Java使用笔记

Java
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  1. 运行环境
  2. Java 文件
  3. 包
  4. Java注释
  5. 常量
  6. 变量
  7. 运算符
  8. switch语句
  9. for 循环
  10. HashMap
  11. HashCode
  12. Java 继承
  13. Java 初始化的顺序
  14. Java的 if…else 与switch 结构总结

运行环境

任何语言，都需要有其开发运行环境

jre： java runtime environment java运行环境
包括jvm和java程序所需的核心类库等，
如果想要运行一个开发好的java程序，只需要安装jre即可

jdk：java development kit java开发工具包
jdk提供给java开发人员使用，包含了jre
也包含了一些开发工具：编译工具java.exec，打包工具jar.exe

总结：使用jdk开发完的java程序，交给jre运行

Java 文件

java 的可以执行文件”.class”

【windows】
命令行中设置临时环境变量

set Path=E:\jdk\bin\;%path%

【linux】
$path=$PATH:xxxx

java中无论从jar包加载还是从.class文件加载，都有一个classpath的概念，类似于PATH。
系统会从当前路径下寻找，然后在PATH中寻找，都没有则会报错
classpath也一样
不同的是，PATH只能包含目录，classpath可以包含jar包

java.lang.NoClassDefFoundError错误：

  • 没有在classpath中忘掉了需要的jar包

classpah 的作用就是告诉系统java运行环境，告诉java虚拟机到哪里去寻找需要的jar包或文件

classpath 中需要注意的：

  1. classpath告诉jvm到指定目录下寻找需要的jar文件，
  2. jvm默认只会寻找classpath中的路径
  3. 如果classpath路径后加了”;”，则jvm在寻找完指定路径后，会搜索当前路径；
  4. 如果不想让jvm自动去寻找当前路径，则不需要在最后的路径后添加”;”，
  5. 如果需要jvm在当前路径寻找，又在指定的其他路径寻找，classpath=.;xxxx
    这样，就会现在当前路径寻找，再到指定路径寻找
  6. 添加以后的classpath,

windows下想已有的classpath中添加临时的路径，
set classpath=.;%classpath%

每个.java文件中，可以包含多个class ，但是每个class后面的名称都不能相同；

  • 一个.java文件中，只能有一个public修饰的class
  • 为方便，每个.java文件的名称都必须与public的类名称完全一致

包

如果java原文件中包含了package信息，例如com.data.data,则这个原文件要放在相应的目录下，

  • 如：person.java使用了package com.data.data,
  • 那么，person.java应该放在src/com/data/data目录下

java生成的.class文件也会遵循类似的目录结构和命名方式

Java程序中源代码文件那么多，编译之后生成那么多.class文件，怎么方便管理呢？

jar工具，用来给我们的程序打包，

  • 打包之后会生成一个.jar文件，
  • 这个文件跟zip文件的结构是一样的，可以用解压工具打开，方便管理。
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    jar -cfv test.jar  Test.class
    java 包

包

  • 有层次关系
  • 包嵌套的层次可以保证包名的唯一性，
  • 建议用Internet域名的倒序作为包的前缀
    • lzy.com –> com.lzy.mypackage,
  • 包名用小写字母表示
  • 包名与文件系统的目录结构一一对应
  • 要使java知道包在文件系统中的地址，需要修改classpath（类路径）

在包中添加类

  • 只需在程序的最前端加上
    package PACKAGE_NAME

Java注释

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//单行注释
/**/多行注释

/** 文档注释
*/

注：文档注释可以通过javadoc程序自动提取生成相关说明文档
类似于python中
“””
“”” 三引号中的紧跟在函数或类下面的说明文档

注释很重要，
与人方便，于己方便

代码仅仅是思想的一种体现形式

想好了可以先用中文或更容易表现的形式展示出来。

类的形式就是一个字节码，给计算机看的

常量

整数常量
小数常量
布尔(boolean)常量：
字符常量 –> 用’’单引号标识的,单个/一个[数字(0-9)和字母，符号]
字符串常量 –> 用””双引号标识的
null常量

整数：有四种表现形式
二进制：0,1，满2进1
八进制：0-7，满8进1，用0开头表示
十进制：0-9，满10进1
十六进制：0-9，A-F，满16进1，用0x表示

进制“一种计数的形式”

变量

内存中的一个存储区域

  • 该区域有自己的名称(变量名)和类型(数据类型)
    • （名字用来寻找，类型用来约束存放的内容）
  • 该区域的数据可以在同一类型范围内不断变化

用来不断的存放同一类型的常量，并可以重复使用

注意：
变量的作用范围(一对{}之间有效，作用域，超出作用域之后，变量在内存中会被释放)

