基本数据类型 & switch & 数组 & 变量 & final & static & 面向对象 & 包装类 & 字符串 & 正则表达式 & Object & 日期

一、基本数据类型

1、整型

• byte：1字节（-2 的 7 次方到 2 的 7 次方-1）
• short：2字节（-2 的 15 次方到 2 的 15 次方-1）
  +=、-=、*=、/=、%=自带强转功能
• int：4字节（-2 的 31 次方到 2 的 31 次方-1）
  • 整数直接量默认为int型，超范围则编译错误(-21个多亿到21个多亿)
  • 整数相除，小数位无条件舍弃
  • 整数运算时超出范围，则发生溢出，溢出需要避免
• long：8字节（-2 的 63 次方到 2 的 63 次方-1）
  • 长整型直接量需在数字后加L或l
  • 运算时若有可能溢出，建议在第1个数字后加L
  • System.currentTimeMillis()用于获取自1970.1.1零时到此时此刻的毫秒数

2、浮点型

• float：4字节
  • float需在数字后加f或F
• double：8字节
  • 浮点型直接量默认为double型
  • double和float型数据运算时，有可能会出现舍入误差，所以精确运算场合不能用，精确运算建议用BigDecimal

3、逻辑型

• boolean：1字节
  • 默认为false

4、字符型

• char：2字节
  • 采用Unicode字符集编码
  • 表现形式是char，实际存储是int(0-65535)
  • ASCII码: ‘a’-97 ‘A’-65 ‘0’-48
  • 字符直接量必须放在单引号中，只能有一个
  • 特殊符号需要 \ 转义

二、switch(expr)

• 早期的JDK，expr可以是byte、short、char、int
• JDK1.5后，expr可以是enum
• JDK1.7后，expr可以是String，不可以是long

三、数组

• 数组
  • 是一种数据类型(引用类型)，也是一种对象
  • 数组大小不能任意改变
  • 不属于原生类 (原生类是一种基本数据类型)
• 初始化
  • int[] arr = new int[4];
  • int[] arr = {1,2,3,4};
  • int[] arr = new int[]{1,2,3,4};
  • int[] arr; arr = {1,2,3,4}; //编译错误，此方式只能声明的同时初始化
  • arr = new int[]{1,2,3,4}; //正确
• 复制
  • System.arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)
    灵活性好，效率高
  • Arrays.copyOf(arr, length); // 数组的扩容
    灵活性差，效率低，但是可以扩容
• Arrays.sort(arr); 排序

四、变量

由字母、数字、_、$组成，不能以数字开头

• 成员变量
  • 实例变量
    • 无static修饰，有默认值
    • 属于对象的，存储在堆中，通过对象点来访问，对象被回收时一并被回收
  • 静态变量
    • 由static修饰
    • 属于类的，存储在方法区中，通过类名点来访问
• 局部变量
  • 调用方法时存储在栈中，方法结束栈帧被清除时一并被清除
  • 可以与成员变量同名，使用时采取就近原则

五、final(最终不可改变)

JDK中的一些基础类库被定义为final，如String、Math、Integer、Double等等。

• 修饰变量：变量不能被改变
  • 编译期常量
    类加载时完成初始化，编译后带入到任何计算式中，只能是基本类型
  • 运行期常量
    基本数据类型或引用数据类型，引用不可变，但引用的对象内容可变
  • 成员变量与局部变量区别
    修饰成员变量，可以在声明的同时初始化，或在构造方法中初始化
    修饰局部变量，只要在用之前初始化即可
• 修饰方法：方法不能被重写
• 修饰类：类不能被继承
• 好处
  • 提高性能
    jvm和Java应用都会缓存final变量
  • 可共享
    可以在安全的多线程环境下进行共享，不需要额外的同步开销
  • jvm会对方法、变量和类进行优化
• final static(常量)
  • 必须声明同时初始化
  • 通过类名点来访问，常量不能被改变
  • 编译器在编译时将常量自动替换为具体的值
  • 何时用：数据经常使用且永远不变

