最简洁完整的Java基础教程(基本语法、继承、接口、多态),java基础教程
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最简洁完整的Java基础教程(基本语法、继承、接口、多态),java基础教程
Java基础教程 一. Java 简介 1.执行命令解析1.1 javac后面跟着的是java文件的文件名,改名命令用于将java源文件编译为class字节码文件,即xxx.class的文件。 1.2 java后面跟着的是java文件中的类名,命令后面不要加.class 2.Java 简介 2.1 java三大体系 JavaSE(Java平台标准版) JavaEE(Java平台企业版) JavaME(Java平台微型版) 2.2 Java基础语法
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- 对象:对象是类的一个实例,有状态和行为。例如,一条狗是一个对象,它的状态有:颜色、名字、品种;行为有:摇尾巴、叫、吃等。
- 类:类是一个模板,它描述一类对象的行为和状态。
- 方法:方法就是行为,一个类可以有很多方法。逻辑运算、数据修改以及所有动作都是在方法中完成的。
- 实例变量:每个对象都有独特的实例变量,对象的状态由这些实例变量的值决定。
- 大小写敏感:Java是大小写敏感的,这就意味着标识符Hello与hello是不同的。
- 类名:对于所有的类来说,类名的首字母应该大写。如果类名由若干单词组成,那么每个单词的首字母应该大写,例如 MyFirstJavaClass 。
- 方法名:所有的方法名都应该以小写字母开头。如果方法名含有若干单词,则后面的每个单词首字母大写。
- 源文件名:源文件名必须和类名相同。当保存文件的时候,你应该使用类名作为文件名保存(切记Java是大小写敏感的),文件名的后缀为.java。
- 主方法入口:所有的Java 程序由public static void main(String []args)方法开始执行。
二.Java语法 1.Java基本语法 对象:对象是类的一个实例,有状态和行为。例如,一条狗是一个对象,它的状态有:颜色、名字、品种;行为有:摇尾巴、叫、吃等。 类:类是一个模板,它描述一类对象的行为和状态。 方法:方法就是行为,一个类可以有很多方法。逻辑运算、数据修改以及所有动作都是在方法中完成的。 实例变量:每个对象都有独特的实例变量,对象的状态由这些实例变量的值决定。 Java修饰符:访问控制修饰符 : default, public , protected, private;非访问控制修饰符 : final, abstract, strictfp Java变量:局部变量,类变量(静态变量),成员变量(非静态变量) Java枚举: 2.Java变量 2.1局部变量:
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- 在方法、构造方法或者语句块中定义的变量被称为局部变量。
- 变量声明和初始化都是在方法中,方法结束后,变量就会自动销毁。
- 访问修饰符不能用于局部变量;局部变量只在声明它的方法、构造方法或者语句块中可见;局部变量是在栈上分配的。
- 局部变量没有默认值,所以局部变量被声明后,必须经过初始化,才可以使用。
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- 成员变量是定义在类中,方法体之外的变量。这种变量在创建对象的时候实例化。
- 成员变量可以被类中方法、构造方法和特定类的语句块访问。
- 实例变量的值应该至少被一个方法、构造方法或者语句块引用,使得外部能够通过这些方式获取实例变量信息;访问修饰符可以修饰实例变量。
- 实例变量具有默认值,数值型变量默认值是0,布尔型变量的默认值是false,引用类型变量的默认值是null。变量的值可以在声明时指定,也可以构造方法中指定。
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- 类变量也声明在类中,方法体之外,但必须声明为static类型。
- 无论一个类创建了多少个对象,类只拥有类变量的一份拷贝。静态变量除了被声明为常量外很少使用。
- 常量是指声明为public/private,final和static类型的变量。常量初始化后不可改变。
- 静态变量储存在静态存储区,很少单独使用static声明变量。静态变量在程序开始时创建,在程序结束时销毁。
- 与实例变量具有相似的可见性。但为了对类的使用者可见,大多数静态变量声明为public类型。
- 默认值和实例变量相似。数值型变量默认值是0,布尔型默认值是false,引用类型默认值是null。变量的值可以在声明的时候指定,也可以在构造方法中指定。
- 此外,静态变量还可以在静态语句块中初始化。静态变量可以通过:ClassName.VariableName的方式访问。
- 类变量被声明为public static final类型时,类变量名称一般建议使用大写字母。
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- 一个源文件中只能有一个public类,一个源文件可以有多个非public类。
- 源文件的名称应该和public类的类名保持一致。例如:源文件中public类的类名是Employee,那么源文件应该命名为Employee.java。
