【JAVA】基础（一）

文章目录

• 一､编程基础
• • [(一) this关键字](#(一) this关键字)
  • • [1. 访问当前对象的属性､方法](#1. 访问当前对象的属性､方法)
    • [2. 解决变量名冲突](#2. 解决变量名冲突)
  • [(二) 成员变量与局部变量的区别](#(二) 成员变量与局部变量的区别)
  • [(三) 包与API](#(三) 包与API)
  • [(四) String类(字符串处理)](#(四) String类(字符串处理))
  • [(五) ArrayList集合(可变数据容器)](#(五) ArrayList集合(可变数据容器))
  • • • 遍历删除防bug
  • [(六) static关键字(静态修饰符)](#(六) static关键字(静态修饰符))
  • [(七) 单例设计模式](#(七) 单例设计模式)
• 二､面向对象三大特性
• • [(一) 封装与实体类(JavaBean)](#(一) 封装与实体类(JavaBean))
  • [(二) 继承(extends)](#(二) 继承(extends))
  • [(三) 多态(面向对象三大特征之三)](#(三) 多态(面向对象三大特征之三))
• 三､基础工具类
• • [(一) final关键字(最终修饰符)](#(一) final关键字(最终修饰符))
  • [(二) 抽象类(abstract)](#(二) 抽象类(abstract))
  • • 模板方法设计模式(抽象类的典型应用)
  • [(三) 接口(interface)](#(三) 接口(interface))
  • • JDK8+接口新增3种方法
  • [(四) 内部类(类中类,封装子事物)](#(四) 内部类(类中类,封装子事物))
  • [(五) 枚举(特殊类)](#(五) 枚举(特殊类))
  • [(六) 泛型(参数化类型)](#(六) 泛型(参数化类型))
  • • [1. 三种形式](#1. 三种形式)
    • • 一､泛型类
      • 二､泛型接口(含类型变量的接口)
      • 三､泛型方法(含类型变量的方法)
    • [2. 泛型通配符与上下限](#2. 泛型通配符与上下限)
  • [(七) 常用API(java.lang包核心)](#(七) 常用API(java.lang包核心))
  • • [1. Object类(所有类的祖宗类)](#1. Object类(所有类的祖宗类))
    • [2. 克隆的两种方式](#2. 克隆的两种方式)
    • [3. Objects工具类](#3. Objects工具类)
    • [4. 包装类(基本类型→对象)](#4. 包装类(基本类型→对象))
    • [5. StringBuilder(可变字符串)](#5. StringBuilder(可变字符串))
    • [6. StringJoiner(JDK8+,简化拼接)](#6. StringJoiner(JDK8+,简化拼接))
  • [(八) 基础工具类](#(八) 基础工具类)
  • • [1. Math(数学工具类)](#1. Math(数学工具类))
    • [2. System(系统工具类)](#2. System(系统工具类))
    • [3. Runtime(运行环境类)](#3. Runtime(运行环境类))
  • [(九) BigDecimal(高精度小数)](#(九) BigDecimal(高精度小数))
  • [(十) 日期与时间API(JDK8+)](#(十) 日期与时间API(JDK8+))
  • [(十一) Arrays(数组工具类)](#(十一) Arrays(数组工具类))
  • [(十二) Lambda表达式(简化匿名内部类)](#(十二) Lambda表达式(简化匿名内部类))
  • [(十三) 异常(程序错误处理)](#(十三) 异常(程序错误处理))
  • • 一､异常体系(核心层级)
    • 二､异常的处理方式
    • 三､自定义异常
    • 四､异常的核心作用
  • [(十四) File类(文件/文件夹操作)](#(十四) File类(文件/文件夹操作))

一､编程基础

(一) this关键字

1. 访问当前对象的属性､方法

执行原理:

• 调用对象方法时,JVM自动将对象地址传递给this｡
• 通过this可访问当前对象的成员变量和方法｡

public class Student {
	String name;
	public void printThis() { 
    	System.out.println(this); // 输出当前对象的地址(如com.itheima.Student@776ec8df)
	}
}
// 测试 
Student s1 = new Student(); 
s1.printThis(); // this指向s1
Student s2 = new Student(); 
s2.printThis(); // this指向s2

2. 解决变量名冲突

当成员变量与局部变量名一致时,用this区分成员变量(否则优先使用局部变量):

public class Student {
    double score; // 成员变量
    
    // 参数名score与成员变量名冲突
    public void checkPass(double score) {
        // this.score 指成员变量，score指参数
        if (this.score >= score) {
            System.out.println("恭喜考上哈佛！");
        } else {
            System.out.println("未考上");
        }
    }
}