六、static(静态)

• 静态变量
  • 属于类的，存储在方法区中，只有一份
  • 常常通过类名点来访问（不建议通过对象名访问）
• 静态方法
  • 属于类的，存储在方法区中，只有一份
  • 静态方法不能直接访问实例成员，需要用对象点来访问
    静态方法没有隐式的this传递，就没有对象
  • static方法不能被abstract修饰，不能被覆盖，因为static是编译时静态绑定的，而方法重写是运行时动态绑定的。
• 静态块
  • 属于类的，在类被加载期间自动执行，只执行一次
• 执行顺序
  父类静态代码块 --> 子类静态代码块 --> 父类非静态代码块 --> 父类构造方法 --> 子类非静态代码块 --> 子类构造方法

七、访问控制修饰符

类的访问修饰符只能是public或默认的​

	任何类	父子类	同包类	本类
public	√	√	√	√
protected		√	√	√
default			√	√
private				√

八、面向对象

• 封装
  • 类: 封装对象的属性和行为
  • 方法: 封装业务逻辑功能
  • 访问控制修饰符: 封装具体的访问权限
• 继承
  • 作用:代码复用
  • 特点：单继承，传递性，多接口实现
  • 优点
    • 子类能自动继承父类的接口
    • 创建子类对象时，无须创建父类的对象
  • 缺点
    • 子类与父类具有耦合，子类依赖于父类的实现
    • 增加系统结构复杂度
    • 不支持动态继承（在运行时，子类无法选择不同的父类）
    • 子类不能改变父类的接口
• 多态
  • 行为多态(所有抽象方法)、对象多态(所有对象)
  • 向上造型、强制类型转换(想访问派生类所特有的)、instanceof判断
  • 多态的表现形式
    • 重写:根据对象的不同来多态
    • 重载:根据参数的不同来多态

九、包装类

1、存在意义

Java是一个面向对象编程的语言，而基本类型不具有对象的性质，引入包装类可以使基本类型具有对象的性质。比如在使用Collection集合类型时一定要使用包装类型，使其具有对象的性质，且为其添加了属性和方法，方便操作。

• 可以参与面向对象编程
• 解决不能参与面向对象编程 (多态)

2、特点

• 包装类被final修饰，不可变类，一旦构造对象就不可改变
• 六种包装类继承Number，Number是抽象类（八种基本数据类型中的包装类，除Character和Boolean继承于Object类）
• 这六种包装的数据可以相互转换 (在Number中有相互转换的方法）

3、自动拆装箱

自动拆装箱特性始于JDK1.5版本，编译器会自动添加代码

• 自动装箱（基本数据类型–>包装类型）
  • 给直接量的范围在-128~127，会有对象重用，如果不在这个范围会创建对象
  • 缓冲的值一旦超过范围就会强制new对象
  • Integer i = 100; // 编译器会改为new Integer(100); 底层调用Integer.valueOf(100)方法实现；
• 自动拆箱（包装类型–>基本数据类型）
  • int i = new Integer(6); // 底层调用i.intValue();方法实现

4、总结==

• 两个通过new生成的Integer变量永远是不相等的

  Integer i = new Integer(100); 
  Integer j = new Integer(100); 
  System.out.print(i == j); //false
  

• Integer变量和int变量比较时，只要两个变量的值是相等的，则结果为true（因为包装类Integer和基本数据类型int比较时，java会自动拆包装为int，然后进行比较，实际上就变为两个int变量的比较）

  Integer i = new Integer(100); 
  int j = 100；
  System.out.print(i == j); //true
  

• 非new生成的Integer变量和new Integer()生成的变量比较时，结果为false（因为非new生成的Integer变量指向的是java常量池中的对象，而new Integer()生成的变量指向堆中新建的对象，两者在内存中的地址不同）

