Java 基础学习笔记

最新推荐文章于 2023-03-28 22:51:39 发布

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本文详细介绍了Java的基础知识，包括基本类型的自动转换、访问权限、重写与重载的规则、抽象类和接口的使用，以及super和final的关键字作用。此外，还探讨了静态成员、初始化顺序、异常处理、反射机制和注解的概念。文章进一步讲解了Java 8的新特性，并对比了Java与C++的主要差异。

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基本类型自动转换

float f = 1.1 // 编译错误 “possible lossy conversion from double to float”
1.1默认是double类型，这里为向下转型（double -> float），Java 不能隐式执行向下转型，但可以隐式执行向上转型。
float f = 1 // 编译通过
1默认为int类型，向上转型可以隐式执行。
float f = 1.1f // 编译通过
这里声明1.1是float类型，则无需类型转换。
+=, -=, *=, /= 这几个运算符可以执行隐式类型转换，即自动向下转型：

int i = 3; 
i += 1.0;  // 编译通过 （自动转型，1.0默认为double类型）
i = i + 1.0;  // 编译不通过
System.out.println(i);

在这里插入图片描述

访问权限

public: 均可。
protected: 包内访问权限 + 子类。
缺省：包内访问权限。
private: 除了包含该成员的类之外，其他任何类都无法访问这个成员。（类内的main函数可以访问）

重写（Override）

为了确保满足里氏替换原则，重写有以下限制。
子类方法的访问权限必须大于等于父类方法；
子类方法的返回类型必须是父类方法返回类型或为其子类型。
使用 @Override 注解，可以让编译器帮忙检查是否满足上面的两个限制条件。

重载（Overload）

存在于同一个类中，指一个方法与已经存在的方法名称上相同，但是参数类型、个数、顺序至少有一个不同。
返回值不同，其它都相同的不算是重载。

抽象类

抽象类和抽象方法都使用 abstract 关键字进行声明。抽象类一般会包含抽象方法，抽象方法一定位于抽象类中。
抽象类和普通类最大的区别是，抽象类不能被实例化，需要继承抽象类才能实例化其子类。

接口

接口是抽象类的延伸，在 Java 8 之前，它可以看成是一个完全抽象的类，也就是说它不能有任何的方法实现。
从 Java 8 开始，接口也可以拥有默认的方法实现，这是因为不支持默认方法的接口的维护成本太高了。在 Java 8 之前，如果一个接口想要添加新的方法，那么要修改所有实现了该接口的类。
接口的成员（字段 + 方法）默认都是 public 的，并且不允许定义为 private 或者 protected。
接口的字段默认都是 static 和 final 的（无需声明）。

抽象类和接口的对比

从设计层面上看，抽象类提供了一种 IS-A 关系，那么就必须满足里式替换原则，即子类对象必须能够替换掉所有父类对象。而接口更像是一种 LIKE-A 关系，它只是提供一种方法实现契约，并不要求接口和实现接口的类具有 IS-A 关系。
从使用上来看，一个类可以实现多个接口，但是不能继承多个抽象类。
接口的字段只能是 static 和 final 类型的，而抽象类的字段没有这种限制。
接口的成员只能是 public 的，而抽象类的成员可以有多种访问权限。

super

访问父类的构造函数：可以使用 super() 函数访问父类的构造函数，从而委托父类完成一些初始化的工作。
访问父类的成员：如果子类重写了父类的某个方法，可以通过使用 super 关键字来引用父类的方法实现。

final

对于基本类型，final 使数值不变。
对于引用类型，final 使引用不变，也就不能引用其它对象，但是被引用的对象本身是可以修改的。
final声明的方法不能被子类重写。如果在子类中定义的方法和基类中的一个 private 方法签名相同，此时子类的方法不是重写基类方法，而是在子类中定义了一个新的方法。
final声明的类不允许被继承。

static

静态变量：又称为类变量，也就是说这个变量属于类的，类所有的实例都共享静态变量，可以直接通过类名来访问它。静态变量在内存中只存在一份。
实例变量：每创建一个实例就会产生一个实例变量，它与该实例同生共死。
非静态内部类依赖于外部类的对象来创建，而静态内部类不需要外部类的对象来创建。静态内部类不能访问外部类的非静态的变量和方法。
静态导包：import static com.xxx.ClassName.* 在使用静态变量和方法时不用再指明 ClassName，从而简化代码，但可读性大大降低。

