JAVA基础知识疑点

基础疑点：
1、this.age---- 通过this.age就可以访问当前实例的字段
2、super.-----指本函数以外的，上一级函数的引用。
3、格式化输出使用System.out.printf()，通过使用占位符%?：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        double d = 3.1415926;
        System.out.printf("%.2f\n", d); // 显示两位小数3.14
        System.out.printf("%.4f\n", d); // 显示4位小数3.1416
    }
}

注意，由于%表示占位符，因此，连续两个%%表示一个%字符本身。

4、把一个整数格式化成十六进制，并用0补足8位：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 12345000;
        System.out.printf("n=%d, hex=%08x", n, n); // 两个%占位符必须传入两个数
    }
}

运行结果： n=12345000, hex=00bc5ea8

5、输入------和输出相比，Java的输入就要复杂得多。
我们先看一个从控制台读取一个字符串和一个整数的例子：

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in); // 创建Scanner对象
        System.out.print("Input your name: "); // 打印提示
        String name = scanner.nextLine(); // 读取一行输入并获取字符串
        System.out.print("Input your age: "); // 打印提示
        int age = scanner.nextInt(); // 读取一行输入并获取整数
        System.out.printf("Hi, %s, you are %d\n", name, age); // 格式化输出
    }
}

要测试输入，我们不能在线运行它，因为输入必须从命令行读取，因此，需要走编译、执行的流程：
$ javac Main.java
$ java Main
Java提供Scanner对象来方便输入，读取对应的类型可以使用：scanner.nextLine() / nextInt() / nextDouble() / …

6、要避免NullPointerException错误，可以利用短路运算符&&：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = null;
        if (s1 != null && s1.equals("hello")) {
            System.out.println("hello");
        }
    }
}

7、引用类型判断内容相等要使用equals()，注意避免NullPointerException。

8、使用switch时，注意case语句并没有花括号{}，而且，case语句具有“穿透性”，漏写break将导致意想不到的结果：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String fruit = "apple";
        switch (fruit) {
        case "apple":
            System.out.println("Selected apple");
            break;
        case "pear":
            System.out.println("Selected pear");
            break;
        case "mango":
            System.out.println("Selected mango");
            break;
            
        default:
            System.out.println("No fruit selected");
            break;
        }
    }
}

9、从Java 12开始，switch语句升级为更简洁的表达式语法，使用类似模式匹配（Pattern Matching）的方法，保证只有一种路径会被执行，并且不需要break语句：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String fruit = "apple";
        switch (fruit) {
        case "apple" -> System.out.println("Selected apple");
        case "pear" -> System.out.println("Selected pear");
        case "mango" -> {
            System.out.println("Selected mango");
            System.out.println("Good choice!");
        }
        default -> System.out.println("No fruit selected");
        }
    }
}

使用新的switch语法，不但不需要break，还可以直接返回值。把上面的代码改写如下：

// switch
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String fruit = "apple";
        int opt = switch (fruit) {
            case "apple" -> 1;
            case "pear", "mango" -> 2;
            default -> 0;
        }; // 注意赋值语句要以;结束
        System.out.println("opt = " + opt);
    }
}

10、yield----从Java 14开始，switch语句正式升级为表达式，不再需要break，并且允许使用yield返回值。
如果需要复杂的语句，我们也可以写很多语句，放到{…}里，然后，用yield返回一个值作为switch语句的返回值：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String fruit = "orange";
        int opt = switch (fruit) {
            case "apple" -> 1;
            case "pear", "mango" -> 2;
            default -> {
                int code = fruit.hashCode();
                yield code; // switch语句返回值
            }
        };
        System.out.println("opt = " + opt);
    }
}

11、如果循环条件的逻辑写得有问题，也会造成意料之外的结果：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int n = 1;
        while (n > 0) {
            sum = sum + n;
            n ++;
        }
        System.out.println(n); // -2147483648
        System.out.println(sum);
    }
}

表面上看，上面的while循环是一个死循环，但是，Java的int类型有最大值，达到最大值后，再加1会变成负数，结果，意外退出了while循环。

12、do while循环

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int n = 1;
        do {
            sum = sum + n;
            n ++;
        } while (n <= 100);
        System.out.println(sum);
    }
}

13、for each循环
for each循环的变量n不再是计数器，而是直接对应到数组的每个元素。for each循环的写法也更简洁。但是，for each循环无法指定遍历顺序，也无法获取数组的索引。
除了数组外，for each循环能够遍历所有“可迭代”的数据类型，包括后面会介绍的List、Map等。

// for each
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] ns = { 1, 4, 9, 16, 25 };
        for (int n : ns) {
            System.out.println(n);
        }
    }
}

14、break和continue

// break
// break
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        for (int i=1; ; i++) {
            sum = sum + i;
            if (i == 100) {
                break;
            }
        }
        System.out.println(sum);
    }
}

// continue则是提前结束本次循环，直接继续执行下次循环。

// continue
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        for (int i=1; i<=10; i++) {
            System.out.println("begin i = " + i);
            if (i % 2 == 0) {
                continue; // continue语句会结束本次循环
            }
            sum = sum + i;
            System.out.println("end i = " + i);
        }
        System.out.println(sum); // 25
    }
}