(二) 成员变量与局部变量的区别

区别维度	成员变量(类中方法外)	局部变量(方法内/参数)
类中位置	类中,方法外部	方法内部､方法参数､代码块中
初始化值	有默认值(无需手动初始化)	无默认值,使用前必须赋值
内存存储位置	堆内存(随对象存储)	栈内存(随方法调用存储)
作用域	整个对象(类内可访问)	仅在所属代码块(如方法)内有效
生命周期	与对象共存亡(对象销毁则消失)	随方法调用而生,方法执行结束则消失

(三) 包与API

1. API定义:即应用程序编程接口,是他人编写的可直接调用的程序,用于快速解决开发问题｡
2. 包的核心作用 :类似文件夹,用于分门别类管理程序,方便维护｡
3. 包的使用规则 :
   • 同包内程序可直接调用;
   • 异包程序需导包(语法import 包名.类名;);
   • 调用不同包下同名类时,一个用import导入,另一个需带完整包名访问(如com.itheima.A a = new com.itheima.A();)

(四) String类(字符串处理)

1. 核心作用:创建对象封装字符串数据,并提供方法处理字符串(如截取､比较)｡
2. 对象创建方式 :
   • 双引号定义:String 变量名 = "字符串内容";存储于字符串常量池(堆内存中),同内容仅存1份;
   • new + 构造器:new String(参数)(支持空白､字符串､字符 / 字节数组),每 new 一次在堆内存生成新对象｡
3. 关键特性:String对象不可变,"修改"实际是生成新对象｡
4. 比较方式:推荐用 equals() (比内容)，==仅比地址(易出bug,仅基本类型用)｡

构造器	说明
public String()	创建空白字符串(无内容)
public String(String original)	根据传入字符串创建对象
public String(char[] chars)	根据字符数组创建对象
public String(byte[] bytes)	根据字节数组创建对象(按ASCII解析)

方法名	说明
public int length()	获取字符串长度(字符个数)
public char charAt(int index)	获取指定索引处的字符(索引从0开始)
public char[] toCharArray()	将字符串转为字符数组返回
public boolean equals (Object obj)	比较两个字符串内容是否相同(推荐)
public boolean equalsIgnoreCase(String s)	比较内容(忽略大小写)
public String substring (int begin, int end)	截取字符串(包前不包后)
public String substring(int begin)	从begin索引截取到字符串末尾
public String replace (CharSequence old, CharSequence new)	替换字符串中的旧值为新值
public boolean contains(CharSequence s)	判断字符串是否包含指定内容
public boolean startsWith(String prefix)	判断字符串是否以指定内容开头
public String[] split(String regex)	按指定规则分割字符串,返回字符串数组

(五) ArrayList集合(可变数据容器)

ArrayList是最常用的可变数据容器,无参构造创建空集合(new ArrayList<>())

方法名	说明
public boolean add(E e)	末尾添加元素,返回是否成功
public void add(int index, E e)	指定索引插入元素(索引需合法)
public E get(int index)	获取指定索引的元素
public int size()	返回集合中元素个数(类似数组length)
public E remove(int index)	删除指定索引元素,返回被删元素
public boolean remove(Object o)	删除指定内容的元素,返回是否成功
public E set(int index, E e)	修改指定索引元素,返回旧元素

遍历删除防bug

1. 删除后索引-1
   每次删除元素后,将循环索引减1,避免下一次遍历跳过元素:

for (int i = 0; i < list.size(); i++) { 
    if ("黑马".equals(list.get(i))) {
        list.remove(i);
        i--; // 索引回退,避免漏删
    }
}

2. 从后向前遍历
   从集合末尾开始遍历,删除元素不影响前面元素的索引:

for (int i = list.size() - 1; i >= 0; i--) { 
    if ("黑马".equals(list.get(i))) { 
        list.remove(i);
    }
}

(六) static关键字(静态修饰符)

实现"数据/方法共享",摆脱对象依赖｡

1. 成员变量分类:

类型	修饰符	归属	使用方式	特点(核心区别)
类变量	static	类	类名.类变量(推荐) 对象.类变量(不推荐)	与类一起加载,内存中仅1份,所有对象共享
实例变量	无	对象	对象.实例变量	每个对象1份,对象间数据独立

2. 成员方法分类:

类型	修饰符	归属	使用方式	访问权限(核心规则)
类方法	static	类	类名.类方法(推荐)	仅能直接访问类成员(类变量､类方法), 不能访问实例成员､不能用this
实例方法	无	对象	对象.实例方法	可直接访问类成员和实例成员,能用this

3. 代码块(static与实例代码块):

类型	格式	执行时机	作用
静态代码块	static {}	类加载时执行(仅1次)	初始化类变量(如加载配置文件)
实例代码块	{}	每次创建对象时执行(在构造器前)	初始化实例变量(补充构造器功能)

