找工作的時(shí)候發(fā)現(xiàn)某公司在線編程題只支持JAVA和C家族唧龄，作為一個(gè)天天python的我簡(jiǎn)直是災(zāi)難，兩天速成一下煮嫌！

第一部分：Java基礎(chǔ)

封裝與接口

• 在一個(gè).java文件中情组，有且只能有一個(gè)類帶有public關(guān)鍵字。不帶關(guān)鍵字的也是可見的，后面會(huì)說(shuō)到。

Interface接口

  interface Cup {
      void addWater(int w);
      void drinkWater(int w);
  }
  
  class MusicCup implements Cup 
  {
      public void addWater(int w) 
      {
          this.water = this.water + w;
      }
  
      public void drinkWater(int w)
      {
          this.water = this.water - w;
      }
  
      private int water = 0;
  }

• 更易于管理
• 一個(gè)類可以使用多個(gè)interface

包

• 在.java文件的第一行寫上package com.vamei.society

• 一個(gè)Java文件中只能有一個(gè)public的類,這個(gè)類要和文件同名！

• 一個(gè)Java類的完整路徑由它的包和類名共同構(gòu)成玫坛，比如com.vamei.society.Human。相應(yīng)的Human.java程序要放在com/vamei/society/下包晰。

• 一個(gè)類可以沒有public關(guān)鍵字湿镀，它實(shí)際上也表示一種權(quán)限: 該類在它所在的包中可見炕吸。

包的調(diào)用

• 我們只需要將Human.java編譯的Human.class放入相應(yīng)的文件夾就可以了。比如肠骆，我將Human.class放入com/vamei/society/中算途。實(shí)際上，你也可以把.java文件放入相應(yīng)路徑蚀腿，Java會(huì)在使用時(shí)自動(dòng)編譯嘴瓤。

• 如果整個(gè)包(也就是com文件夾)位于當(dāng)前的工作路徑中，那么不需要特別的設(shè)置莉钙，就可以使用包了廓脆。

• 可以這樣import

  import com.vamei.society.*;

• 也可以直接提供完整路徑使用，則不需要import

• 如果包沒有放在當(dāng)前工作路徑下磁玉，我們?cè)谑褂冒鼤r(shí)停忿，需要通知Java。設(shè)置系統(tǒng)的CLASSPATH環(huán)境變量蚊伞。

繼承

  class Woman extends Human
  {
      /**
      * new method
      */
      public Human giveBirth()
      {
          System.out.println("Give birth");
          return (new Human(20));
      }
  }

• 基類和衍生類

• 衍生類不能訪問基類的私有對(duì)象席赂，public的是一樣的都可以訪問，衍生類可以訪問自己的private时迫，外部不能訪問衍生類的private颅停。

• protected表示自己不能被外部訪問，但是可以被衍生類訪問掠拳。

• super和this類似癞揉，但是super指父類，比如父類有個(gè)getHeight()方法溺欧，那么在子類定義新的getHeight()時(shí)可以在內(nèi)部先執(zhí)行super.getHeight()喊熟。當(dāng)子類和父類有同樣方法時(shí)(參數(shù)都一樣)，那么對(duì)外呈現(xiàn)子類的姐刁，內(nèi)部可以用super或者this區(qū)分芥牌。

• 調(diào)用父類的構(gòu)造方法直接輸入super即可。

  class Woman extends Human
  {
      /**
      * constructor
      */
      public Woman(int h)
      {
          super(h); // base class constructor
          System.out.println("Hello, Pandora!");
      }
  }

static 類數(shù)據(jù)與類方法

• 帶static的成員變量是類成員變量龙填，被所有對(duì)象共享

• 如果一個(gè)方法聲明為static胳泉，那么它只能調(diào)用static的數(shù)據(jù)和方法，而不能調(diào)用非static的數(shù)據(jù)和方法岩遗。

• 調(diào)用類方法時(shí)，我們可以通過class.method()的方式調(diào)用凤瘦，也可以通過object.method()的方式調(diào)用宿礁。

