一、Java简介

Java是一种广泛使用的编程语言，Java的设计初衷是“一次编写，到处运行”，这得益于其跨平台的特性，即编写的Java程序可以在任何支持Java虚拟机（JVM）的平台上运行，无需修改。

Java的主要特点包括：

1. 面向对象：Java是一种纯面向对象的语言，它支持类、继承、封装和多态等面向对象的基本概念。
2. 可移植性：Java程序通过JVM在不同的操作系统上运行，这使得Java程序具有高度的可移植性。
3. 健壮性：Java提供了强类型检查、数组边界检查、异常处理等机制，使得Java程序更加健壮。
4. 安全性：Java通过沙箱安全模型、类加载器、安全管理器等多种机制来确保程序的安全性。
5. 分布式：Java支持多种网络协议，可以方便地开发分布式应用，如远程方法调用（RMI）和Web服务等。
6. 多线程：Java内置对多线程的支持，可以通过线程（Thread）和并发库（如Executors框架）来编写高效的多线程程序。
7. 丰富的库：Java标准库（Java Standard Edition, JSE）提供了大量的类和方法，用于执行常见的编程任务，如输入/输出、网络通信、数据库连接等。

Java文件运行过程

• 编写源代码(.Java)
• 编写Java文件（编译生成.class文件）
• 在JVM 上运行.class文件

二、Java语言基础语法

八大基础数据类型

1.整型（Integer Types）

• byte：占用1个字节，取值范围为-128到127。
• short：占用2个字节，取值范围为-32,768到32,767。
• int：占用4个字节，是Java中最常用的整数类型，取值范围非常大，通常为-2,147,483,648到2,147,483,647。
• long：占用8个字节，用于表示非常大的整数，取值范围极大，需要在数值后加L或l来声明。

2.浮点型（Floating-Point Types）

• float：占用4个字节，用于表示有小数部分的数值，需要在数值后加F或f来声明。
• double：占用8个字节，是Java中默认的浮点类型，表示范围更广，精度更高。

3.字符型（Character Types）

• char：占用2个字节，用于表示单个字符，可以存储Unicode字符集中的任何字符。

4.布尔型（Boolean Type）

• boolean：不是以数值形式存储，而是表示逻辑上的真（true）或假（false）。

三、面向对象三大特性：封装、继承与多态

1.封装：封装是隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口（即方法）与对象进行交互。封装是保护对象内部状态、属性和实现细节免受外部代码直接访问的一种机制。它使得代码更加模块化，并且有助于降低对象之间的耦合度。

特点：

• 隐藏内部实现细节。
• 只对外公开必要的接口。
• 提高了数据的安全性。
• 提高了代码的复用性。

实现方式：

• 使用访问修饰符（如Java中的private、protected、public等）来控制对类成员的访问。
• 提供公共的getter和setter方法来访问和修改私有成员。

2.继承：继承是一种代码复用的方式，它允许我们定义一个类（子类或派生类）来继承另一个类（父类或基类）的属性和方法。子类可以拥有父类的所有属性和方法，并且可以添加新的属性和方法或覆盖（重写）父类的方法。

特点：

• 提高了代码的重用性。
• 实现了代码的扩展性。
• 建立了类之间的层次关系。

实现方式：

• 在定义子类时，使用extends或inherits关键字来指定继承的父类。
• 子类可以重写父类的方法，以提供特定的实现。

3.多态：多态是指允许不同类的对象对同一消息作出响应。在面向对象编程中，多态性通常通过方法的重写（Override）和重载（Overload）来实现。此外，接口和抽象类也是实现多态性的重要手段。

特点：

• 提高了程序的扩展性和灵活性。
• 允许使用父类类型的引用指向子类对象。
• 可以在运行时决定调用哪个类的方法。

实现方式：

• 方法重写：子类可以提供一个特定签名的方法实现，该方法在父类中已有定义。运行时，将根据实际对象的类型来调用相应的方法。
• 方法重载：在同一个类中，可以有多个同名方法，只要它们的参数列表不同即可。调用时将根据传入的参数类型与数量来选择具体的方法。
• 接口和抽象类：通过定义接口或抽象类，子类可以实现或继承它们，从而提供具体的实现。这允许在不知道具体实现类的情况下，编写使用这些接口或抽象类的代码。

四、引用数据类型

引用数据类型不是直接存储数据值，而是存储对某个对象的引用（即内存地址）。

Java中的引用数据类型包括：

1. 类（Class Types）：用户自定义的类，如String、ArrayList等，都是引用数据类型。
2. 接口（Interface Types）：是一种特殊的引用类型，是方法声明的集合。
3. 数组（Array Types）：数组是固定大小的、同类型元素的集合，可以是基本数据类型的数组，也可以是引用数据类型的数组。

五、为什么Java里有基本数据类型和引用数据类型？

引用类型在堆里，基本类型在栈里。

栈空间小且连续，往往会被放在缓存。引用类型cache miss率高且要多一次解引用。

对象还要再多储存一个对象头，对基本数据类型来说空间浪费率太高。

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