(七) 单例设计模式

核心目标 ：确保类仅能创建1个对象,避免内存浪费(如任务管理器)｡
核心实现逻辑：私有构造器(禁外部new)､类变量存唯一实例､类方法返回唯一实例｡

两种实现方式：

1. 饿汉式：类加载时创实例,线程安全但可能浪费内存;

public class Singleton { 
    // 1. 私有构造器
    private Singleton() {} 
    // 2. 类变量存储唯一实例 
    private static Singleton instance = new Singleton(); 
    // 3. 类方法返回实例
    public static Singleton getInstance() { 
        return instance; 
    } 
}

2. 懒汉式：调用方法时创实例(延迟加载),节省内存但非线程安全｡

public class Singleton { 
    private Singleton() {}
    private static Singleton instance; // 初始为null
    public static Singleton getInstance() { 
        if (instance == null) { // 为空时才创建
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

二､面向对象三大特性

(一) 封装与实体类(JavaBean)

封装作用：数据安全与解耦

专用于存储数据的类，需满足：属性私有、方法公开，实现"数据与业务逻辑分离"。

public class Student { 
    // 1. 私有成员变量
    private String name; 
    private double chinese;
    // 2. 无参构造器 
    public Student() {}
    // 3. get/set方法 
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) { 
        this.name = name; // 用this解决变量冲突
    }
    public double getChinese() {
        return chinese;
    }
    public void setChinese(double chinese) {
        this.chinese = chinese;
    }
}

(二) 继承(extends)

1. 核心作用：建立父子类关系,子类复用父类**非私有成员,**减少重复代码｡
2. 定义语法 ：public class 子类名 extends 父类名 {}
3. 对象创建：子类对象由"子类+父类"共同初始化(父类成员先初始化,子类后初始化)｡

权限修饰符(控制成员访问范围):

修饰符	本类	同包类	子类(异包)	任意类
private	√	×	×	×
缺省	√	√	×	×
protected	√	√	√	×
public	√	√	√	√

• 方法重写:

  子类重写父类方法需满足"方法名/参数列表一致､权限≥父类､返回值一致或更小",加@Override校验;

• 继承限制:Java单继承(1个直接父类)､支持多层继承,Object是所有类的祖宗类;

• 构造器调用:子类构造器必先调用父类构造器(默认super(),父类无无参构造器需手动写super(参数));

关键字	核心作用	访问成员变量	访问成员方法	访问构造器
this	本类对象引用	this.本类变量	this.本类方法(...)	this(...)(调用本类其他构造器)
super	父类存储空间标识	super.父类变量(子父类重名时用)	super.父类方法(...) (调用父类方法)	super(...)(调用父类构造器)

(三) 多态(面向对象三大特征之三)

"对象多态､行为多态"

三个前提：

1. 存在继承或实现关系（子类继承父类，或类实现接口）；
2. 子类（或实现类）重写了父类（或接口）的方法；
3. 父类（或接口）引用指向子类（或实现类）对象（如 Parent p = new Child();）。
   核心表现是"编译看左，运行看右"，
   属性不参与多态，无论编译还是运行阶段，通过父类引用访问的属性均为父类中声明的属性

好处与问题：

• 解耦（子类对象灵活切换）、扩展性强（父类形参接收所有子类）；
• 但无法直接调用子类独有方法；

解决方案:

转换类型	语法	适用场景	特点
自动转换	父类类型 变量 = 子类对象;	多态的初始化(父类引用指向子类)	无需手动操作,安全
强制转换	子类类型 变量 = (子类类型)父类变量;	调用子类独有方法	需手动操作,存在安全风险

风险:

• 若父类引用的真实对象类型与强转后的类型不一致，运行时会报ClassCastException(类型转换异常)｡

示例:

People p = new Teacher(); 
Student s = (Student)p;
//运行报错,Teacher不能转Student

解决方案:

• 强转前用 instanceof 判断对象真实类型
• 语法：对象 instanceof 类型(返回boolean)

示例:

if (p instanceof Student) {
    Student s = (Student)p;
    s.test(); // 安全调用子类独有方法
} else if (p instanceof Teacher) { 
    Teacher t = (Teacher)p;
    t.teach();
}

三､基础工具类

(一) final关键字(最终修饰符)

1. 常量 ：static final修饰,全大写(多单词下划线连接),编译期"宏替换",用于存储系统配置｡

修饰对象	效果	示例
类	类成为"最终类",不能被继承	final class A { } class B extends A { }报错
方法	方法成为"最终方法",不能被重写	class C { public final void test() {} } // 子类重写test()报错
变量	变量仅能赋值1次(赋值后不可修改)	final int a = 10; a = 20; //报错

注意:
基本类型变量 ：存储的数据值 不可修改；
引用类型变量 ：存储的对象地址不可修改，但对象内部的属性可修改｡

示例:

final Student s = new Student();
s.setName("张三"); // 允许(修改对象属性)
s = new Student(); // 报错(修改地址)