初始化顺序

父类（静态变量、静态语句块）
子类（静态变量、静态语句块）
父类（实例变量、普通语句块）
父类（构造函数）
子类（实例变量、普通语句块）
子类（构造函数）

异常

Throwable 可以用来表示任何可以作为异常抛出的类，分为两种： Error 和 Exception。其中 Error 用来表示 JVM 无法处理的错误，Exception 分为两种：

受检异常：需要用 try…catch… 语句捕获并进行处理，并且可以从异常中恢复。
非受检异常：是程序运行时错误，例如除 0 会引发 Arithmetic Exception，此时程序崩溃并且无法恢复。

反射

反射 (Reflection) 是 Java 的特征之一，它允许运行中的 Java 程序获取自身的类信息，并且可以操作类或对象的内部属性。
程序中一般的对象的类型都是在编译期就确定下来的，而 Java 反射机制可以动态地创建对象并调用其属性，这样的对象的类型在编译期是未知的。所以我们可以通过反射机制直接创建对象，即使这个对象的类型在编译期是未知的。
反射的核心是 JVM 在运行时才动态加载类或调用方法/访问属性，它不需要事先（写代码的时候或编译期）知道运行对象是谁。
反射最重要的用途就是开发各种通用框架。很多框架（比如 Spring）都是配置化的（比如通过 XML 文件配置 Bean），为了保证框架的通用性，它们可能需要根据配置文件加载不同的对象或类，调用不同的方法，这个时候就必须用到反射，运行时动态加载需要加载的对象。
每个类都有一个 Class 对象，包含了与类有关的信息。当编译一个新类时，会产生一个同名的 .class 文件，该文件内容保存着 Class 对象。
类加载相当于 Class 对象的加载，类在第一次使用时才动态加载到 JVM 中。也可以使用 Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")这种方式来控制类的加载，该方法会返回一个 Class 对象。
反射可以提供运行时的类信息，并且这个类可以在运行时才加载进来，甚至在编译时期该类的 .class 不存在也可以加载进来。
Class 和 java.lang.reflect 一起对反射提供了支持。

注解（Annontation）

Annontation是Java5开始引入的新特征，中文名称叫注解。它提供了一种安全的类似注释的机制，用来将任何的信息或元数据（metadata）与程序元素（类、方法、成员变量等）进行关联。为程序的元素（类、方法、成员变量）加上更直观更明了的说明，这些说明信息是与程序的业务逻辑无关，并且供指定的工具或框架使用。Annontation像一种修饰符一样，应用于包、类型、构造方法、方法、成员变量、参数及本地变量的声明语句中。
Java注解是附加在代码中的一些元信息，用于一些工具在编译、运行时进行解析和使用，起到说明、配置的功能。注解不会也不能影响代码的实际逻辑，仅仅起到辅助性的作用。包含在 java.lang.annotation 包中。
java.lang.annotation提供了四种元注解。 @Documented – 注解是否将包含在JavaDoc中、@Retention – 什么时候使用该注解、@Target – 注解用于什么地方、@Inherited – 是否允许子类继承该注解。

泛型

泛型只能代表引用类型，不能是基本数据类型。基本数据类型有byte/short/int/long等。引用类型与基本数据类型的区别在于虽然二者保存在栈中，但基本数据类型保存的是实际值，而引用类型保存的是一个对象的内存地址。
泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。