Java基础知识

最新推荐文章于 2024-08-26 13:32:01 发布

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本文深入讲解Java的基础知识，包括Java的三大版本、JDK、JRE、JVM的区别与联系，内存分配机制，三大特性（封装、继承、多态），类型转换，==与equals()的使用，静态导入包，代码块执行顺序，异常处理等内容，帮助读者全面理解Java的核心概念。

Java基础知识

1.Java三大版本

1.1JavaSE：标准版

主要应用于桌面应用软件的编程。

1.2. JavaME：微型版

主要应用于嵌入式系统开发，如机顶盒、移动电话和PDA之类嵌入式消费电子设备。

1.3. JavaEE：企业版

   主要应用于分布式的网络程序的开发，web端，服务器开发

2.JDK，JRE，JVM

2.1.JDK

JDK(Java Development Kit)，java开发工具集，在JDK的安装目录下有一个jre目录，里面有两个文件夹bin和lib，在这里可以认为bin里的就是jvm，lib中则是jvm工作所需要的类库，而jvm和 lib合起来就称为jre。

2.2.JRE

JRE（Java Runtime Environment，Java运行环境），JRE是Java运行环境，并不是一个开发环境，所以没有包含任何开发工具（如编译器和调试器）。

2.3.JVM

JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写,JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。

2.4.三者联系

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3.内存分析

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3.1.栈

1.每个线程包含一个栈区，栈中只保存基本数据类型的数据和自定义对象的引用(不是对象)，对象都存放在堆区中。
2.每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的，其他栈不能访问。
3.栈分为3个部分：基本数据类型的变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。

3.2.堆

类的对象放在heap（堆）中，所有的类对象都是通过new方法创建，创建后，在stack（栈）会创建类对象的引用（内存地址）。

3.3.方法区

1.又叫静态区，跟堆一样，被所有的线程共享。

2.方法区中存放的都是在整个程序中永远唯一的元素。这也是方法区被所有的线程共享的原因。

方法区保存的就是一个类的模板，堆是放类的实例（即对象）的。栈是一般来用来函数计算的。

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4.Java三大特性

4.1.封装

封装（Encapsulation）是面向对象方法的重要原则，就是把对象的属性和操作（或服务）结合为一个独立的整体，并尽可能隐藏对象的内部实现细节。

1.需要修改属性的访问控制符（修改为private）；
2 创建getter/setter方法（用于属性的读写）；
3 在getter/setter方法中加入属性控制语句（用于判断属性值的合法性）。

4.2.继承

一个对象的实际类型是确定的，可以指向的引用类型就不确定了：父类的引用指向子类。

引用类型：除了基本数据类型，其他的类型都是引用类型。

子类能调用的方法都是自己的或者继承父类的。

父类型可以指向子类型，但是不能调用子类独有的方法。

对象能执行哪些方法，主要看主要看对象左边的类型，和右边的关系不大。

Father f1=new Son();   //Father为父类，Son为子类
//父类中有一个show1方法
//子类中有一个独有的show2方法
((Son) f1).show2();   //对象想要调用子类独有的方法需要强制转换为子类型。

4.3.多态

1.即同一个方法可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。

2.一个对象的实际类型是确定的，但是可以指向对象的引用类型有很多。

3.多态存在的条件

A.有继承关系时

B.子类重写父类方法

C.父类引用指向子类对象

多态是方法的多态，属性没有多态性

5.类型转换

1.类型之间的转换：父子

2.子类转换为父类可能会丢失自己本来的一些方法

3.向上转型：子类转换到父类

4.向下转型：父类转换为子类，有时需要用到强制转换调用一些子类独有的方法。

6.“==”与equals()的比较

他的作用是判断两个对象的地址是不是相等，也就是判断两个地址是不是同一个对象。（基本数据类型比较的是值，引用数据类型==比较的是内存地址）
因为java的只有值传递，所有对于==来说，不管是比较基本数据类型，还是引用数据类型的变量，本质上比较的是值，只是引用数据类型变量存的值是对象的地址。