15、使用Arrays.toString()可以快速获取数组内容。

16、冒泡排序算法对一个整型数组从小到大进行排序—直接调用JDK提供的Arrays.sort()就可以排序

import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] ns = { 28, 12, 89, 73, 65, 18, 96, 50, 8, 36 };
        // 排序前:
        System.out.println(Arrays.toString(ns));
        for (int i = 0; i < ns.length - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < ns.length - i - 1; j++) {
                if (ns[j] > ns[j+1]) {
                    // 交换ns[j]和ns[j+1]:
                    int tmp = ns[j];
                    ns[j] = ns[j+1];
                    ns[j+1] = tmp;
                }
            }
        }
        // 排序后:
        System.out.println(Arrays.toString(ns));
    }
}

-------直接调用JDK提供的Arrays.sort()就可以排序

import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] ns = { 28, 12, 89, 73, 65, 18, 96, 50, 8, 36 };
        Arrays.sort(ns);
        System.out.println(Arrays.toString(ns));
    }
}

17、二维数组的打印：
Java标准库的Arrays.deepToString()：

import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] ns = {
            { 1, 2, 3, 4 },
            { 5, 6, 7, 8 },
            { 9, 10, 11, 12 }
        };
        System.out.println(Arrays.deepToString(ns));
    }
}

18、命令行参数
Java程序的入口是main方法，而main方法可以接受一个命令行参数，它是一个String[]数组。
这个命令行参数由JVM接收用户输入并传给main方法：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        for (String arg : args) {
            System.out.println(arg);
        }
    }
}

我们可以利用接收到的命令行参数，根据不同的参数执行不同的代码。例如，实现一个-version参数，打印程序版本号：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        for (String arg : args) {
            if ("-version".equals(arg)) {
                System.out.println("v 1.0");
                break;
            }
        }
    }
}

上面这个程序必须在命令行执行，我们先编译它：
$ javac Main.java

然后，执行的时候，给它传递一个-version参数：
$ java Main -version
v 1.0

这样，程序就可以根据传入的命令行参数，作出不同的响应。
小结
命令行参数类型是String[]数组；
命令行参数由JVM接收用户输入并传给main方法；
如何解析命令行参数需要由程序自己实现。

19、\是转义字符
因为字符串使用双引号"…"表示开始和结束，那如果字符串本身恰好包含一个"字符怎么表示？例如，“abc"xyz”，编译器就无法判断中间的引号究竟是字符串的一部分还是表示字符串结束。这个时候，我们需要借助转义字符\：
String s = “abc"xyz”; // 包含7个字符: a, b, c, “, x, y, z
常见的转义字符包括：
" 表示字符”
’ 表示字符’
\ 表示字符
\n 表示换行符
\r 表示回车符
\t 表示Tab
\u#### 表示一个Unicode编码的字符
例如：
String s = “ABC\n\u4e2d\u6587”; // 包含6个字符: A, B, C, 换行符, 中, 文

20、多行字符串
如果我们要表示多行字符串，使用+号连接会非常不方便：

String s = "first line \n"
         + "second line \n"
         + "end";

从Java 13开始，字符串可以用"""…"""表示多行字符串（Text Blocks）了。举个例子：
// 多行字符串

String s = """
...........SELECT * FROM
...........  users
...........WHERE id > 100
...........ORDER BY name DESC
...........""";

用.标注的空格都会被去掉。

=难点和重点（1~4）===

1、字符串不可变特性

Java的字符串除了是一个引用类型外，还有个重要特点，就是字符串不可变。考察以下代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
        System.out.println(s); // 显示 hello
        s = "world";
        System.out.println(s); // 显示 world
    }
}

运行结果：
hello
world

观察执行结果，难道字符串s变了吗？其实变的不是字符串，而是变量s的“指向”。
执行String s = “hello”;时，JVM虚拟机先创建字符串"hello"，然后，把字符串变量s指向它：
s
│
▼
┌───┬───────────┬───┐
│ │ “hello” │ │
└───┴───────────┴───┘

紧接着，执行s = “world”;时，JVM虚拟机先创建字符串"world"，然后，把字符串变量s指向它：
s ──────────────┐
│
▼
┌───┬───────────┬───┬───────────┬───┐
│ │ “hello” │ │ “world” │ │
└───┴───────────┴───┴───────────┴───┘
原来的字符串"hello"还在，只是我们无法通过变量s访问它而已。
因此，字符串的不可变是指字符串内容不可变。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
        String t = s;
        s = "world";
        System.out.println(t); // t是"hello"还是"world"?
    }
}

运行结果：
hello

2、空值null
引用类型的变量可以指向一个空值null，它表示不存在，即该变量不指向任何对象。例如：
String s1 = null; // s1是null
String s2; // 没有赋初值值，s2也是null
String s3 = s1; // s3也是null
String s4 = “”; // s4指向空字符串，不是null

