false 原因就在在这里 只是比较了一下 引用的值是否相同 没有进一步的比较 内存块中的值 下就是对这里记性了改写
  if (obj == null)  // 如果obj为空 就直接没有戏了
     return false;
  if(! (obj instanceof Course))  //如果两者的不属于同一类型则 也直接没戏了
    return false;
  //经过以上的这么多的比较 终于可以判断二者的值是不是相同了
  //首相要把objet型的obj转成 Course
  Course course = (Course)  obj；
  if( this.name == null )
  ｛
     if(course.name == null )
        return true;
     else return false;
   }
   else
   {
     if(this.name.equals(course.name)) return true;
     else return false;
   )
   //如果还有别的属性接着写
}

9、判断Set中是否存在

使用set中的contains方法，set中调用contains（obj）方法，contains方法的实现机制：
先调用object中的hashcode方法，再调用object中的equals方法。
所以要对对象的hashcode（）方法和equals方法重写。
可以使用eclipse中的source>GENARATE hashcode（），在对象的类中，实现方法的重写。

10、判断Map中是否存在

Map中通过containsKey()方法和containsValue()方法来判断键和值是否存在。
Map 中对对象进行了 Key 标记，通过 get（Key）可以取得对应的对象。
Map 的containsValue（）方法的参数是 Object 对象，因为Map 的 Value 值是对象元素。
Map 的containsKey（）方法判断Map 映射中是否有该 Key 值。
List中的contains()方法借Map中的containsValue()方法调用equals()方法来进行比较。所以要重写Hashcode和equals方法。
跟 List 的 contains（）方法一样，Map 中的 containsValue（）方法也会调用每个 Value 值的 equals（）方法去和参数对象比较。

id 是string类型 contains方法使用equals方法 来比较，所以值相等就返回ture
Value 是Student类型，自己定义的，默认的contains方法中的equals方法，比较的是两个引用是否一样，所以要重写equals方法
由于是比较两student类型是否相同，所以要做Student类中重写equals方法

11、获取List中的索引值

indexOf()方法与lastIndexOf()方法实现原理：
1、遍历调用每个元素的equals()方法，如果返回true则将次元素的索引返回；
2、如果有多个相同元素，则只返回第一个元素的索引；
3、indexOf从第一个元素开始遍历，返回元素第一次出现的位置；lastIndexOf()方法则从最后一个元素开始遍历，返回元素最后一次出现的位置。如果没有该元素，则返回-1。

12、Collections工具类

1.可以对数值和字符串List进行排序；
2.可以对实现了Comparable接口的对象和Comparator接口的对象进行比较；

13、Comparable接口和Comparator接口

compareable 是默认比较规则， comparator是临时比较规则
1.Comparable接口------可比较的
实现该接口表示：这个类的实例可以比较大小，可以进行自然排序
定义了默认的比较规则
其实现类需实现compareTo()方法
comparaTo()方法返回正数表示大，负数表示小，0表示相等
2.Comparator接口-----比较工具接口
用于定义临时比较规则，而不是默认比较规则
其实现类需要实现compare()方法
Comparator和Comparable都是Java集合框架的成员