• 如果變量前加final，那么這個(gè)變量一旦賦值不能更改(當(dāng)然如果這時(shí)類的實(shí)例蔬芥，這個(gè)實(shí)例可以照常操作)

接口的繼承與抽象類

• 接口可以繼承接口梆靖，而且可以多重繼承控汉，但是類不行。

  interface MusicCup extends Cup, Player 
  {
      void display();
  }

• 抽象類

  abstract class Food {
      public abstract void eat();
      public void happyFood()
      {
          System.out.println("Good! Eat Me!");
      }
  }

• 抽象類中有抽象方法返吻，繼承的時(shí)候一定要覆蓋這些抽象方法姑子，抽象類與接口不同的是它也有具體方法以及具體變量。

對(duì)象引用

  Human aPerson = new Human(160);

• 首先看等號(hào)的右側(cè)测僵。new是在內(nèi)存中為對(duì)象開辟空間街佑。具體來(lái)說(shuō)，new是在內(nèi)存的堆(heap)上為對(duì)象開辟空間捍靠。這一空間中沐旨，保存有對(duì)象的數(shù)據(jù)和方法。

• 再看等號(hào)的左側(cè)榨婆。aPerson指代一個(gè)Human對(duì)象磁携，被稱為對(duì)象引用(reference)。實(shí)際上良风，aPerson并不是對(duì)象本身谊迄，而是類似于一個(gè)指向?qū)ο蟮闹羔槨Person存在于內(nèi)存的棧(stack)中烟央。

• 當(dāng)我們用等號(hào)賦值時(shí)统诺，是將右側(cè)new在堆中創(chuàng)建對(duì)象的地址賦予給對(duì)象引用。

• 這里的內(nèi)存吊档，指的是JVM (Java Virtual Machine)虛擬出來(lái)的Java進(jìn)程內(nèi)存空間篙议。

• new關(guān)鍵字的完整含義是，在堆上創(chuàng)建對(duì)象怠硼。棧比較快鬼贱。

• 基本類型(primitive type)的對(duì)象，比如int, double香璃，保存在棧上这难。

• 一個(gè)對(duì)象可以有多個(gè)引用 (一個(gè)人可以放多個(gè)風(fēng)箏)。當(dāng)程序通過某個(gè)引用修改對(duì)象時(shí)葡秒，通過其他引用也可以看到該修改姻乓。

垃圾回收

• 隨著方法調(diào)用的結(jié)束，引用和基本類型變量會(huì)被清空眯牧。由于對(duì)象存活于堆蹋岩，所以對(duì)象所占據(jù)的內(nèi)存不會(huì)隨著方法調(diào)用的結(jié)束而清空。進(jìn)程空間可能很快被不斷創(chuàng)建的對(duì)象占滿学少。

• Java內(nèi)建有垃圾回收(garbage collection)機(jī)制剪个，用于清空不再使用的對(duì)象，以回收內(nèi)存空間版确。

• 當(dāng)沒有任何引用指向某個(gè)對(duì)象時(shí)扣囊，該對(duì)象被清空乎折。

參數(shù)傳遞

• 基本類型變量的值傳遞，意味著變量本身被復(fù)制侵歇，并傳遞給Java方法骂澄。Java方法對(duì)變量的修改不會(huì)影響到原變量。

• 引用的值傳遞惕虑，意味著對(duì)象的地址被復(fù)制坟冲，并傳遞給Java方法。Java方法根據(jù)該引用的訪問將會(huì)影響對(duì)象枷遂。

• 就是new出來(lái)的是引用傳遞樱衷，普通的是值傳遞，普通的是存在棧中的酒唉。

類型轉(zhuǎn)換與多態(tài)

• Java是一種強(qiáng)類型(strongly typing)語(yǔ)言矩桂，它會(huì)對(duì)類型進(jìn)行檢查。比如獎(jiǎng)Cup類的對(duì)象賦給Human類的引用就會(huì)報(bào)錯(cuò)痪伦。

