以下是一篇关于Java基础知识点的复习笔记,包含技术方案和应用实例,帮助你应对Java期末考试,避免挂科:
Java基础知识点复习笔记
一、Java核心特性
- 平台无关性:Java代码编译成字节码,由Java虚拟机(JVM)负责将字节码翻译成对应平台的指令,实现“一次编写,到处运行”。
- 面向对象编程:具备封装、继承、多态和抽象四大特性。封装通过将数据隐藏在类内部保障数据安全;继承可复用代码;多态使对象在不同场景有不同行为;抽象用于提炼事物共性。
二、基本数据类型与变量
- 基本数据类型:包括byte、short、int、long、float、double、char和boolean。每种类型有固定的内存占用和取值范围,且都有对应的包装类,如Byte、Short等,包装类提供了类型转换等实用方法。
- 变量定义:变量名不能是关键字或保留字,定义需遵循声明和初始化步骤,可先声明后初始化,也可同时进行。常量使用final关键字定义,命名通常全大写加下划线,如MAX_VALUE。
- 类型转换:分为自动转换和强制转换。小数据类型与大数据类型运算或赋值时会自动转换,反之则需强制转换,但可能导致数据损失。
三、流程控制语句
- 条件判断语句:主要有if - else语句和switch语句。if - else用于根据条件执行不同代码块,switch用于多分支判断,根据某个表达式的值来选择执行相应的case分支。
- 循环语句:包括while循环和do - while循环。while循环先判断条件,为真则执行循环体;do - while循环先执行一次循环体,再判断条件。循环中可使用break语句终止循环,continue语句跳过当前迭代。
四、数组
- 数组是存储相同类型元素的数据结构。声明时需指定数组类型和数组名,可指定长度。通过索引访问元素,索引从0开始。
- 遍历数组常用for循环和foreach循环。for循环需根据数组长度控制循环条件,通过索引访问元素;foreach循环可直接遍历每个元素,无需索引。
五、异常处理
- Java通过try - catch - finally语句处理异常。try块包含可能抛出异常的代码,catch块用于捕获并处理异常,finally块中的代码无论是否发生异常都会执行,常用于资源释放。
- throw关键字用于手动抛出异常,throws用于声明方法可能抛出的异常。
六、JVM相关
- 类加载机制:分为加载、链接、初始化、使用和卸载五个步骤。加载是将字节码载入内存,链接包括验证、准备和解析,初始化用于为静态变量赋初值。
- 内存管理与垃圾回收:JVM内存分为堆、方法区、栈、程序计数器和本地方法栈。堆用于存储对象实例和数组,栈存储局部变量和方法调用。常见垃圾回收器有Serial GC、Parallel GC等。
- JVM调优:可通过设置参数如-Xms、-Xmx设置堆内存大小,-XX:+UseG1GC启用G1垃圾回收器等,提升程序性能。
七、多线程与并发
- 线程生命周期:包括新建、就绪、运行、阻塞、等待和终止六个状态,理解状态转换有助于编写高效多线程程序。
- 并发工具类:java.util.concurrent包提供了丰富工具类,如线程池ExecutorService可管理线程,同步容器ConcurrentHashMap可在并发环境保证数据一致性,锁机制ReentrantLock可控制并发访问。
八、设计模式(部分)
- 单例模式:确保类只有一个实例,通过私有构造函数、静态工厂方法等实现,如在应用程序中,数据库连接池通常设计为单例模式。
- 工厂模式:将对象实例化过程封装,用于创建复杂对象,如生成数据库连接对象。
- 观察者模式:定义对象间一对多依赖关系,当一个对象变化时通知依赖它的对象,如GUI编程中,按钮状态变化通知监听它的组件。
九、Java 8+新特性
- Lambda表达式:允许更简洁地编写匿名内部类,使代码更简洁易读,如在集合遍历中可使用Lambda表达式简化代码。
- Stream API:提供声明式编程方式处理集合,通过filter、map等操作可实现复杂数据处理逻辑,如从集合中过滤出特定元素。
- Optional类:用于处理可能为空的对象,避免NullPointerException,以更优雅方式处理缺失值。
十、应用实例
- 买飞机票案例:根据飞行月份(旺季或淡季)和仓位类型(头等舱、经济舱)计算机票优惠价格,可使用条件判断语句实现。
- 开发验证码案例:生成指定长度的验证码,包含数字、大小写字母,可通过随机数和条件判断结合,利用循环生成每一位字符。
- 评委打分案例:接收多个评委打分,去掉最高分和最低分后计算平均分,可使用数组存储分数,通过循环遍历数组实现相关计算。
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