  Integer i = new Integer(100); 
  Integer j = 100;
  System.out.print(i == j); //false
  

• 对于两个非new生成的Integer对象，进行比较时，如果两个变量的值在区间-128到127之间，则比较结果为true

  Integer i = 100;
  Integer j = 100;
  System.out.print(i == j); //true
  

• 对于两个非new生成的Integer对象，进行比较时，如果两个变量的值不在此区间，则比较结果为false

  Integer i = 128;
  Integer j = 128;
  System.out.print(i == j); //false
  

  java在编译Integer i = 100 ;时，会翻译成为Integer i = Integer.valueOf(100)；

  public static Integer valueOf(int i){
  	assert IntegerCache.high >= 127;
   	if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high){
      	return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
   	}
   	return new Integer(i);
  }
  

5、Int和integer的区别

• 类型不一样
  int是java的8种基本数据类型之一。
  Integer是Java为int类型提供的包装类。
• 默认值不一样
  int变量的默认值为0。
  Integer变量的默认值为null。（Integer可以区分出未赋值和值为0的区别）
  比如：学生A没来参加考试，学生B参加考试但是都答错了，则学生A的成绩是null，学生B的成绩是0分。

十、字符串

1、String介绍

• java.lang.String被final修饰，不能被继承
• 字符串一旦创建，对象永远无法改变，但字符串引用可以重新赋值
• Java字符串在内存中采用Unicode编码，一个字符对应两个字节的定长编码
• 频繁修改字符串就不要使用String

2、String相关方法

• length() 获取长度
• indexOf 检索
  • int indexOf(String str): 返回第一次str出现的位置，找不到返回-1
  • int indexOf(String str, int fromIndex): 从字符串的fromIndex位置开始检索
  • int lastIndexOf(String str, int fromIndex): 返回最后一个出现的位置
• substring 获取子串
  • String substring(int beginIndex): 从下标beginIndex开始到字符串结尾的子字符串
  • String substring(int beginIndex, int endIndex): 包头不包尾
• toUpperCase、toUpperCase 大小写转换
• valueOf 将其他类型转换为字符串类型
• split 以给定字符进行截取
• format 字符串格式
  • str=“123+456”; String[]s = str.split("\+");
• trim去掉两端的空字符
• charAt 返回字符串指定位置的字符
• startsWith、endsWith 检测字符串是否以指定字符串开头、结尾

3、String&StringBuffer&StringBuilder

	String	StringBuffer	StringBuilder
相同点	都是final类，不允许继承
区别	长度不可变	长度可变
	--	线程安全、同步处理、性能稍慢	非线程安全、并发处理、性能更好

4、String

• 因为String不能被继承，通常使用StringUtils、ObjectUtils来增强String的功能。
• String内部重写了hashCode和equals。
• substring
  会创建新字符串； 新字符串是在运行时在堆里创建的。
• String str = “ABC”;
  可能创建一个对象或者不创建对象。
  如果“ABC”在String常量池里不存在，则会创建一个String对象“ABC”，然后str指向这个内存地址；
  如果存在，则不创建对象，指向已存在内存地址，之后都是String的拷贝，Java中称为“字符串驻留”，所有字符串常量都会在编译之后自动驻留。
• String str = new String(“ABC”)
  至少创建一个对象，也可能两个。
  因为new，肯定会在堆中创建一个str对象，它的value值是“ABC”，如果这个“ABC”在字符串常量池里不存在，会创建“ABC”对象。
  String s1= “a”; String s2 = “a”; 此时 s1 == s2 返回 true
  String s1= new String(“a”); String s2 = new String(“a”); 此时 s1 == s2 返回 false
• final
  final会在编译器被优化，且被直接运算好。
  • String为什么被final修饰？
    如果String不是final，那么子类就可以继承String类，然后子类可以重写其方法，这些重写的方法可以修改字符串，就违背了String的不可变性。
  • 不可变原因
    • 安全
      字符串常常用来表示url，文件路径，如果可变，会存在安全隐患。
    • 提高效率
      比如String str1 = “abc”; “abc”放到常量池里。String str2 = “abc”; str2的“abc”不会复制，只会多个引用指向原来的常量，这样就提高了效率。前提是String不可变，如果可变，多个引用指向同一个字符串，那么一个引用改变字符串，则其他引用也被影响。
    • String不可变，hashCode就一样，不用每次重新计算