• 為什么python也是強(qiáng)類型侄榴？

  >>> 3+6
  9
  >>> "3"+6
  error

• python看起來(lái)是弱類型因?yàn)樗囊貌挥弥付愋停。?/li>

基本類型變換

• 注意网沾，只是基本類型ｑ稀！辉哥！

  int a;
  a = (int) 1.23;  // narrowing conversion
  int a = 3;
  double b;
  b = a; // widening conversion

• widening可以不加變量類型的

upcast與多態(tài)

  public class Test
  {
      public static void main(String[] args)
      { 
          Cup aCup;
          BrokenCup aBrokenCup = new BrokenCup();
          aCup = aBrokenCup; // upcast
          aCup.addWater(10); // method binding
      }
  }

• 我們隨后調(diào)用了aCup(我們聲明它為Cup類型)的addWater()方法桦山。盡管aCup是Cup類型的引用，它實(shí)際上調(diào)用的是BrokenCup的addWater()方法醋旦！也就是說(shuō)恒水，即使我們經(jīng)過upcast，將引用的類型寬松為其基類饲齐，Java依然能正確的識(shí)別對(duì)象本身的類型钉凌，并調(diào)用正確的方法。Java可以根據(jù)當(dāng)前狀況捂人，識(shí)別對(duì)象的真實(shí)類型御雕，這叫做多態(tài)(polymorphism)。多態(tài)是面向?qū)ο蟮囊粋€(gè)重要方面滥搭。

• Java告訴我們酸纲，一個(gè)衍生類對(duì)象可以當(dāng)做一個(gè)基類對(duì)象使用，而Java會(huì)正確的處理這種情況瑟匆。

downcast

• 我們可以將一個(gè)基類引用向下轉(zhuǎn)型(downcast)成為衍生類的引用福青，但要求該基類引用所指向的對(duì)象，已經(jīng)是所要downcast的衍生類對(duì)象脓诡。比如可以將上面的hisCup向上轉(zhuǎn)型為Cup類引用后无午，再向下轉(zhuǎn)型成為BrokenCup類引用。

object類

• Java中祝谚，所有的類實(shí)際上都有一個(gè)共同的繼承祖先宪迟，即Object類。

第二部分：JAVA進(jìn)階

String

• String也是引用傳遞交惯，不過它不需要new

• String是不可變對(duì)象次泽，即使用replace也只是返回一個(gè)新的String

• 常用String的方法

  s.length()                        返回s字符串長(zhǎng)度
  s.charAt(2)                       返回s字符串中下標(biāo)為2的字符 
  s.substring(0, 4)                 返回s字符串中下標(biāo)0到4的子字符串
  s.indexOf("Hello")                返回子字符串"Hello"的下標(biāo)
  s.startsWith(" ")                 判斷s是否以空格開始
  s.endsWith("oo")                  判斷s是否以"oo"結(jié)束
  s.equals("Good World!")           判斷s是否等于"Good World!"
                                    ==只能判斷字符串是否保存在同一位置。需要使用equals()判斷字符串的內(nèi)容是否相同席爽。 
  s.compareTo("Hello Nerd!")        比較s字符串與"Hello Nerd!"在詞典中的順序意荤，
                                    返回一個(gè)整數(shù)，如果<0只锻，說(shuō)明s在"Hello Nerd!"之前玖像； 
                                                如果>0，說(shuō)明s在"Hello Nerd!"之后齐饮；
                                                如果==0捐寥，說(shuō)明s與"Hello Nerd!"相等。
  s.trim()                          去掉s前后的空格字符串祖驱，并返回新的字符串
  s.toUpperCase()                   將s轉(zhuǎn)換為大寫字母握恳，并返回新的字符串
  s.toLowerCase()                   將s轉(zhuǎn)換為小寫，并返回新的字符串
  s.replace("World", "Universe")    將"World"替換為"Universe"捺僻，并返回新的字符串