注意要区分空值null和空字符串""，空字符串是一个有效的字符串对象，它不等于null。
基本类型的变量是“持有”某个数值，引用类型的变量是“指向”某个对象；
引用类型的变量可以是空值null；

3、字符串数组
如果数组元素不是基本类型，而是一个引用类型，那么，修改数组元素会有哪些不同？
字符串是引用类型，因此我们先定义一个字符串数组：
String[] names = {
“ABC”, “XYZ”, “zoo”
};

对于String[]类型的数组变量names，它实际上包含3个元素，但每个元素都指向某个字符串对象：
┌─────────────────────────┐
names │ ┌─────────────────────┼───────────┐
│ │ │ │ │
▼ │ │ ▼ ▼
┌───┬───┬─┴─┬─┴─┬───┬───────┬───┬───────┬───┬───────┬───┐
│ │░░░ │░░░│░░░│ │ “ABC” │ │ “XYZ” │ │ “zoo” │ │
└───┴─┬─┴───┴───┴───┴───────┴───┴───────┴───┴───────┴───┘
│ ▲
└────────────────┘

对names[1]进行赋值，例如names[1] = “cat”;，效果如下：
┌─────────────────────────────────────────────────┐
names │ ┌─────────────────────────────────┐ │
│ │ │ │ │
▼ │ │ ▼ ▼
┌───┬───┬─┴─┬─┴─┬───┬───────┬───┬───────┬───┬───────┬───┬───────┬───┐
│ │░░░ │░░░ │░░░│ │ “ABC” │ │ “XYZ” │ │ “zoo” │ │ “cat” │ │
└───┴─┬─┴───┴───┴───┴───────┴───┴───────┴───┴───────┴───┴─────── ┴───┘
│ ▲
└─────────────────┘

这里注意到原来names[1]指向的字符串"XYZ"并没有改变，仅仅是将names[1]的引用从指向"XYZ"改成了指向"cat"，其结果是字符串"XYZ"再也无法通过names[1]访问到了。
对“指向”有了更深入的理解后，试解释如下代码：
// 数组

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] names = {"ABC", "XYZ", "zoo"};
        String s = names[1];
        names[1] = "cat";
        System.out.println(s); // s是"XYZ"还是"cat"?
    }
}

运行结果：
XYZ
数组元素可以是值类型（如int）或引用类型（如String），但数组本身是引用类型；

4、传递引用参数绑定
结论：基本类型参数的传递，是调用方值的复制。双方各自的后续修改，互不影响。
// 引用类型参数绑定

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person();
        String[] fullname = new String[] { "Homer", "Simpson" };
        p.setName(fullname); // 传入fullname数组
        System.out.println(p.getName()); // "Homer Simpson"
        fullname[0] = "Bart"; // fullname数组的第一个元素修改为"Bart"
        System.out.println(p.getName()); // "Homer Simpson"还是"Bart Simpson"?
    }
}

class Person {
private String[] name;

public String getName() {
    return this.name[0] + " " + this.name[1];
}

public void setName(String[] name) {
    this.name = name;
}

}

运行结果：
Homer Simpson
Bart Simpson
注意到setName()的参数现在是一个数组。一开始，把fullname数组传进去，然后，修改fullname数组的内容，结果发现，实例p的字段p.name也被修改了！
结论：引用类型参数的传递，调用方的变量，和接收方的参数变量，指向的是同一个对象。双方任意一方对这个对象的修改，都会影响对方（因为指向同一个对象嘛）。

有了上面的结论，我们再看一个例子：
// 引用类型参数绑定

```java
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person();
        String bob = "Bob";
        p.setName(bob); // 传入bob变量
        System.out.println(p.getName()); // "Bob"
        bob = "Alice"; // bob改名为Alice
        System.out.println(p.getName()); // "Bob"还是"Alice"?
    }
}

class Person {
    private String name;

    public String getName() {
        return this.name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

运行结果：
Bob
Bob
不要怀疑引用参数绑定的机制，试解释为什么上面的代码两次输出都是"Bob"。

结论没问题：

1、整数、浮点数、字符是基本类型。
2、字符串、数组是引用类型（内存数据的索引）

3、基本类型参数的传递，是调用方值的复制。双方各自的后续修改，互不影响。
4、引用类型参数的传递，调用方的变量和接收方的参数变量，指向的是同一个对象。双方任意一方对这个对象的修改，都会影响对方。

那么3个例子中，
1、整数的参数传递理解了，复制出来的，分家了，自己管理自己的，类读出数据不变。
2、字符串数组的参数传递也理解了，都是指向同一个地方，数组的一个元素改了，类读出数据也就变了（类一直指向这里）。
3、字符串也是引用参数，为什么类读出数据不变？因为重写了整个字符串（新开内存和指向，参看字符串更改章节），类依然指向之前内存块，类读出数据不变，同结论1。如果只是修改字符串内存中某一个字符的值，则同结论2。

简单总结：类对基本类型是复制数据本身，新开内存。对引用类型是复制指向地址，内存数据本身变化了，类读出数据跟着变化。但字符串修改，是新开内存新指向，已经不能影响类数据。