# Java 核心技术第 10 版 - 卷一 - 基础知识
该书当前最新版为第 11 版
分上下两卷（上卷为基础，下卷为高级特性）
地址：
http://horstmann.com/corejava
# 第 1 章 Java 程序设计概述
1.1996 年 Java 第一次发布就引起了人们的极大兴趣。
2.Java “白皮书” 的关键术语：简单性、面向对象、分布式、健壮性、安全性、体系结构中立、可移植性、解释型、高性能、多线程、动态性
3. 上面 11 个术语可参考 Gosling 的论述： http://horstmann.com/corejava/java-an-overview/7Gosling.pdf
4.Java 白皮书可参考： https://www.oracle.com/java/technologies/language-environment.html
# 第 2 章 Java 程序设计环境
1. 安装
- 你需要的是 JDK（Java SE 开发包），而不是 JRE。
- Windows 或 Linux：32 位选择 x86，64 位以 x64。
- Linux：选择.tar.gz 版本。
2. 初学者文档： http://docs.oracle.com/javase/tutorial/getStarted/cupojava/
# 第 3 章 Java 的基本程序设计结构
# 一个简单的 Java 应用程序
1. 区分大小写、访问修饰符（访问级别）、类、类名、保留字、CamelCase、文件名与公共类名相同、扩展名为.java、main 方法、代码块 {}、关键字（static void）、分号结束、可多条语句写一行、双引号分隔字符串（区别于 python 可用单引号分隔）等。
2. 根据 Java 语言规范，main 方法必须声明为 public（Java 语言规范是描述 Java 语言的官方文档。可以从网站 http://docs.oracle.com/javase/specs 上阅读或下载）。不过，当 main 方法不是 public 时，有些版本的 Java 解释器也可以执行 Java 应用程序。有个程序员报告了这个 bug。如果感兴趣的话，可以在网站 http://bugs.java.com/bugdatabase/index.jsp 上输入 bug 号码 4252539 查看。这个 bug 被标明 “关闭，不予修复。”Sun 公司的工程师解释说：Java 虚拟机规范（在 http://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html ）并没有要求 main 方法一定是 public，并且 “修复这个 bug 有可能带来其他的隐患”。好在，这个问题最终得到了解决。在 Java SE 1.4 及以后的版本中强制 main 方法是 public 的。
# 注释
单行注释 <kbd>//</kbd>，多行注释 < kbd>/* xxx */</kbd>、文档注释 < kbd>/** xxx */</kbd>。<kbd>/**/</kbd > 注释不能嵌套。
# 数据类型
Java 是强类型语言，8 种基本类型，4 整型、2 浮点、1 字符、1 布尔
| 整型类型 | 存储 | 取值范围 |
|---|---|---|
| int | 4 字节 | -21 4748 3648 ~ 21 4748 3647 （>21 亿） |
| short | 2 字节 | -32768 ~ 32767 |
| long | 8 字节 | -922 3372 0368 5477 5808 ~ 922 3372 0368 5477 5807 |
| byte | 1 字节 | -128 ~ 127 |
（1）int 最常用，long 可表示地球人数，byte/short 用于特定场合如底层文件处理等
（2）整型范围与机器无关（区别于 C++）
（3）长整型后缀 L，16 进制前缀 0x 或 0X，8 进制前缀 0（尽量少用）
（4）Java7 开始二进制前缀 0b 或 0B，且数字字面量可加下划线，易读，如 1_000_000，Java 编译器编译时会去除这些下划线
（5）Java 没有任何无符号 (unsigned) 形式的 int、long、short 和 byte
| 浮点类型 | 存储 | 取值范围 |
|---|---|---|
| float | 4 字节 | -2^128 ~ +2^128 |
| double | 8 字节 | -2^1024 ~ +2^1024 |
(1) double 精度是 float 两倍，俗称双精度，大多数应用都是使用 double，float 无法满足
(2) float 后缀为 F 或 f，没有后缀则默认为 double，浮点数后缀也可以是 d 或 D
(3) 可以使用 16 进制表示浮点数，16 进制表示法中 p 表示指数而不是 e
(4) 注意运算时候溢出（正负无穷大，如一个正整数除以 0）和出错（NaN，如 0/0），表示为 Double.POSITIVE_INFINITY、Double.NEGATIVE_INFINITY 和 Double.NaN
(5) 浮点数不要用于金融计算，比如 System.out.println (2.0 - 1.1) 返回 0.8999999999999999 而不是 0.9，这种舍入误差主要原因是浮点数采用二进制系统表示，而在二进制系统中无法精确地表示分数 1/10，这就好像十进制无法精确地表示 1/3 一样，建议使用 BigDecimal 类。