異常處理

  try {
    ...;
  }
  catch(IOException e) {
      e.printStackTrace();
      System.out.println("IO problem");
  }
  catch() {
    ...;
  }
  finally {
    ...;
  }

• 下圖中紅色的是unchecked錯(cuò)誤乡洼，應(yīng)該由程序員編程解決。藍(lán)色的是由于和編程環(huán)境互動(dòng)產(chǎn)生的錯(cuò)誤匕坯，應(yīng)該做異常處理束昵。

java異常處理

• 拋出異常

    private void test(double p) throws Exception // 包含throws關(guān)鍵詞不一定會(huì)throw錯(cuò)誤，只是做檢查
    {
        if (p < 0) {
            Exception e = new Exception("p must be positive");
            throw e;
        }
    }

• 我們?cè)趗seBattery()中有異常處理器醒颖。由于test()方法不直接處理它產(chǎn)生的異常妻怎，而是將該異常拋給上層的useBattery()，所以在test()的定義中泞歉，我們需要throws Exception來(lái)說(shuō)明逼侦。

• 我們可以自定義異常類，只要繼承現(xiàn)有異常類就可以了腰耙。

IO基礎(chǔ)

• 基本操作,讀文件榛丢，文件要在project目錄下

    public static void main(String[] args) {
        try {
            BufferedReader br =
                    new BufferedReader(new FileReader("file.txt"));

            String line = br.readLine();

            while (line != null) {
                System.out.println(line);
                line = br.readLine();
            }
            br.close();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("IO Problem");
        }
    }

• BufferedReader()是一個(gè)裝飾器(decorator)，它接收一個(gè)原始的對(duì)象挺庞，并返回一個(gè)經(jīng)過裝飾的晰赞、功能更復(fù)雜的對(duì)象。

• 基本操作，寫文件

   try {
            String content = "Thank you for your fish.";

            File file = new File("new.txt");

            // create the file if doesn't exists
            if (!file.exists()) {
                file.createNewFile();
            }

            FileWriter fw = new FileWriter(file.getAbsoluteFile());
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);
            bw.write(content);
            bw.close();

        }
        catch(IOException e) {
            System.out.println("IO Problem");
        }
    }

內(nèi)存管理與垃圾回收

• 在Java中掖鱼，JVM中的棧記錄了線程的方法調(diào)用然走。每個(gè)線程擁有一個(gè)棧。在某個(gè)線程的運(yùn)行過程中戏挡，如果有新的方法調(diào)用芍瑞，那么該線程對(duì)應(yīng)的棧就會(huì)增加一個(gè)存儲(chǔ)單元，即幀(frame)褐墅。在frame中拆檬，保存有該方法調(diào)用的參數(shù)、局部變量和返回地址妥凳。

• Java的參數(shù)和局部變量只能是基本類型的變量(比如int)竟贯，或者對(duì)象的引用(reference)。因此逝钥，在棧中屑那，只保存有基本類型的變量和對(duì)象引用。引用所指向的對(duì)象保存在堆中晌缘。(引用可能為Null值齐莲，即不指向任何對(duì)象)

• 當(dāng)被調(diào)用方法運(yùn)行結(jié)束時(shí)，該方法對(duì)應(yīng)的幀將被刪除磷箕，參數(shù)和局部變量所占據(jù)的空間也隨之釋放选酗。線程回到原方法，繼續(xù)執(zhí)行岳枷。當(dāng)所有的棧都清空時(shí)芒填，程序也隨之運(yùn)行結(jié)束。

