Java 基础

基本概念¶

var关键词¶

var 是局部变量类型推断（local variable type inference），它的意思不是“动态类型”，而是让编译器根据右边的表达式自动推断变量类型，只允许用于“方法内部 + 有明确初始化表达式”的局部变量，且方法签名必须显式声明，不能隐式推断。

基本类型¶

包装类¶

自动装箱（Autoboxing）是指 Java 编译器在基本数据类型和其对应的包装类之间进行的自动转换机制，例如将 int 自动转换为 Integer。当把基本类型赋值给包装类，或在集合中使用基本类型时，编译器会自动调用对应的 valueOf() 方法完成转换；反过来，把包装类赋值给基本类型时，会自动调用如 intValue() 这样的方法完成拆箱。

字符串¶

String 的不可变性指的是：一旦 String 对象被创建，它的内容就不能被修改。任何看似“修改”字符串的操作（例如拼接、replace 等）都会创建一个新的 String 对象，而不是改变原有对象的内容。正因为这种不可变特性，String 才能够实现线程安全、支持字符串常量池复用、并且可以安全地作为 HashMap 的 key 使用。

String 的常见操作：

String 类上的静态方法：

StringBuilder 是一个可变字符串类，String 不可变，StringBuilder 可修改，不会每次创建新对象，它主要用于频繁拼接字符串和构造字符串。

数组¶

Java 数组在创建时必须指定长度，且一旦创建，长度不可变。

内存模型¶

• 栈内存（Stack）：存放方法调用时的栈帧、局部变量、基本类型的值以及对象引用（不存对象本身）；线程私有，方法执行结束自动释放，分配和回收速度快，不由 GC 管理。

• 堆内存（Heap）：存放通过 new 创建的对象实例和数组；线程共享，生命周期由 GC 决定，内存占用最大，访问相对栈慢，但灵活性高。

• 常量池（Constant Pool，常见指字符串常量池）：存放编译期确定的常量、字符串字面量以及被 intern() 的字符串；全局共享，用于避免重复创建相同常量，提高内存利用率。

流程控制¶

增强 for 循环¶

增强 for 循环是 Java 5 引入的语法糖，用于 简化对数组或集合的遍历。

for (元素类型 变量 : 集合或数组) {
    // 使用变量
}

增强 for 循环本质上是：

• 对数组：基于索引循环

• 对集合：使用 Iterator

Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    String s = it.next();
}

case 语句¶

传统 switch 必须写 break，否则会 fall-through：

int day = 2;

switch (day) {
    case 1:
        System.out.println("Monday");
        break;
    case 2:
        System.out.println("Tuesday");
        break;
    default:
        System.out.println("Other");
}

Java 14 引入了 switch expression，不需要写 break，不会 fall-through

switch (day) {
    case 1 -> System.out.println("Monday");
    case 2 -> System.out.println("Tuesday");
    default -> System.out.println("Other");
}

此外，可以有返回值：

String result = switch (day) {
    case 1, 2 -> "Workday";
    default -> "Other";
};

复杂逻辑用 yield：

String result = switch (day) {
    case 1 -> {
        System.out.println("Processing...");
        yield "Monday";
    }
    default -> "Other";
};

异常处理¶

异常的结构¶

Java 所有异常都继承自 java.lang.Throwable，结构如下

Throwable
├── Error // 表示 JVM 级别错误，一般程序无法恢复，不建议捕获
└── Exception
      ├── RuntimeException // unchecked exception
      └── 其他受检异常（Checked Exception） // 必须显式处理（try-catch 或 throws）

异常的处理¶

1. try-catch

try {
    int a = 10 / 0;
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("Error");
}

2. throws

public void readFile() throws IOException {
}

3. finally

try {
    ...
} catch (...) {
    ...
} finally {
    // 一定执行
}