char 类型
（1）char 类型原本用于表示单个字符。现在有些变化，有些 unicode 字符可以用 1 个 char 描述，还有些 unicode 可以用 2 个 char 描述
（2）char 类型用单引号括起来，使用时注意特殊字符的转义序列
（3）unicode 出现之前有很多其他标准：ASCII（美国）、ISO 8859-1（西欧）、KOI-8（俄罗斯）、GB18030（中国）等
（4）1991 年发布 Unicode1.0 （65535，当时使用不足一半），设计 Java 时采用 16 位 Unicode 字符集（目前已超 65536，16 位 char 已无法满足 Unicode 需要了，如果想要了解 Java 后续怎么处理的（JavaSE5 开始），可以了解下码点、代码单元、替代区域、八位数集（
https://math.ucr.edu/home/baez/octonions/）、utf-16 等概念）（5）在 Java 中，char 类型描述了 UTF-16 编码中的一个代码单元。
（6）强烈建议不要在程序中使用 char 类型，除非确实需要处理 UTF-16 代码单元。最好将字符串作为抽象数据类型处理
boolean 类型，true 和 false，用于逻辑判断，注意整型值和布尔值之间不能转换（区别于 c++ 和 python）
# 变量
1. 注意命名规范，如果想要知道哪些 Unicode 字符属于 Java 中的 “字母”，可以使用 Character 类的 isJavaIdentifierStart 和 isJavaIdentifierPart 方法来检查。
2. 尽管 $ 是一个合法的 Java 字符，但不要在你自己的代码中使用这个字符。它只用在 Java 编译器或其他工具生成的名字中。
3. 不能使用 Java 保留字作为变量名（ https://www.softwaretestinghelp.com/important-java-keywords/ ）
4. 可以在一行中声明多个变量，如：int i, j; 不提倡。
5. 声明一个变量之后，必须用赋值语句对变量进行显式初始化，千万不要使用未初始化的变量。
6. 要想对一个已经声明过的变量进行赋值，就需要将变量名放在等号（=）左侧，相应取值的 Java 表达式放在等号的右侧。
7. 在 Java 中，变量的声明尽可能地靠近变量第一次使用的地方，这是一种良好的程序编写风格。
8. 常量，在 Java 中，利用关键字 final 指示常量。关键字 final 表示这个变量只能被赋值一次。一旦被赋值之后，就不能够再更改了。习惯上，常量名使用全大写。
9. 经常希望某个常量可以在一个类中的多个方法中使用，通常将这些常量称为类常量。可以使用关键字 static final 设置一个类常量。
10.const 是 Java 保留的关键字，但目前并没有使用。在 Java 中，必须使用 final 定义常量。
# 运算符
1.+、-、*、/，/ 两边都是整数则表示整数除法，否则表示浮点除，取模 %。
2. 注意，整数被 0 除将会产生一个异常，而浮点数被 0 除将会得到无穷大或 NaN 结果。
3. 无论在哪个虚拟机上运行，同一运算应该得到同样的结果。对于浮点数的算术运算，实现这样的可移植性是相当困难的。double 类型使用 64 位存储一个数值，而有些处理器使用 80 位浮点寄存器。这些寄存器增加了中间过程的计算精度。很多 Intel 处理器计算 x*y，并且将结果存储在 80 位的寄存器中，再除以 z 并将结果截断为 64 位。这样可以得到一个更加精确的计算结果，并且还能够避免产生指数溢出。但是，这个结果可能与始终在 64 位机器上计算的结果不一样。因此，Java 虚拟机的最初规范规定所有的中间计算都必须进行截断。这种行为遭到了数值计算团体的反对。截断计算不仅可能导致溢出，而且由于截断操作需要消耗时间，所以在计算速度上实际上要比精确计算慢。为此，Java 程序设计语言承认了最优性能与理想结果之间存在的冲突，并给予了改进。在默认情况下，虚拟机设计者允许对中间计算结果采用扩展的精度。但是，对于使用 strictfp 关键字标记的方法必须使用严格的浮点计算来生成可再生的结果。例如，可以把 main 方法标记为 public static strictfp void main (String [] args)，这个 main 方法中的所有指令都要使用严格的浮点计算（或者使用 strictfp 标记类则类下面的所有方法都遵循严格浮点计算）。实际的计算方式将取决于 Intel 处理器的行为。对大多数程序来说，浮点溢出不属于大问题。这里仅作了解。
4. 数学函数与常量 - Math 类（如幂运算、平方根、三角函数、指数函数和它的反函数、PI 和 E 两个常数近似值等）。引入：import static java.lang.Math.*;