例子

/**
 * final在编译器被优化，且会被直接运算好
 */
public class TestAwen {
	public static final String a1 = "a";
	public static String a2 = "a";
	
	public static void main(String[] args) {
		String a = "a";
		final String b = "b";  
		final String c = a + b;
		String d = a + b; 
		String e = a + "b";
		String f = "a" + b;
		String g = "a" + "b";
		String h = "ab";
		String i = new String(h);
		String j = a1 + b;
		String k = a2 + b;
		
		System.out.println(c == h);  // false
		System.out.println(d == h);  // false
		System.out.println(e == h);  // false
		// f、g、h在编译时优化，运算为字符串常量ab
		System.out.println(f == h);  // true
		System.out.println(g == h);  // true
		System.out.println(i == h);  // false
		System.out.println(j == h);  // true
		System.out.println(k == h);  // false
	}
}

• 用“+”来拼接字符串时，底层会通过StringBuilder实例的append()方法来实现。
• String intern(); 重用String对象
  • JDK1.7之前，字符串常量池放入方法区；
  • 自从JDK1.7开始，字符串常量池放入堆中；
  • 当调用 intern 方法时，如果池已经包含一个等于此 String 对象的字符串（该对象由 equals(Object) 确定），则返回池中的字符串。否则，常量池中直接存储堆中该字符串的引用（1.7 之前是常量池中再保存一份该字符串）。
  • 源码：public native String intern();
  • 例1

    String s = new String("1");  // 常量池中生成“1”，堆中创建字符串对象
    s.intern();  // s对象去常量池中找，发现“1”已经存在与常量池中
    String s2 = "1";  // s2指向常量池中的“1”
    System.out.println(s == s2);// false  // s指向堆中的字符串对象，s2指向常量池中的“1”，两者引用地址明显不同
    String s3 = new String("1") + new String("1");  // 常量池中生成“1”；堆中生成s3引用指向的对象（内容为“11”），但是此时常量池中没有“11”
    s3.intern();  // 将s3中的“11”放入常量池中，此时常量池中不存在“11”字符串，JDK1.6是直接在常量池中生成一个“11”对象；JDK1.7直接存储堆中的引用
    String s4 = "11";  // 去常量池中找，发现已经存在，则指向s3引用的对象 
    System.out.println(s3 == s4);// true
    

  • 例2

    String s3 = new String("1") + new String("1");  // 常量池中生成“1”；堆中生成s3引用指向的对象（内容为“11”），但是此时常量池中没有“11”
    String s4 = "11";  // 去常量池中找“11”，发现没有则生成“11”
    s3.intern();  // 去常量池中找“11”，发现已经有了
    System.out.println(s3 == s4);// false
    

  • 例3

    String str1 = new String("SEU") + new String("Calvin"); 
    System.out.println(str1.intern() == str1);// true   // str1.intern()发现常量池中不存在“SEUCalvin”，因此指向了 str1
    System.out.println(str1 == "SEUCalvin");// true  // "SEUCalvin"在常量池中创建时，也就直接指向了 str1 了
    

  • 例4

    String str2 = "SEUCalvin";//新加的一行代码，其余不变
    String str1 = new String("SEU") + new String("Calvin");
    System.out.println(str1.intern() == str1);// false  // str2 先在常量池中创建了“SEUCalvin”，然后str1.intern()就直接指向了 str2
    System.out.println(str1 == "SEUCalvin");// false  // 所以谁都不搭理在堆空间中的 str1 了
    