循環(huán)引用

• 我們以棧和static數(shù)據(jù)為根(root)空繁，從根出發(fā)殿衰，跟隨所有的引用，就可以找到所有的可到達(dá)對(duì)象盛泡。也就是說(shuō)闷祥，一個(gè)可到達(dá)對(duì)象，一定被根引用傲诵，或者被其他可到達(dá)對(duì)象引用凯砍。

java循環(huán)引用.png

JVM垃圾回收

• JVM的垃圾回收是多種機(jī)制的混合。JVM會(huì)根據(jù)程序運(yùn)行狀況拴竹，自行決定采用哪種垃圾回收悟衩。

• 我們先來(lái)了解"mark and sweep"。這種機(jī)制下栓拜，每個(gè)對(duì)象將有標(biāo)記信息座泳，用于表示該對(duì)象是否可到達(dá)惠昔。當(dāng)垃圾回收啟動(dòng)時(shí)，Java程序暫停運(yùn)行挑势。JVM從根出發(fā)镇防，找到所有的可到達(dá)對(duì)象，并標(biāo)記(mark)薛耻。隨后营罢，JVM需要掃描整個(gè)堆，找到剩余的對(duì)象饼齿，并清空這些對(duì)象所占據(jù)的內(nèi)存。

• 另一種是"copy and sweep"蝙搔。這種機(jī)制下缕溉，堆被分為兩個(gè)區(qū)域。對(duì)象總存活于兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)吃型。當(dāng)垃圾回收啟動(dòng)時(shí)证鸥，Java程序暫停運(yùn)行。JVM從根出發(fā)勤晚，找到可到達(dá)對(duì)象枉层，將可到達(dá)對(duì)象復(fù)制到空白區(qū)域中并緊密排列，修改由于對(duì)象移動(dòng)所造成的引用地址的變化赐写。最后鸟蜡，直接清空對(duì)象原先存活的整個(gè)區(qū)域，使其成為新的空白區(qū)域挺邀。

• 可以看到揉忘，"copy and sweep"需要更加復(fù)雜的操作，但也讓對(duì)象可以緊密排列端铛，避免"mark and sweep"中可能出現(xiàn)的空隙泣矛。在新建對(duì)象時(shí)，"copy and sweep"可以提供大塊的連續(xù)空間禾蚕。因此您朽，如果對(duì)象都比較"長(zhǎng)壽"，那么適用于"mark and sweep"换淆。如果對(duì)象的"新陳代謝"比較活躍哗总，那么適用于"copy and sweep"。

• 上面兩種機(jī)制是通過分代回收(generational collection)混合在一起的产舞。每個(gè)對(duì)象記錄有它的世代(generation)信息魂奥。所謂的世代，是指該對(duì)象所經(jīng)歷的垃圾回收的次數(shù)易猫。世代越久遠(yuǎn)的對(duì)象耻煤，在內(nèi)存中存活的時(shí)間越久。

容器

數(shù)組

  Human[] persons = new Human[2];              // array size 2
  persons[0] = new Human(160);
  persons[1] = new Human(170);

  int[] a = {1, 2, 3, 7, 9};                   // array size 5
  System.out.println(a[2]);

  String[] names = {"Tom", "Jerry", "Luffy"};  // array size 3
  System.out.println(names[0]);

List

  import java.util.*;

  public class Test
  {
      public static void main(String[] args)
      {
          List<String> l1 = new ArrayList<String>();
          l1.add("good");
          l1.add("bad");
          l1.add("shit");
          l1.remove(0);
          System.out.println(l1.get(1));
          System.out.println(l1.size());
          Iterator i = l1.iterator();
          while(i.hasNext()) {
              System.out.println(i.next());
        }
      }
  }

• 輸出可以用Iterator

• List是接口，ArrayList是實(shí)現(xiàn)

集合Set

  import java.util.*;

  public class Test
  {
      public static void main(String[] args)
      {
          Set<Integer> s1 = new HashSet<Integer>();
          s1.add(4);
          s1.add(5);
          s1.add(4);
          s1.remove(5);
          System.out.println(s1);
          System.out.println(s1.size());
      }
  }

Map 如HashMap

  import java.util.*;

  public class Test
  {
      public static void main(String[] args)
      {
          Map<String, Integer> m1 = new HashMap<String, Integer>();
          m1.put("Vamei", 12);
          m1.put("Jerry", 5);
          m1.put("Tom", 18);
          System.out.println(m1.get("Vamei"));
  
      }
  }