5.Math 类有个 floorMod 方法，该方法的目的是解决一个长期存在的有关整数余数的问题。考虑表达式 n%2。所有人都知道，如果 n 是偶数，这个表达式为 0；如果 n 是奇数，表达式则为 1。当然，除非 n 是负数。如果 n 为负，这个表达式则为 - 1。为什么呢？设计最早的计算机时，必须有人制定规则，明确整数除法和求余对负数操作数该如何处理。数学家们几百年来都知道这样一个最优（或 “欧几里德”）规则：余数总是要≥0。不过，最早制定规则的人并没有翻开数学书好好研究，而是提出了一些看似合理但实际上很不方便的规则。 下面考虑这样一个问题：计算一个时钟时针的位置。这里要做一个时间调整，而且要归一化为一个 011 之间的数。这很简单：（position+adjustment）%12。不过，如果这个调整为负会怎么样呢？你可能会得到一个负数。所以要引入一个分支，或者使用（（position+adjustment）%12+12）%12。不管怎样，总之都很麻烦。floorMod 方法就让这个问题变得容易了：floorMod（position+adjustment，12）总会得到一个 011 之间的数。（遗憾的是，对于负除数，floorMod 会得到负数结果，不过这种情况在实际中很少出现。）这里注意取余和取模的差异，% 为取余（rem），Math.floorMod () 为取模（mod），取余运算在计算商值向 0 方向舍弃小数位，取模运算在计算商值向负无穷方向舍弃小数位（% 在不同语言中有不同的意义，比如 Java 或者 c/c++ 中 % 为取余，python 中 % 则为取模）。
5. 在 Math 类中，为了达到最快的性能，所有的方法都使用计算机浮点单元中的例程。如果得到一个完全可预测的结果比运行速度更重要的话，那么就应该使用 StrictMath 类。它使用 “自由发布的 Math 库”（fdlibm）实现算法，以确保在所有平台上得到相同的结果。有关这些算法的源代码请参看 www.netlib.org/fdlibm 。从 Java 源码看 StrictMath 类主要是调用 native 方法实现的，也就是直接调 c，而 Math 类很多实现又都是通过调用 StrictMath 类间接实现的。
6. 数值之间的合法转换。有隐式转换，如下两种（通常在运算符连接交互运算时发生）：
- 丢精度，int->float, long->float, long->double
- 不丢精度，其他转换均不丢精度
7. 强制类型转换。显示转换。强制类型转换通过截断小数部分将浮点值转换为整型。如果试图将一个数值从一种类型强制转换为另一种类型，而又超出了目标类型的表示范围，结果就会截断成一个完全不同的值。例如，（byte）300 的实际值为 44。
8. 赋值，二元运算符，自增自减运算符（分后缀 / 前缀形式，建议少用），关系运算符（>,< ...），布尔运算符，三元操作符，位运算符（左移、右移、有符号左移、有符号右移 - 即最高位用符号位填充）
9.&& 和 || 运算符是按照 “短路” 方式来求值的：如果第一个操作数已经能够确定表达式的值，第二个操作数就不必计算了。不过 & 和 | 运算符不采用 “短路” 方式来求值，也就是说，得到计算结果之前两个操作数都需要计算。
10. 注意运算符优先级
11. 枚举类型。
# 字符串类型
1. 子串 substring、拼接方式有 + 号拼接与 join 拼接
2. 字符串不可变，String 类没有提供修改字符串的方法且底层使用 final char [] 实现，不可变的优点是：编译器可以让字符串共享。总而言之，Java 的设计者认为共享带来的高效率远远胜过于提取、拼接字符串所带来的低效率。查看一下程序会发现：很少需要修改字符串，而是往往需要对字符串进行比较。（区分于 C++ 可以修改字符串中单个字符）。
3. 字符串相等检测。equals（也可以使用 compareTo (), 不过 equals 看起来更清晰），一定不要用 ==。如果虚拟机始终将相同的字符串共享，就可以使用 == 运算符检测是否相等。但实际上只有字符串常量是共享的，而 + 或 substring 等操作产生的结果并不是共享的。
4. 空串，即 ""。
5. 码点与代码单元，Java 字符串由 char [] 组成，char 是一个采用 utf-16 编码表示 unicode 码点的代码单元。如 length () 返回采用 utf-16 编码表示的给定字符串所需要的代码单元数量。codePointCount () 返回实际的码点数量。charAt (n) 返回位置 n 的代码单元。
6.String API。包含 50 多个方法，String 类实现接口有 java.io.Serializable, Comparable, CharSequence。
7. 构建字符串，如果需要用许多小段的字符串构建一个字符串，可以构建一个空的字符串构建器 StringBuilder，可以避免耗时和浪费空间，每次添加内容时使用 append (), 最后 toString (), StringBuilder 是 jdk1.5 出现的，前身为 StringBuffer（jdk1.0 就出现了，但是效率低，因为所有操作由 synchronized 修饰，所以线程安全）。
# 输入输出
1.Scanner 和 Console
public static strictfp void main(String[] args) { | |
// Scanner in = new Scanner(System.in); | |
// System.out.println("What is your name?"); | |
// String name = in.next(); | |
// System.out.println(name); | |
Console console = System.console(); | |