- 如果一个类定义在某个包中,那么package语句应该在源文件的首行。
- 如果源文件包含import语句,那么应该放在package语句和类定义之间。如果没有package语句,那么import语句应该在源文件中最前面。
- import语句和package语句对源文件中定义的所有类都有效。在同一源文件中,不能给不同的类不同的包声明。
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- 默认的,也称为 default,在同一包内可见,不使用任何修饰符。
- 私有的,以 private 修饰符指定,在同一类内可见。
- 共有的,以 public 修饰符指定,对所有类可见。
- 受保护的,以 protected 修饰符指定,对同一包内的类和所有子类可见。
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- static 修饰符,用来创建类方法和类变量。
- final 修饰符,用来修饰类、方法和变量,final 修饰的类不能够被继承,修饰的方法不能被继承类重新定义,修饰的变量为常量,是不可修改的。
- abstract 修饰符,用来创建抽象类和抽象方法。
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- synchronized 和 volatile 修饰符,主要用于线程的编程。
所有的包装类(Integer、Long、Byte、Double、Float、Short)都是抽象类 Number 的子类。 这种由编译器特别支持的包装称为装箱,所以当内置数据类型被当作对象使用的时候,编译器会把内置类型装箱为包装类。相似的,编译器也可以把一个对象拆箱为内置 类型。Number 类属于 java.lang 包。当 x 被赋为整型值时,由于x是一个对象,所以编译器要对x进行装箱。然后,为了使x能进行加运算,所以要对x进行拆箱。 6.2 Java Math 类 Java 的 Math 包含了用于执行基本数学运算的属性和方法,如初等指数、对数、平方根和三角函数。Math 的方法都被定义为 static 形式,通过 Math 类可以在主函数中直接调用。Math.sin(Math.PI/2)......
7.Java Character 类 Character 类在对象中包装一个基本类型 char 的值
8.转义序列 9.Java String 类,Java StringBuffer 和 StringBuilder 类 9.1 String类:在 Java 中字符串属于对象,Java 提供了 String 类来创建和操作字符串。
9.2 StringBuffer 和 StringBuilder 类 StringBuffer 和 StringBuilder 类的对象能够被多次的修改,并且不产生新的未使用对象。StringBuilder 类在 Java 5 中被提出,它和 StringBuffer 之间的最大不同在于 StringBuilder 的方法不是线程安全的(不能同步访问)。由于 StringBuilder 相较于 StringBuffer 有速度优势,所以多数情况下建议使用 StringBuilder 类。然而在应用程序要求线程安全的情况下,则必须使用 StringBuffer 类。
10.Java 数组 10.1声明数组变量 dataType[] arrayRefVar; // 首选的方法 dataType arrayRefVar[]; // 效果相同,但不是首选方法 10.2创建数组变量 dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize]; dataType[] arrayRefVar = {value0, value1, ..., valuek}; 10.3多维数组 多维数组可以看成是数组的数组,比如二维数组就是一个特殊的一维数组,其每一个元素都是一个一维数组,例如: String str[][] = new String[3][4];
String s[][] = new String[2][]; s[0] = new String[2]; s[1] = new String[3]; 10.4Arrays 类 它提供的所有方法都是静态的。
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- 给数组赋值:通过 fill 方法。
- 对数组排序:通过 sort 方法,按升序。
- 比较数组:通过 equals 方法比较数组中元素值是否相等。
- 查找数组元素:通过 binarySearch 方法能对排序好的数组进行二分查找法操作。
11.Java 日期时间 Date 类提供两个构造函数来实例化 Date 对象。
第一个构造函数使用当前日期和时间来初始化对象。Date( ) 第二个构造函数接收一个参数,该参数是从1970年1月1日起的毫秒数。Date(long millisec)
11.1 获取当前时间 Java中获取当前日期和时间很简单,使用 Date 对象的 toString() 方法来打印当前日期和时间
11.2 使用 SimpleDateFormat 格式化日期 SimpleDateFormat 是一个以语言环境敏感的方式来格式化和分析日期的类。SimpleDateFormat 允许你选择任何用户自定义日期时间格式来运行。