  • {} 局部代码块，可以定义局部变量的生命周期。
    初始化值

定义变量的格式：
数据类型 变量名 = 初始化值；
(格式固定)

Java强类型 –> 每种数据都定义了明确的数据类型，

每种数据类型在内存中分配的内存空间大小不相同

基本数据类型 –> 数值型 :–> 整数 byte,short, int ,long
–> 浮点数 float, double
字符型 char
布尔型 boolean

引用数据类型

  • 类class
  • 接口interface
  • 数组[]

注：整数默认为：int ,小数默认为：double

String 不是基本数据类型，是Java库的预定义类，任何Java类，都为引用类型

数据类型的设置，应该以需要赋值的类型来判定

类型转换：

自动类型转换
强制类型转换（显示类型转换）
什么时候使用强制类型转换？？？
如：(int)(a + b)强制转换为int

运算符

  • 只要是运算符，计算之后都会有结果

算数运算符

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/ : Java中两个整数相除，商为整数，5 / 9 == 0，
所以，要想得到小数，--> 5.0 / 9

赋值运算符

比较运算符

结果true；false

逻辑运算符（关系运算符）

逻辑运算符，用于连接两个boolean类型的表达式

  • & (单)与运算：两边都参与运算
  • | (单)或运算：同上
  • ！ 非
  • ^ 异或
  • && (短路)与运算：当前面一个运算不满足时，后面的不需要运算
  • || (短路)或运算：同上

位运算符：

用于二进制位运算
（算法运算时用）
^ 异或运算时，

  • 一个数异或同一个数两次，结果还是这个数
  • （异或的小应用：对一个数据异或一次，相当于加密，在异或一次相同于解密（USBKey））

移位运算符

三元运算符

A?B:C
与下面代码效果相同

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if (A){
	B
}else{
	C
}
  • 只要是运算符，计算之后都会有结果

位运算

  1. 最有效的方法计算2*8

    • 凡是涉及到2进制运算，位运算是最高效的方式
      2<<3 == 2*8 =16

  2. 对两个整数变量的值进行互换（不用第三方变量）

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    a = a ^ b;
    b = a ^ b;
    a = a ^ b; 计算的结果a、b实现互换

    这里的利用^ 的规律，一个数^同一个数两次，值不变

if条件判断

switch语句

格式

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switch(表达式){
	case 取值1:
		执行语句;
		break;
	case 取值2:
		执行语句2;
		break;
	...
	default:
		执行语句n;
		break;
}

注：靠近结尾大括号的语句的break可以省略；

多个选项对应一个内容：

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switch(month){
	case 3:
	case 4:
	case 5:
		System.out.println(month + "...");
		break;
}

（switch语句不常用）

for 循环

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for(初始化表达式; 循环条件表达式; 循环后的操作表达式){
    执行语句; (注意: 循环体)
}

多个表达式之间用 , 逗号隔开

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for(;;){}	 //无限循环

循环通常需要变量的变化来控制

for与while的特点：

  1. for和while可以互换；
  2. 区别
    • 如果需要通过变量来对循环控制，且该变量只作为循环增量(变量)存在时，用for更好,循环结束后，这个变量就被回收了。

当对一个条件进行一次判断时，可以使用if语句；
当对一个条件进行多次判断时，可以使用while语句；

注意：

  1. 在使用循环时，一定要明确哪些语句需要参与循环，哪些不需要；
  2. 循环通常情况下，需要定义条件，需要控制次数；

HashMap

存储结构

  • 简单的说，HashMap的存储结构是由数组和链表共同完成的。

数组：

  1. 在内存中的地址是连续的，大小固定，一旦分配，不能被其他引用占用
  2. 查询快，时间复杂度是O(1), 插入和删除的操作比较慢，时间复杂度是O(n),

链表：

  1. 存储方式是非连续的，大小不固定，特点与数组相反，
  2. 插入和删除快，查询慢。

HashMap是一种折中方案

  • HashMap, Y轴方向是数组，X轴方向是链表，的存储方式

HashMap基本原理：

2、根据Hash值，要找到对应的数组，所以对Entry[]的长度length求余，得到的就是Entry数组的index
3、找到对应的数组，就找到了所在的链表，然后按照链表的操作对Value进行插入、删除和查询操作

h%length求余，一般什么情况下利用该算法？

  • 典型应用：分组

HashCode

用最简单的方法来说，hashcode就是一个签名。当两个对象的hashcode一样时，两个对象就有可能一样。如果不一样的话两个对象就肯定不一样。
一般用hashcode来进行比较两个东西是不是一样的，可以很容易的排除许多不一样的东西。
最常用的地方就是在一堆东西里找一个东西。先用你要找的东西的hashcode和所有东西的hashcode比较，如果不一样的话就肯定不是你要找的东西。如果一样的话就很可能是你要找的东西。然后再进行仔细的比较两个东西是不是真的一模一样。