String username = console.readLine("User name: "); | |
char[] password = console.readPassword("Password: "); | |
System.out.println(username); | |
System.out.println(password); | |
} |
2. 格式化输出。在早期的 Java 版本中，格式化数值曾引起过一些争议。庆幸的是，Java SE 5.0 沿用了 C 语言库函数中的 printf 方法。具体参考 printf 转换符（ https://www.jquery-az.com/10-examples-learn-java-string-formatting-printf-method/ ）
3. 文件输入与输出。
public static strictfp void main(String[] args) throws IOException { | |
// Scanner scanner = new Scanner(Paths.get("C:\\Users\\Admin\\Desktop\\test.txt"), "utf-8"); | |
// String text = scanner.nextLine(); | |
// PrintWriter pw = new PrintWriter("C:\\Users\\Admin\\Desktop\\test1.txt", "utf-8"); | |
// pw.write("Hello World!"); | |
// pw.close(); | |
String dir = System.getProperty("user.dir"); | |
System.out.println(dir); | |
} |
# 控制流程
1.Java 有条件语句 if-else-if、循环结构、switch 多重选择语句，没有 goto 语句，但 break 语句可带标签，可以利用它实现从内层循环跳出的目的。
2.Java 块作用域，方法块嵌套（不能重复声明同名变量，区别于 c++，c++ 内块变量重定义会覆盖外部）。
3. 循环有 while do 或 do while，fori，foreach（jdk1.5 出现）。
4.switch case 标签可以是
- 类型为 char、byte、short 或 int 的常量表达式。
- 枚举常量。
- 从 Java SE 7 开始，case 标签还可以是字符串字面量。
5. 流程中断控制语句。尽管 Java 的设计者将 goto 作为保留字，但实际上并没有打算在语言中使用它。通常，使用 goto 语句被认为是一种拙劣的程序设计风格。当然，也有一些程序员认为反对 goto 的呼声似乎有些过分（例如，Donald Knuth 就曾编著过一篇名为《Structured Programming with goto statements》的著名文章）。这篇文章说：无限制地使用 goto 语句确实是导致错误的根源，但在有些情况下，偶尔使用 goto 跳出循环还是有益处的。Java 设计者同意这种看法，甚至在 Java 语言中增加了一条带标签的 break，以此来支持这种程序设计风格。
public static strictfp void main(String[] args) { | |
int m = 10; | |
read_data: | |
while (m > 0){ | |
for (int n = 0; n < 10; n++) { | |
System.out.println("m=" + m + "; n=" + n); | |
if (m == 5 && n ==5) break read_data; | |
} | |
m --; | |
} | |
System.out.println("Jump when m=5 and n=5."); | |
} |
注意只能跳出语句块，不能跳入语句块，还有个 continue 可以跳到最内曾循环首部。
# 大数值
1. 主要有 BigInteger、BigDecimal。注意其运算符不是基本符号 + 或 -。
# 数组
1. 数组定义写法风格，int [] a 和 int a [], 推荐前者。且创建一个数字数组时，所有元素都初始化为 0。boolean 数组的元素会初始化为 false。对象数组的元素则初始化为一个特殊值 null，这表示这些元素（还）未存放任何对象。
2. 注意数组越界。且一旦创建，就不能再改变其大小（此时可以使用另一种数据结构 ArrayList）。数组长度允许为 0。
3. 注意数组初始化和匿名数组。
4. 数组拷贝可以实现将 1 个数组拷贝到 1 个新的数组中去，Arrays.copyOf ()。
5. 命令行参数。主要可以参考 main 方法的参数 String [] args。
6. 数组排序。Arrays.sort ()。该方法使用了优化的快排算法。
7. 数组 binarySearch ()。使用二分搜索算法查找。
8. 多维数组。如二维数组 int [][] a。java 实际上没有多维数组，只有一维数组，所以其实本质上还是一维数组，或者可以理解为数组的数组。可以这样打印：Arrays.deepToString (a)。Java 还可以构建不规则数组。