(二) 抽象类(abstract)

• 抽象类是 abstract 修饰,仅有方法签名,无方法体(需子类实现)
• 用于抽取子类共性､定义规范,支持多态扩展｡
• 有抽象方法的类必是抽象类，不能实例化
• 子类需重写所有抽象方法(否则子类也为抽象类);

// 抽象类 示例:
public abstract class Animal { 
    // 抽象方法(无方法体)
    public abstract void cry();

    // 抽象类可包含普通成员(变量､方法､构造器)
    private String name;
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

模板方法设计模式(抽象类的典型应用)

重复代码抽为模板方法,差异化逻辑抽为抽象方法由子类实现

// 第一步：定义抽象类，包含两类方法
public abstract class Employee {
    private String name;
    private int age;
    
    // （1）模板方法：封装重复代码（如流程控制），用final修饰（防止子类重写破坏流程）
    public final void printIntro() {
        System.out.println("姓名：" + name + "，年龄：" + age);
        // 第三步：调用模板方法，自动执行重复代码+子类差异化逻辑
        printSpecialInfo();
    }
    
    // （2）抽象方法：定义差异化逻辑，由子类重写实现
    public abstract void printSpecialInfo();
}

// 第二步：子类继承抽象类，重写抽象方法
// 子类1：教师
public class Teacher extends Employee {
    private String skill;
    @Override
    public void printSpecialInfo() {
        System.out.println("技能：" + skill);
    }
}

// 子类2：咨询师
public class Consultant extends Employee {
    private int answerCount;
    @Override
    public void printSpecialInfo() {
        System.out.println("解答问题数：" + answerCount);
    }
}

(三) 接口(interface)

1. 基础特性：JDK8前仅含"常量(默认public static final) + 抽象方法( 默认 public abstract )"；类用 implements 实现，支持多实现，需重写所有抽象方法;
2. 核心好处：弥补类单继承不足，支持面向接口编程(灵活切换实现类);
3. JDK8+新增方法：默认方法( default, 实现类对象调用)､静态方法(static,接口名调用)､私有方法(private，JDK9+，仅接口内调用);
4. 多继承与冲突：接口可多继承,若父接口默认方法同名则冲突;类实现多接口遇同名默认方法,需重写解决,且优先使用父类同名方法｡

public interface Driver {
    // 常量（默认public static final）
    String LICENSE_TYPE = "C1";
    
    // 抽象方法（默认public abstract）
    void drive();
}

• 接口不能直接实例化,但可通过"接口引用指向实现类对象"支持多态｡

// 实现多个接口
public class A implements Driver, Singer {
    @Override
    public void drive() {
        System.out.println("开车");
    }
    
    @Override
    public void sing() {
        System.out.println("唱歌");
    }
}

// 多态使用
Driver d = new A();
d.drive(); // 执行A的drive()

JDK8+接口新增3种方法

方法类型	修饰符	调用方式	作用
默认方法	default	实现类对象调用	提供默认实现,子类可重写
静态方法	static	接口名调用(如 A.test3() )	提供工具方法,与实现类解耦
私有方法	private	仅接口内部调用(JDK9+)	抽取接口内重复代码,隐藏逻辑

示例:

public interface A { 
    // 默认方法 
    default void test1() {
        System.out.println("默认方法");
        test2(); // 调用私有方法
    }

    // 私有方法(JDK9+)
    private void test2() { 
        System.out.println("接口内部私有方法");
    }

    // 静态方法 
    static void test3() {
        System.out.println("静态方法,接口名调用");
    }
}

// 调用
A.test3(); // 静态方法调用
A a = new AImpl(); 
a.test1(); // 默认方法调用

一个接口可继承多个接口(用extends关键字)，子类实现该接口时需重写所有父接口的抽象方法｡

示例:

// 父接口A､B 
interface A { void test1(); }
interface B { void test2(); }

// 接口C继承A､B 
interface C extends A, B {}

// 实现类需重写test1()和test2() 
class CImpl implements C { 
    @Override 
    public void test1() {}
    @Override 
    public void test2() {}
}

注意：

1. 方法签名冲突 :
   • 接口多继承时,若父接口有同名抽象方法,不冲突(仅需重写1次);若有同名默认方法,冲突(不支持多继承);
   • 类实现多个接口时,若接口有同名默认方法,实现类需重写该方法解决冲突｡
2. 父类与接口默认方法优先级 ：
   类同时继承父类和实现接口,若两者有同名默认方法，优先使用父类的方法｡

(四) 内部类(类中类,封装子事物)