两个不同的东西的hashcode可以是一样的，不过这样会减慢运行速度，所以尽量避免（也就是所谓的碰撞）。

  1. 一个对象的散列码，什么是散列码呢，简单的说就是通过哈希算法算出来的一大窜数字之类的东西，和内存有关.
    如果对象1和对象2相等，说明他们的散列码相等！反过来就不一样了！
  2. 另外hashcode可以减少equals比较的次数，提高运算效率。

网上，
hashcode 常常和 equal 一起提到

Java

垃圾回收器只释放那些经由new分配的内存

只有当垃圾回收发生时，才会释放那些不用的内存空间，当时垃圾回收不一定什么时候发生

Java中的垃圾回收与C++的析构函数的不同：

  • 垃圾回收不一定会发生，所以在程序执行过程中，对象不一定会被回收，
  • 析构一定会发生，

垃圾回收只与内存有关，

  • 使用垃圾回收器的唯一原因是为了回收程序不在使用的内存

Java 继承

继承，也是一种代码复用

关键字：extends，

可以得到基类中所有的成员变量(域)和方法

Java 初始化的顺序

  1. 在类的内部，变量定义的先后顺序决定了初始化的顺序。
  2. 即使变量定义散布于方法定义之间（这里是指变量没有放在一起定义，而是散布在方法定义的前后），他们仍旧会在任何方法（包括构造器）被调用之前得到初始化
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    package demoTest;

    public class InitSeq {

    	public static void main(String[] args) {
    		House h = new House();
    		h.f();  // show that construction is done
    	}
    }

    class Window {
    	Window(int marker){
    		System.out.println("Window(" + marker + ")");
    	}
    }

    class House {
    	Window w1 = new Window(1);  // before constructor
    	House() {
    		//show that we're in the constructor
    		System.out.println("House()");
    		w3 = new Window(33);  // reinitialize the w3
    	}
    	Window w2 = new Window(2);  // after the constructor
    	void f() {
    		System.out.println("f()");
    	}
    	Window w3 = new Window(3);  // at end
    }
    在上面的代码中，House中，故意把几个Window对象的定义散布在各处，以证明他们会在构造函数及其他函数调用之前得到初始化

static的对象，会优先于非static对象初始化

  • 即先静态，后非静态

构造器可以看做是static方法

非静态实例初始化

  • java 中有一种称为“实例初始化”，用来初始化每一个对象的非静态变量

数组初始化：

  • java 中可以将一个数组赋值给另一个数组，即： 
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    a2 = a1; (int[] a2; int[] a1 = {1,2,3,4})
    这中间真正做的是复制了一个引用，即a2和a1其实都是相同数组([1,2,3,4])的别名，即对a2的修改其实就是对相同数组的修改，a1也能看到修改后的内容；

在编写程序时，并不能确定在数组中需要多少个元素，该怎么办？

可变参数：
有可变参数的好处是，
就不用再显示地编写数组语法了
String[] args
String… args 可变参数仍旧可以是一个数组， 可以用于“具有可选的尾随参数”时

Integer是int的包装类型
自动包装机制可以将int提升为Integer

Java的 if…else 与switch 结构总结

swtich 从字节码上看是优于 if，
但是从测试结果来看在分支很多的情况下能显示出优势，一般情况下还是打不过 if

额外知识点：

现代 CPU 都支持分支预测 (branch prediction) 和指令流水线 (instruction pipeline)，这两个结合可以极大提高 CPU 效率。对于像简单的 if 跳转，CPU 是可以比较好地做分支预测的。但是对于 switch 跳转，CPU 则没有太多的办法。 switch 本质上是根​据索引，从地址数组里取地址再跳转。

if 是跳转指令，如果是简单的跳转指令的话 CPU 可以利用分支预测来预执行指令，而 switch 是要先根据值去一个类似数组结构找到对应的地址，然后再进行跳转，这样的话 CPU 预测就帮不上忙了。

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