11.3 Java 休眠(sleep) sleep()使当前线程进入停滞状态(阻塞当前线程),让出CPU的使用、目的是不让当前线程独自霸占该进程所获的CPU资源,以留一定时间给其他线程执行的机会。 Thread.sleep(1000*3); // 休眠3秒 11.4 测量时间间隔
11.5 Calendar类 我们现在已经能够格式化并创建一个日期对象了,但是我们如何才能设置和获取日期数据的特定部分呢,比如说小时,日,或者分钟? 我们又如何在日期的这些部分加上或者减去值呢? 答案是使用Calendar 类。Calendar类的功能要比Date类强大很多,而且在实现方式上也比Date类要复杂一些。Calendar类是一个抽象类,在实际使用时实现特定的子类的对象,创建对象的过程对程序员来说是透明的,只需要使用getInstance方法创建即可。 创建一个代表系统当前日期的Calendar对象: Calendar c = Calendar.getInstance();//默认是当前日期 创建一个指定日期的Calendar对象:使用Calendar类代表特定的时间,需要首先创建一个Calendar的对象,然后再设定该对象中的年月日参数来完成。 //创建一个代表2009年6月12日的Calendar对象 Calendar c1 = Calendar.getInstance(); c1.set(2009, 6 - 1, 12); Calendar类对象字段类型:
如果只设定某个字段,例如日期的值,则可以使用如下set方法: public void set(int field,int value) c1.set(Calendar.DATE,10); 如果在某个日期的基础上加上或减去一段日期: c1.add(Calendar.DATE, 10); c1.add(Calendar.DATE, -10); 对象信息的获得: Calendar c1 = Calendar.getInstance(); // 获得年份 int year = c1.get(Calendar.YEAR); // 获得月份 int month = c1.get(Calendar.MONTH) + 1; // 获得日期 int date = c1.get(Calendar.DATE); // 获得小时 int hour = c1.get(Calendar.HOUR_OF_DAY); // 获得分钟 int minute = c1.get(Calendar.MINUTE); // 获得秒i nt second = c1.get(Calendar.SECOND); // 获得星期几(注意(这个与Date类是不同的):1代表星期日、2代表星期1、3代表星期二,以此类推) int day = c1.get(Calendar.DAY_OF_WEEK); 12Java 流(Stream)、文件(File)和IO Java.io 包几乎包含了所有操作输入、输出需要的类。所有这些流类代表了输入源和输出目标。 12.1读取控制台输入 Java 的控制台输入由 System.in 完成。为了获得一个绑定到控制台的字符流,你可以把 System.in 包装在一个 BufferedReader 对象中来创建一个字符流。 BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); BufferedReader 对象创建后,我们便可以使用 read() 方法从控制台读取一个字符,或者用readLine() 方法读取一个字符串。
12.2控制台输出 在此前已经介绍过,控制台的输出由 print( ) 和 println() 完成。这些方法都由类 PrintStream 定义,System.out 是该类对象的一个引用。PrintStream 继承了 OutputStream类,并且实现了方法 write()。这样,write() 也可以用来往控制台写操作。 注意:write() 方法不经常使用,因为 print() 和 println() 方法用起来更为方便。 12.3读写文件 FileInputStream:该流用于从文件读取数据,它的对象可以用关键字 new 来创建: InputStream f = new FileInputStream("C:/java/hello"); 也可以使用一个文件对象来创建一个输入流对象来读取文件。我们首先得使用 File() 方法来创建一个文件对象: File f = new File("C:/java/hello"); InputStream f = new FileInputStream(f); FileOutputStream:该类用来创建一个文件并向文件中写数据。如果该流在打开文件进行输出前,目标文件不存在,那么该流会创建该文件。 使用字符串类型的文件名来创建一个输出流对象: OutputStream f = new FileOutputStream("C:/java/hello"); 也可以使用一个文件对象来创建一个输出流来写文件。我们首先得使用File()方法来创建一个文件对象: File f = new File("C:/java/hello"); OutputStream f = new FileOutputStream(f); 12.4Java中的目录