内部类是类的五大成分之一(成员变量､方法､构造器､内部类､代码块)，用于封装"仅属于外部类的子事物"，避免单独设计类造成冗余｡

类型	核心特点与用法
成员内部类	无static,属外部类实例; 需先创建外部类对象,再创建内部类对象( new Outer().new Inner() ); 可直接访问外部类实例/静态成员; 若需明确指向外部类对象,用外部类名 .this (如 Outer.this. 属性 )
静态内部类	有static,属外部类本身;直接通过外部类名创建( new Outer.Inner() ); 仅能访问外部类静态成员,不能直接访问实例成员
局部内部类	定义在方法/代码块/构造器内,作用域仅限当前执行体,了解即可｡
匿名内部类	无类名的子类匿名对象;创建后立即生成对象 语法 new 类 / 接口 ( 参数 ){ 重写方法 }; 核心用于作为方法参数传递,简化代码(无需单独定义子类)｡

public class Outer { 
    // 成员内部类 
    public class Inner { 
        public void test() { 
            System.out.println("成员内部类方法");
        }
    }
}

public class Outer { 
    public static String schoolName = "黑马"; 
    // 静态内部类 
    public static class Inner { 
        public void test() { 
            System.out.println(schoolName); // 直接访问外部类静态成员
        }
    }
}

(五) 枚举(特殊类)

枚举用于表示"一组固定的､有限的信息 "(如性别､季节)，本质是不可继承的最终类，内部存储常量对象｡

修饰符 enum 枚举类名 {
    常量1, 常量2, 常量3; // 第一行必须是枚举常量（本质是枚举类的对象）
    // 其他成员（属性、方法、构造器）
}

注意:

1. 枚举类是final 的，不能被继承；
2. 构造器必为private ,对外不能创建对象(仅内部常量是对象);
3. 编译器自动新增方法:values() (返回所有枚举常量数组)､valueOf(String name) (按名称获取枚举常量);
4. 所有枚举类默认继承 java.lang.Enum 类,可直接使用 name() ､ordinal() 等方法｡

• 作为方法参数，约束参数值范围(避免传入无效值,比用常量更安全)｡

示例:

// 仅能传入Gender.BOY或Gender.GIRL 
public static void checkGender(Gender gender) { 
    switch (gender) { 
        case BOY: 
            System.out.println("展示男性内容"); 
            break; 
        case GIRL: 
            System.out.println("展示女性内容"); 
            break;
    }
}

(六) 泛型(参数化类型)

• 核心作用 :

  定义类/接口/方法时声明类型变量(如)，编译期约束数据类型，避免强制类型转换及异常,提升代码复用性｡

• 本质:将具体数据类型作为"参数"传给类型变量(如ArrayList中String是传给 的参数);

• 好处:编译期校验类型,减少运行时异常;无需手动强转,代码更简洁｡

1. 三种形式

一､泛型类

修饰符 class 类名<T> (如ArrayList)，复用类适配多类型;

(类型变量建议用大写字母：E-元素､T-类型､K-键､V-值)

public class MyList<E> { 
    private E[] array; // 存储E类型的数据 
    public void add(E e) { ... } // 添加E类型元素 
    public E get(int index) { ... } // 返回E类型元素
}

// 使用:指定E为String
MyList<String> list = new MyList<>();
list.add("java"); 
String s = list.get(0); // 无需强转

二､泛型接口(含类型变量的接口)

修饰符 interface 接口名<T> (如Data)，实现时指定具体类型;

// 泛型接口:定义数据操作规范
public interface Data<E> { 
    void add(E e);
    E get();
}

// 实现接口时指定类型(如E为Student) 
public class StudentData implements Data<Student> {
    @Override 
    public void add(Student student) { ... }
    @Override 
    public Student get() { ... }
}

三､泛型方法(含类型变量的方法)

修饰符 <T> 返回值类型 方法名(T param) { ... }，适配多类型参数｡

// 泛型方法:可打印任意类型的数组
public static <T> void printArray(T[] array) {
    for (T t : array) { 
        System.out.print(t + " ");
    }
}

// 使用:自动识别类型 
Integer[] nums = {1,2,3}; 
printArray(nums); // 打印1 2 3 
String[] strs = {"a","b"}; 
printArray(strs); // 打印a b

2. 泛型通配符与上下限

通配符形式	说明	示例
? (无限制)	可接收任意类型	public void show(List<?> list) { ... }
? extends 类型	上限:仅接收"类型及其子类"	List<? extends Car> 可接收 List ､ List
? super 类型	下限:仅接收"类型及其父类"	List<? super Car> 可接收 List ､ List

注意:

1. 泛型擦除：泛型仅工作在编译阶段,编译为class 文件后,泛型信息被擦除(如ArrayList< String > 擦除为ArrayList );
2. 不支持基本类型：泛型仅接收引用类型(如ArrayList< Integer> 而非ArrayList< int> ),需用包装类替代;
3. 静态成员不能使用泛型类的类型变量(静态成员属于类,泛型类型随对象确定)｡