• hashCode和equals
  • 当equals被重写时，必须重写hashCode方法，以维护hashCode方法的常规规定（规定声明两个相同的对象必须有相同的hashCode）；
    • 当equals为true时，hashCode为true；
    • 当hashCode为false时，equals为false；
    • 当hashCode为true时，equals不一定为true；
  • 如果重写equals而不重写hashCode
    • 比如存储散列集合时（Set），如果只重写了equals，没有重写hashCode，则在集合中将会存储两个值相同的对象，从而导致混淆。
• 追加、插入、替换的方法返回结果是this，toString方法返回的是String
• 有没有哪种情况用+做字符串连接比调用StringBuffer / StringBuilder对象的append方法性能更好？
  如果连接后得到的字符串在静态存储区中是早已存在的，那么用+做字符串连接是优于StringBuffer / StringBuilder的append方法的。
• 字符串的==与equals

String s1 = "HelloWorld";
String s2 = new String("HelloWorld");
String s3 = "Hello"+"World";
System.out.println(s1==s2);  // false
System.out.println(s1==s3);  // true
System.out.println(s1.equals(s2));   // true
System.out.println(s1.equals(s3));  // true
System.out.println(s1.intern()==s2.intern());   // true
​​
StringBuffer s1 = new StringBuffer("a"); 
StringBuffer s2 = new StringBuffer("a"); ​​
​s1.equals(s2) //是false   // 因为StringBuffer类中没有重新定义equals这个方法，因此这个方法就来自Object类

5、StringBuffer & StringBuilder

• StringBuffer 和 StringBuilder中所有方法都相同。
• StringBuffer 在 StringBuilder的方法上添加了synchronized，保证线程安全。
  • StringBuffer：线程安全、同步处理、性能稍慢
  • StringBuilder：非线程安全、并发处理、性能更好
• 注意：StringBuffer和StringBuilder内部没有重新定义equals方法，因此用equals比较值是否相等时，结果为false

十一、正则表达式

1. 正则表达式
   是一组特殊的字符，描述一个字符串格式
   对字符串可以进行复杂操作
   不关心内容是否有效，只关心格式是否正确
2. 作用: 匹配字符串是否满足给定格式
3. 字符集合
   [ ] 表示一个字符
   [123] 表示123中任意一个字符
   [0-9] 表示0~9中任意一个字符
   [ ^123 ] 除了123的任意字符
   [a-z&&[ ^b ]] a~z中除了bc以外的任意一个字符
4. 数量词
   x? 表示0个或1个ｘ
   x* 表示0个或任意多个x
   x+ 表示1个到任意多个x
   x{n} 表示n个ｘ
   x{n, } 表示n个到任意多个x
   x{n, m} 表示n个到m个x
5. 预定义
   . 任意一个字符
   \d 任意一个数字字符，相当于[0-9]
   \w 单词字符，相当于[a-zA-Z0-9_]
   \s 空白字符
   \D 非数字字符
   \W 非单词字符
   \S 非空白字符
6. 分组( ): 将一系列正则表达式看作整体，分组与分组直接可以用"|"表示或
7. “^“和”$” 表示字符串开始和结束，不写方法内部自动添加
8. 方法
   boolean matches(String regex) 将一个字符串与正则表达式进行匹配
   String[] split(String regex) 将字符串拆分成字符串数组
   String replaceAll(String regex, String replacement) 将字符串中匹配正则表达式regex的字符串替换成replacement
9. 常用正则

• Email地址：^\w+([-+.]\w+)@\w+([-.]\w+).\w+([-.]\w+)*$
• 密码(以字母开头，长度在6~18之间，只能包含字母、数字和下划线)：^[a-zA-Z]\w{5,17}$
• 手机号码：^(13[0-9]|14[5|7]|15[0|1|2|3|5|6|7|8|9]|18[0|1|2|3|5|6|7|8|9])\d{8}$
• 身份证号(15位、18位数字)：^\d{15}|\d{18}$
• 短身份证号码(数字、字母x结尾)：^([0-9]){7,18}(x|X)?$ 或 ^\d{8,18}|[0-9x]{8,18}|[0-9X]{8,18}?$
• 帐号是否合法(字母开头，允许8-16字节，允许字母数字下划线)：^[a-zA-Z][a-zA-Z0-9_]{7,15}$