equals

他的作用是判断两个对象是否相等，它不能用于比较基本数据类型的变量。equals（）方法存在object类中，而object类是所有类的直接或者间接父类。

equals()方法存在两种使用情况：

情况 1：类没有覆盖 equals()方法。则通过equals()比较该类的两个对象时，等价于通过“==”比较这两个对象。使用的默认是 Object类equals()方法。
情况 2：类覆盖了 equals()方法。一般，我们都覆盖 equals()方法来两个对象的内容相等；若它们的内容相等，则返回 true(即，认为这两个对象相等)。

String 中的 equals方法是被重写过的，因为 Object 的 equals方法是比较的对象的内存地址，而 String的equals方法比较的是对象的值。

7.静态导入包

import static java.lang.Math.random  //导入包
 /*使用了静态导入包
 当需要用到这些包下的方法时，可以直接用方法名调用
 如
 */
  rando();
//就可以直接调用random方法

8.代码块

public class Test{
    {
        //匿名代码块
    }
    
    static{  //只执行一次
        //静态代码块
    }
}
//执行顺序 先静态代码块 再匿名代码块，最后构造方法

9.异常

在这里插入图片描述

1.Throwable： 有两个重要的子类：Exception（异常）和 Error（错误），二者都是 Java 异常处理的重要子类，各自都包含大量子类。异常和错误的区别是：异常能被程序本身可以处理，错误是无法处理。

2.Error（错误）:是程序无法处理的错误，表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关，而表示代码运行时 JVM（Java 虚拟机）出现的问题。

3.Exception（异常：是程序本身可以处理的异常。

1.运行时异常：都是RuntimeException类及其子类异常，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。运行时异常的特点是Java编译器不会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，即使没有用try-catch语句捕获它，也没有用throws子句声明抛出它，也会编译通过。
2.非运行时异常（编译异常）：是RuntimeException以外的异常，类型上都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过。如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常，一般情况下不自定义检查异常。

4.常见的异常：
1. RuntimeException子类:

ArrayIndexOutOfBoundsException：数组索引越界异常。当对数组的索引值为负数或大于等于数组大小时抛出。

NullPointerException：空指针异常。

NegativeArraySizeException：数组长度为负异常

ArithmeticException ：算术条件异常。譬如：整数除零等。

IllegalArgumentException：非法参数异常

ArrayStoreException ：数组中包含不兼容的值抛出的异常。

2.IOException

IOException：操作输入流和输出流时可能出现的异常

FileNotFoundException：文件未找到异常

EOFException：文件已结束异常

3. 其他

ClassCastException：类型转换异常类

ArrayStoreException：数组中包含不兼容的值抛出的异常

SQLException：操作数据库异常类

NoSuchFieldException：字段未找到异常

NoSuchMethodException：方法未找到抛出的异常

StringIndexOutOfBoundsException：字符串索引超出范围抛出的异常

NumberFormatException：字符串转换为数字抛出的异常

ClassNotFoundException：找不到类异常。

4. 捕获异常：try、catch 和 finally

1.try-catch语句

//假设要捕获多个异常，类型从小到大
try {
    // 可能会发生异常的程序代码
} catch (Exception e){
    // 捕获并处置try抛出的异常
}
catch (Throwable t){
     //捕获并处置try抛出的异常类型
}

try{
    System.out.println(a/b);
}catch(ArithmeticException e){
    System.out.println("变量b不能为0");
}

2.throw

if(b==0){
    throw new ArithmeticException();   //主动抛出异常
}
System.out.println(a/b);

3.throws

public void test(int a,int b) throws ArithmeticException{  //假设这个方法中处理不了这个异常，方法上抛出异常
	if(b==0){
      throw new ArithmeticException();    //主动抛出的异常，一般在方法中使用
	}
}