(七) 常用API(java.lang包核心)

1. Object类(所有类的祖宗类)

所有类默认继承Object,其方法可被所有对象直接调用,核心方法如下:

方法名	说明
public String toString()	返回对象的字符串表示(默认格式:类名 @ 哈希码 ),需子类重写以返回具体内容(如 Student{name=" 张三 "} )
public boolean equals(Object o)	默认比较对象地址(同 == ),需子类重写以比较内容(如 比较学生的学号和姓名)
protected Object clone()	复制对象并返回新对象,需类实现 Cloneable 接口(否则 抛异常),分浅克隆和深克隆

2. 克隆的两种方式

类型	特点
浅克隆	基本类型直接拷贝,引用类型仅拷贝地址(新对象与原对象共享引用数据)
深克隆	基本类型直接拷贝,引用类型创建新对象(新对象与原对象的引用数据完全独立)

3. Objects工具类

java.util.Objects是静态工具类,提供安全的对象操作方法,避免空指针异常:

方法名	说明
public static boolean equals(Object a, Object b)	先判断 a 是否为 null , 再调用 a.equals(b) ,安全比较对象内容
public static boolean isNull(Object obj)	判断对象是否为 null (为 null 返回 true )
public static boolean nonNull(Object obj)	判断对象是否不为 null (不为 null 返回 true )

4. 包装类(基本类型→对象)

为解决"泛型/集合不支持基本类型"问题,将8种基本类型封装为引用类型(包装类)｡

基本类型	包装类	基本类型	包装类
byte	Byte	float	Float
short	Short	double	Double
int	Integer	char	Character
long	Long	boolean	Boolean

1. 自动装箱/拆箱(JDK5+):

   • 装箱：基本类型→包装类(如int a = 10; Integer b = a;);
   • 拆箱：包装类→基本类型(如Integer b = 10; int a = b;)｡

2. 常用操作:

   • 基本类型→字符串：Integer.toString(123) → "123";
   • 字符串→基本类型：Integer.parseInt("123") → 123(或Integer.valueOf("123"))｡

5. StringBuilder(可变字符串)

• String是不可变字符串(修改时生成新对象),
• StringBuilder是可变字符串容器，修改效率更高,适合频繁拼接/修改字符串｡

构造器	说明
public StringBuilder()	创建空白可变字符串(初始容量16)
public StringBuilder(String str)	创建含指定字符串的可变对象

方法名	说明
public StringBuilder append(任意类型)	添加数据并返回自身(支持链式调用)
public StringBuilder reverse()	反转字符串内容
public int length()	返回字符串长度
public String toString()	转为 String 类型

注意:：

• StringBuffer 与StringBuilder 用法一致
• StringBuffer 是线程安全的(效率低)
• StringBuilder 线程不安全(效率高,推荐单线程使用)

6. StringJoiner(JDK8+,简化拼接)

• StringJoiner是 StringBuilder 的增强工具
• 专为"分隔符拼接"设计，代码更简洁(如拼接数组为[11,22,33])

构造器	说明
public StringJoiner(CharSequence delimiter)	指定间隔符(如 , )
public StringJoiner(CharSequence delimiter, CharSequence prefix, CharSequence suffix)	指定间隔符､前缀(如 [ )､后缀(如 ] )

方法名	说明
public StringJoiner add(CharSequence str)	添加内容并返回自身
public int length()	返回拼接后字符串长度
public String toString()	返回拼接结果( String 类型)

示例:

import java.util.StringJoiner;
public class Test { 
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {11,22,33}; 
        StringJoiner sj = new StringJoiner(",", "[", "]"); // 间隔符, 前缀[, 后缀]
        for (int num : arr) { 
            sj.add(String.valueOf(num));
        }
        System.out.println(sj); // 输出[11,22,33]
    }
}

(八) 基础工具类

1. Math(数学工具类)

全静态方法,用于常见数学运算,无需创建对象｡

方法名	说明
abs(int/double a)	获取绝对值(结果非负)
ceil(double a)	向上取整(返回不小于a的最小整数)
floor(double a)	向下取整(返回不大于a的最大整数)
round(float/double a)	四舍五入(返回long/int)
max(int a, int b)	获取两数最大值(min为最小值)
pow(double a, double b)	计算a的b次幂
random()	生成[0.0,1.0)的随机double值

2. System(系统工具类)

代表当前Java程序所在系统,提供系统级操作｡

方法名	说明	应用场景
exit(int status)	终止Java虚拟机(0为正常退出,非0异常)	手动结束程序
currentTimeMillis()	返回当前系统时间毫秒值(1970-01-01起)	程序性能分析(计算执行耗时)