创建目录:File类中有两个方法可以用来创建文件夹: mkdir( )方法创建一个文件夹,成功则返回true,失败则返回false。失败表明File对象指定的路径已经存在,或者由于整个路径还不存在,该文件夹不能被创建。mkdirs()方法创建一个文件夹和它的所有父文件夹。 读取目录:一个目录其实就是一个 File 对象,它包含其他文件和文件夹。如果创建一个 File 对象并且它是一个目录,那么调用 isDirectory() 方法会返回 true。可以通过调用该对象上的list() 方法,来提取它包含的文件和文件夹的列表。 13Java Scanner 类 通过 Scanner 类来获取用户的输入,Scanner 类的 next() 与 nextLine() 方法获取输入的字符串,在读取前我们一般需要 使用 hasNext 与 hasNextLine 判断是否还有输入的数据: next() 与 nextLine() 区别
- next():
- nextLine():
14Java 异常处理 异常是程序中的一些错误,但并不是所有的错误都是异常,并且错误有时候是可以避免的。 14.1 异常类型:
- 检查性异常:最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常,这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时,一个异常就发生了,这些异常在编译时不能被简单地忽略。
- 运行时异常: 运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反,运行时异常可以在编译时被忽略。
- 错误: 错误不是异常,而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如,当栈溢出时,一个错误就发生了,它们在编译也检查不到的。
- 所有的异常类是从 java.lang.Exception 类继承的子类。
- Exception 类是 Throwable 类的子类。除了Exception类外,Throwable还有一个子类Error 。
- Java 程序通常不捕获错误。错误一般发生在严重故障时,它们在Java程序处理的范畴之外。
- Error 用来指示运行时环境发生的错误。
- 例如,JVM 内存溢出。一般地,程序不会从错误中恢复。
- 异常类有两个主要的子类:IOException 类和 RuntimeException 类。
finally关键字:finally 关键字用来创建在 try 代码块后面执行的代码块。无论是否发生异常,finally 代码块中的代码总会被执行。在 finally 代码块中,可以运行清理类型 等收尾善后性质的语句。finally 代码块出现在 catch 代码块最后。 14.4声明自定义异常 所有异常都必须是 Throwable 的子类。如果希望写一个检查性异常类,则需要继承 Exception 类。 如果你想写一个运行时异常类,那么需要继承 RuntimeException 类。 在下面的 CheckingAccount 类中包含一个 withdraw() 方法抛出一个 InsufficientFundsException 异常。 下面的 BankDemo 程序示范了如何调用 CheckingAccount 类的 deposit() 和 withdraw() 方法。
15继承 继承可以使用extends 和 implements 这两个关键字来实现继承,而且所有的类都是继承于 java.lang.Object,当一个类没有继承的两个关键字,则默认继承object(这个类在 java.lang 包中,所以不需要 import)祖先类。 super 与 this 关键字: super关键字:我们可以通过super关键字来实现对父类成员的访问,用来引用当前对象的父类。 this关键字:指向自己的引用。 final关键字:final 关键字声明类可以把类定义为不能继承的,即最终类;或者用于修饰方法,该方法不能被子类重写。 构造器:子类不能继承父类的构造器(构造方法或者构造函数),但是父类的构造器带有参数的,则必须在子类的构造器中显式地通过super关键字调用父类的构造器并配以适当的参数列表。如果父类有无参构造器,则在子类的构造器中用super调用父类构造器不是必须的,如果没有使用super关键字,系统会自动调用父类的无参构造器。
16.Java 重写(Override)与重载(Overload) 16.1重写(Override) 重写是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写, 返回值和形参都不能改变。即外壳不变,核心重写! 方法的重写规则:
- 参数列表必须完全与被重写方法的相同;
- 返回类型必须完全与被重写方法的返回类型相同;
- 访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如:如果父类的一个方法被声明为public,那么在子类中重写该方法就不能声明为protected。
- 父类的成员方法只能被它的子类重写。
- 声明为final的方法不能被重写。
- 声明为static的方法不能被重写,但是能够被再次声明。
- 子类和父类在同一个包中,那么子类可以重写父类所有方法,除了声明为private和final的方法。
- 子类和父类不在同一个包中,那么子类只能够重写父类的声明为public和protected的非final方法。
- 重写的方法能够抛出任何非强制异常,无论被重写的方法是否抛出异常。但是,重写的方法不能抛出新的强制性异常,或者比被重写方法声明的更广泛的强制性异常,反之则可以。