十二、Object

1. 所有类的超类

直接继承: 创建class后没有继承任何类，在Java编译器编译的时候，自动添加关键字extends，继承Object类
间接继承: 这个类继承了另一个类，类外的类间接或直接继承Object

2. String toString()

没有重写输出的是地址值 (当前类继承Object类，Object类中输出的是当前对象的地址值)
重写后输出的给定的内容

3. boolean equals()

equals没有重写比较地址值，重写后比较内容、= =是比较值是否相等
String是final类，已经重写了toString方法
= =比较是否是一个对象 (可能值相等，但不是一个对象)
equals比较值是否相等

十三、日期操作

1. Date

java.util.Date

Date的每一个实例用来表示一个确切的时间点； 内部(对象)维护了一个long值，距1970.1.1的毫秒值；
正数是1970年以后的日期，负数是1970年以前的日期；
由于Date设计上存在缺陷(时区、千年虫)，导致大部分方法设置为“过时的”(不建议使用)。

toString()

格式: Sat Sep 08 16:13:35 CST 2018；
Date重写了toString，返回的字符串显示的是当前Date表示的时间；

long getTime()

获取Date内部维护的long值

void setTime(long)

设置一个long值，使Date表示该long值所表示的时间

大部分方法已过时(eg: getYear()、getMonth()等)

2. SimpleDateFormat

java.text.SimpleDateFormat

根据给定日期格式将String与Date相互转换: Date–>String 格式化、​String–>Date​ 解析

日期格式

y-年、M-月、d-日 写M，如果表示两位数的月份，最后还是会自动显示两位月份
E-星期、a-AM或PM标识
H-小时(24)、h-小时(12)、m-分钟、s-秒

构造方法

SimpleDateFormat()
SimpleDateFormat(String pattern)
用给定模式和默认语言环境的日期格式符号构造

String format(Date date) Date–>String

将给定的Date，转换为SimpleDateFormat指定日期格式的字符串

Date parse(String source) String–>Date

将给定的字符串按照SimpleDateFormat指定日期格式解析为Date对象；
注: 如果字符串格式和SimpleDateFormat格式不一致，在解析时会发生异常: ​java.text.ParseException: Unparseable date

3. Calendar

• java.util.Calendar 抽象类，常用实现类是格里高里历(阳历)。
• getInstance() 使用Calendar静态方法创建实例。
• Date getTime() Calendar–>Date
• void setTime(Date date) Date–>Calendar
• void set(int field, int value) 针对不同时间分量单独设置值
  • 设定月: 月从0开始，0表示1月，或者可以使用具体月的常量
  • 设定日: DATE月中天、DAT_OF_MONTH与DATE一致
• int get(int field) 获取对应时间分量的值
  • 获取月: 需要加1，因为月是从0开始
  • 获取时: HOUR是12小时制、HOUR_OF_DAY是24小时制
  • 获取星期: 国外是从星期日开始，从1开始
• int getActualMaximum(int field) 获取某一时间分量所允许的最大值
• void add(int field, int value) 对指定时间分量加上给定的值
  若给定的值是负数，则是减去给定的值
• 日期开发思路
  • Step1.获取用户输入的日期字符串
  • Step2.使用SimpleDateFormat将其转换为Date
  • Step3.创建一个Calendar，使其表示Date表示的日期
  • Step4.使用Calendar根据需求计算时间
  • Step5.将Calendar转换为一个Date
  • Step6.使用SimpleDateFormat将Date转换为字符串后显示给用户