示例:性能分析

long start = System.currentTimeMillis();
// 执行耗时操作(如循环)
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗时:" + (end - start) / 1000.0 + "s");

3. Runtime(运行环境类)

代表程序运行环境，单例类(仅一个实例)，通过Runtime.getRuntime()获取实例｡

方法名	说明
getRuntime()	获取当前Java应用的Runtime实例
availableProcessors()	返回虚拟机可用处理器数(如8核返回8)
totalMemory() / freeMemory()	返回虚拟机总内存/可用内存(字节)
exec(String command)	启动外部程序(如 exec("notepad.exe") 打开记事本)

(九) BigDecimal(高精度小数)

解决浮点型运算(如0.1+0.2=0.30000000000000004)的精度失真问题｡

构造器选择:

• BigDecimal.valueOf(double val)(内部转为 String,避免失真)
• new BigDecimal(String val)(直接传入字符串，如new BigDecimal("0.1"))

方法名	说明
add(BigDecimal b)	加法
subtract(BigDecimal b)	减法
multiply(BigDecimal b)	乘法
divide(BigDecimal b, int scale, RoundingMode mode)	除法(指定精度和舍入模式)
doubleValue()	转为double类型 (最终需返回基本类型时用)

示例:

BigDecimal a = BigDecimal.valueOf(0.1);
BigDecimal b = BigDecimal.valueOf(0.2);
BigDecimal sum = a.add(b); // 0.3
System.out.println(sum.doubleValue()); // 输出0.3

(十) 日期与时间API(JDK8+)

特点：不可变对象 (修改返回新对象)､线程安全､支持纳秒精度｡

类名	功能	核心操作
LocalDate/LocalTime	仅年月日/仅时分秒	now()(当前)､ of()(指定)､ plus/minus (增减)
LocalDateTime	年月日+时分秒	支持格式化( format )､解析 ( parse )､字段修改
ZonedDateTime	带时区时间(如Asia/Shanghai)	now(ZoneId.of("Asia/Shanghai")) 获指定时区时间
Instant	时间戳(替代Date)	now()(当前标准时间)
DateTimeFormatter	格式化/解析(替代 SimpleDateFormat)	ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
Period/Duration	时间间隔计算	Period.between (LocalDate间隔,年月日)､ Duration.between (时间间隔,时分秒纳秒)

操作类型	方法示例	说明
获取字段	ldt.getYear() ､ ldt.getHour()	获取年､小时等
修改字段	ldt.withYear(2025)	修改年为2025,返回新对象
增减时间	ldt.plusDays(3) ､ ldt.minusHours(2)	加3天､减2小时,返回新对象
比较	ldt1.isBefore(ldt2)	判断ldt1是否在ldt2之前
格式化	ldt.format(formatter)	转为指定格式字符串
解析	LocalDateTime.parse("2024-05-20 14:30:00", formatter)	字符串转LocalDateTime

类名	功能	核心方法
Period	计算两个LocalDate的间隔(年月日)	Period.between(startDate, endDate) ￫ 获取年差､月差､日差
Duration	计算时间间隔(时分秒纳秒)	Duration.between(startTime, endTime) ￫ 转为天､小时､秒等

(十一) Arrays(数组工具类)

全静态方法，用于数组的常用操作(遍历､拷贝､排序等)

方法名	说明
toString( 类型 [ ] arr)	将数组转为字符串 (如 [1,2,3] )
copyOf( 类型 [ ] arr, int newLen)	拷贝数组,指定新长度
copyOfRange( 类型 [ ] arr, int from, int to)	拷贝指定范围(包前不包后)
sort( 类型 [ ] arr)	数组排序(默认升序,基本类型)
sort(T[ ] arr, Comparator<? super T> c)	对象数组自定义排序

(十二) Lambda表达式(简化匿名内部类)

前提 ：仅简化函数式接口 (仅1个抽象方法,注@FunctionalInterface)；

语法: (抽象方法形参列表) -> { 抽象方法体代码 }

省略规则(进一步简化):

1. 形参类型可省略;
2. 若仅一个形参,() 可省略;
3. 若方法体仅1行代码，{} 和; 可省略，若为return 语句，return 也需省略｡

示例:

// 匿名内部类
Arrays.sort(students, new Comparator<Student>() { 
    @Override
    public int compare(Student s1, Student s2) { 
        return s1.getAge() - s2.getAge();
    }
});

// Lambda简化(省略类型､大括号､return) 
Arrays.sort(students, (s1, s2) -> s1.getAge() - s2.getAge());