- 构造方法不能被重写。
- 如果不能继承一个方法,则不能重写这个方法。
- 被重载的方法必须改变参数列表(参数个数或类型或顺序不一样);
- 被重载的方法可以改变返回类型;
- 被重载的方法可以改变访问修饰符;
- 被重载的方法可以声明新的或更广的检查异常;
- 方法能够在同一个类中或者在一个子类中被重载。
- 无法以返回值类型作为重载函数的区分标准。
17Java 多态 17.1虚方法: 当子类对象调用重写的方法时,调用的是子类的方法,而不是父类中被重写的方法。 实例化了两个 Salary 对象:一个使用 Salary 引用 s,另一个使用 Employee 引用 e。Salary是Employee的子类。
- 当调用 s.mailCheck() 时,编译器在编译时会在 Salary 类中找到 mailCheck(),执行过程 JVM 就调用 Salary 类的 mailCheck()。
- e 是 Employee 的引用,所以调用 e 的 mailCheck() 方法时,编译器会去 Employee 类查找 mailCheck() 方法 。 在编译的时候,编译器使用 Employee 类中的 mailCheck() 方法验证该语句, 但是在运行的时候,Java虚拟机(JVM)调用的是Employee 类 的子类Salary 类中的 mailCheck() 方法。
- 方式一:重写:
- 方式二:接口
- 方式三:抽象类和抽象方法
18Java 抽象类 抽象类除了不能实例化对象之外,类的其它功能依然存在,成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。由于抽象类不能实例化对象,所以抽象类必须被继承,才能被使用。也是因为这个原因,通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。 在Java语言中使用abstract class来定义抽象类。 抽象方法: 如果你想设计这样一个类,该类包含一个特别的成员方法,该方法的具体实现由它的子类确定,那么你可以在父类中声明该方法为抽象方法。Abstract关键字同样可以用来声明抽象方法,抽象方法只包含一个方法名,而没有方法体。构造方法,类方法(用static修饰的方法)不能声明为抽象方法。抽象方法没有具体的实现(没有花括号,后面只跟一个分号)。 声明抽象方法会造成以下两个结果:
- 如果一个类包含抽象方法,那么该类必须是抽象类。
- 任何子类必须重写父类的抽象方法,或者声明自身为抽象类。
19Java 封装 封装可以被认为是一个保护屏障,防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问。要访问该类的代码和数据,必须通过严格的接口控制。 实现Java封装的步骤:
- 修改属性的可见性来限制对属性的访问(一般限制为private)
- 对每个值属性提供对外的公共方法访问,也就是创建一对赋取值方法,用于对私有属性的访问
20.Java 接口 接口(英文:Interface),在JAVA编程语言中是一个抽象类型,是抽象方法的集合,接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式,从而来继承接口的抽象方法。接口并不是类,编写接口的方式和类很相似,但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。除非实现接口的类是抽象类,否则该类要定义接口中的所有方法。接口无法被实例化,但是可以被实现。一个实现接口的类,必须实现接口内所描述的所有方法,否则就必须声明为抽象类。在 Java 中,接口类型可用来声明一个变量,他们可以成为一个空指针,或是被绑定在一个以此接口实现的对象。 接口与类相似点:
- 一个接口可以有多个方法。
- 接口文件保存在 .java 结尾的文件中,文件名使用接口名。
- 接口的字节码文件保存在 .class 结尾的文件中。
- 接口相应的字节码文件必须在与包名称相匹配的目录结构中。
- 接口不能用于实例化对象。
- 接口没有构造方法。
- 接口中所有的方法必须是抽象方法。???
- 接口不能包含成员变量,除了 static 和 final 变量。
- 接口不是被类继承了,而是要被类实现。
- 接口支持多重继承。
- 接口中每一个方法也是隐式抽象的,接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract(只能是 public abstract,其他修饰符都会报错)。
- 接口中可以含有变量,但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量(并且只能是 public,用 private 修饰会报编译错误。
- 接口中的方法是不能在接口中实现的,只能由实现接口的类来实现接口中的方法。
21.Java 包(package) 把功能相似或相关的类或接口组织在同一个包中,方便类的查找和使用。这个例子创建了一个叫做animals的包。通常使用小写的字母来命名避免与类、接口名字的冲突。package animals;为了能够使用某一个包的成员,我们需要在 Java 程序中明确导入该包。使用 "import" 语句可完成此功能。如果在一个包中,一个类想要使用本包中的另一个类,那么该包名可以省略。
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