当Lambda体仅调用一个方法,且参数传递一致时,可用方法引用替代｡

引用类型	格式	示例
静态方法引用	类名 :: 静态方法名	Math::abs (替代 (x)->Math.abs(x) )
实例方法引用	对象名 :: 实例方法名	str::length (替代 ()->str.length() )
特定类型方法引用	类型 :: 实例方法名	String::compareTo (替代 (s1,s2)->s1.compareTo(s2) )
构造器引用	类名 ::new	Student::new (替代 (name,age)->new Student(name,age) )

(十三) 异常(程序错误处理)

异常是程序编译或运行时出现的错误(如除以0､数组索引越界)，Java将其封装为对象(继承 Throwable)｡

一､异常体系(核心层级)

Throwable(顶层)
├─ Error(系统级错误,无需处理):如内存溢出､虚拟机错误,程序员无需关注
└─ Exception(程序级异常,需处理) 
   ├─ 运行时异常(RuntimeException子类):编译不报错,运行时可能出现 
   │  ├─ ArrayIndexOutOfBoundsException(数组索引越界) 
   │  ├─ ArithmeticException(算术异常,如除以0)
   │  └─ NullPointerException(空指针异常)
   └─ 编译时异常(非RuntimeException子类):编译阶段报错,必须处理
      ├─ ParseException(日期解析异常)
      └─ IOException(IO异常)

二､异常的处理方式

1. 抛出(throws ):
   方法上声明异常,抛给调用者处理,自身不处理｡

public void 方法名() throws 异常1, 异常2 {...}

2. 捕获异常(try-catch):
   监控异常代码,捕获后自行处理｡

try { 
    // 可能出现异常的代码(监控区)
} catch (异常类型1 变量名) { 
    // 异常1的处理逻辑(如打印日志)
} catch (异常类型2 变量名) { 
    // 异常2的处理逻辑
} catch (Exception e) { // 推荐:用Exception捕获所有异常(兜底)
    e.printStackTrace(); // 打印异常堆栈(查bug关键)
}

三､自定义异常

1. 运行时异常:
   继承RuntimeException，重写构造器,用throw new 自定义异常(消息)抛出｡(编译不报错);

// 自定义运行时异常：年龄不合法
public class AgeIllegalException extends RuntimeException {
    // 无参构造器
    public AgeIllegalException() {}
    // 带消息的构造器
    public AgeIllegalException(String message) {
        super(message);
    }
}

// 使用
public static void checkAge(int age) {
    if (age < 18 || age > 60) {
        throw new AgeIllegalException("年龄必须18-60岁"); // 抛出异常
    }
}

2. 编译时异常:
   继承Exception,重写构造器,用 throw new 自定义异常(消息) 抛出,且方法需用 throws 声明｡(编译报错,提醒强)｡

// 自定义编译时异常：年龄不合法
public class AgeIllegalException extends Exception {
    public AgeIllegalException() {}
    public AgeIllegalException(String message) {
        super(message);
    }
}

// 使用：方法需声明抛出
public static void checkAge(int age) throws AgeIllegalException {
    if (age < 18 || age > 60) {
        throw new AgeIllegalException("年龄必须18-60岁");
    }
}

四､异常的核心作用

1. 定位bug：异常堆栈( printStackTrace() )提供错误代码行和原因，是查bug的关键;
2. 传递执行状态：作为方法的"特殊返回值"，通知上层调用者底层执行失败(如"年龄不合法")｡

(十四) File类(文件/文件夹操作)

• 核心定位：操作文件/文件夹本身(创建､删除､获取信息)，不能读写文件内容｡
• 路径分类 ：
  • 绝对路径(盘符开头,如 D:/test.txt )
  • 相对路径(无盘符，默认当前工程/模块下)

构造器	说明
File(String pathname)	根据文件路径创建对象(路径可存在/不存在)
File(String parent, String child)	父路径+子路径创建对象
File(File parent, String child)	父路径File对象+子路径创建对象

方法名	说明
exists()	判断路径是否存在(存在返回 true )
isFile()	判断是否为文件(是返回 true )
isDirectory()	判断是否为文件夹(是返回 true )
getName()	获取文件/文件夹名称(含后缀)
length()	获取文件大小(字节数,文件夹返回0)
lastModified()	获取最后修改时间(毫秒值,1970年起)
getAbsolutePath()	获取绝对路径

方法名	说明	注意事项
createNewFile ()	创建空文件(成功返回 true )	需处理 IOException ,路径不存在会报错
mkdir()	创建一级文件夹	父文件夹不存在则创建失败
mkdirs()	创建多级文件夹(推荐)	父文件夹不存在会自动创建
delete()	删除文件/空文件夹(成功返回 true )	非空文件夹无法直接删除,删除后不进回收站

方法名	说明	注意事项
list()	返回文件夹下一级文件/文件夹名称数组	主调是文件或路径不存在时返回 null
listFiles()	返回文件夹下一级文件/文件夹的 File数组	空文件夹返回长度为0的数组,无权限访问返回 null