一. Java设计的初衷

简单: 没有头文件、指针、结构、联合、操作符重载、虚基类等特性

面向对象:关注对象和接口

网络功能：有扩展的网络库，网络编程容易

健壮：Java采用的指针模型消除了重写内存和损坏数据的可能性

安全：实现了虚拟机和安全库，防范运行时堆栈溢出，防范在自己的处理空间之外破坏内存，防范未经授权读写文件

体系结构中立：字节码是实现体系结构无关的基石

可移植：数据类型有固定的大小，int永远为32位。二进制数据以固定的格式进行存储和传输，消除了字节顺序的困扰。字符串是以标准的Unicode格式存储的。

解释型：Java解释器可以在任何移植了Java解释器的机器上执行Java字节码。

高性能：即时编译器

多线程：Java把多线程的实现交给了底层的操作系统或线程库来完成。只要操作系统支持，Java多线程就可以利用多个处理器。

动态：Java允许程序员知道对象的结构和行为。

二.Java程序设计

JDK:Java Development Kit          编写Java程序的程序员使用的软件

JRE:Java Runtime Environment 运行Java程序的用户使用的软件

三.Java基本的程序设计结构

访问修饰符public用于控制程序的其它部分对这段代码的访问级别

关键字class表明Java程序中的全部内容都包含在类中

每个Java应用程序都必须有一个public的main方法

以/**开始, 以*/结束的注释可以用来自动地生成文档

Java是一种强类型语言。在Java中，一共有8中基本数据类型，其中4种整型，2种浮点型，1种用于表示Unicode编码的字符单元的字符型char和1种用于表示真值的boolean型。在Java中，没有无符号类型，整型的范围与运行Java代码的机器无关。

int是4个字节的，能表示的最大正数大约是20亿，一般用于表示id够用了。

float是4个字节的，能表示的有效位数6到7位，经常会不够用。

在Java中，char类型用UTF-16编码表示一个代码单元。

Character类的isJavaIdentifierStart和isJavaIdentifierPart方法可以判定字符是否是字母。

Java中的每一个变量都属于一种类型，不区分变量的声明与定义，变量定义后需要初始化，可以与定义放在同一行，也可以单独的一行。final关键字声明常量。const是Java保留的关键字，但目前没有被使用。

Java中的运算符有自增（减）运算符，关系运算符和boolean运算符，位运算符。

关于自增运算符，有一个段子：某些程序员认为C++语言应该叫做++C语言，哈哈。。

boolean运算符存在“短路”的行为。前面的表达式已经能得出整个表达式的结果时，不会计算后面的表达式。

>>位运算符用符号位填充高位，>>>用0填充高位。

strictfp关键字和StrictMath类：关注结果的可移植性

静态导入

二元操作时转换的优先级是double > float > long > int, 这里的double优先级指的是其中有一个操作数是double。

Java没有内置的字符串类型，而是在标准Java类库里提供了一个预定义类String。每个用双引号括起来的字符串都是String类的一个实例。

==运算符不能检测两个字符串是否相等，它只能确认两个字符串是否放在同一个位置上。

switch语句将从选项值相匹配的case标签处开始执行直到遇到break语句，或者执行到switch语句的结尾。

BigInteger的使用

数组一旦创建，无法改变大小。如果需要运行时动态改变数组大小，使用array list.

Arrays.copyOf用来增加数组的长度，第二个参数是新数组的长度。它是创建了新数组。

Arrays.sort对数值型数组进行排序。Arrays.binarySearch二分查找数组元素。Arrays.deepToString打印二维数组。

四.对象与类

面向对象的程序是由对象构成的，每个对象包含对用户公开的功能部分和隐藏的特定的实现部分。不关心对象是哪儿来的，关注的是用它来解决实际问题。要想创建一个完整的程序，应该将若干类组合在一起，其中只有一个类有main方法。

类是构造对象的模板或蓝图。

对象的3个主要特性：行为、状态、标识。行为由可调用的方法定义，状态是对象所保存的描述当前特征的信息。每个对象都有唯一的身份。实例域建议使用private修饰，在所有的方法中不要命名与实例域相同的局部变量。

类之间的关系有：依赖、继承、聚合。应该尽量减少类之间的依赖。

在Java中，任何对象变量的值都是对存储在另外一个地方的一个对象的引用。new操作符的返回值也是一个引用。不要编写返回可变对象的引用的访问器方法。如果需要返回一个可变对象的引用，应该首先对它进行clone.

构造器与类同名，无返回值，可以有参数也可以无参数，与new结合使用。构造对象时必须初始化被final修饰的实例域，初始化之后这个实例域不能被修改，这里是指它不能重新引用另一个对象，并不意味这所引用的对象不能被修改。 一个方法可以访问所属类的所有对象的私有数据。

System中声明的out对象是一个公有的静态常量。一个方法不需要访问对象状态，只需要访问类的静态域的时候，应该声明为静态方法。

将参数传递给方法时，值调用表示方法接收的是调用者提供的值，引用调用表示方法接收的是调用者提供的变量地址。Java程序设计语言对对象采用的调用不是引用调用，而是值调用。实际上，对象引用进行的是值传递。Java里总是采用值调用。

Java中要完整地描述一个方法，需要指出方法名和方法的参数类型，它们构成了方法的签名。默认构造器是指没有参数的构造器，一个类如果没有默认构造器，系统会提供一个，将所有的实例域设置为默认值。虽然通常把初始化块放在构造器里，但是如果有初始化块，那么先执行初始化块，再执行构造器。

实例域被设置成一个有意义的初值，是一个好的习惯。可以赋值成一个常量，也可以使用静态方法来赋值。

类和变量默认的作用域是包内可见。类路径中的不同项目之间，Unix下使用冒号来分隔，Windows下使用分号来分割。从Java SE6开始，jar文件目录中可以使用通配符‘*’。默认的类路径包含当前目录，如果用户自定义后，有可能不包含当前目录。

类路径使用-classpath(-cp)指定，不提倡设置环境变量CLASSPATH，不提倡把jar包放在jre/lib/ext下，因为你会忘掉这件事情。

类设计的技巧：数据设计为私有；对数据初始化，最好不要依赖于系统对实例域设置默认值；不要在类中使用过多的基本类型；不是所有的域都需要独立的域访问器和域更改器；使用标准格式进行类的定义；将职责过多的类进行分解；类名和方法名要能体现它们的职责。

五.继承

由于子类的构造器不能访问超类的私有域，它必须调用超类的构造器来对这些域进行初始化。可以通过super实现对超类构造器的调用，super必须是子类构造器里的第一条语句。super和this关键字不同，它并不是一个引用，只是告诉编译器调用超类的方法。

一个对象变量能够引用多种实际类型的现象叫做多态，在运行时能够自动地选择调用哪个方法的现象称为动态绑定。

private,static,final修饰的方法编译器将进行静态绑定。

在覆盖一个方法的时候，子类的方法不能低于超类方法的可见性。Java中用于控制可见性的4个访问修饰符：private,public,protected,默认。这里默认指的是无修饰符号，无修饰符时对本包可见。

使用final可以避免动态绑定带来的开销，但在现代Java虚拟机里，性能的提升作用可能不大。因为现代Java虚拟机的编译器的内联优化可以回退。

抽象方法起着占位的作用，有抽象方法的类也必须声明为抽象的。抽象类不能被实例化，但可以定义一个抽象类的对象变量，引用子类对象。

Object是所有类的超类，它的方法有equals,hashCode,toString,getClass,clone

在Object里，equals用于判断两个对象是否有相同的引用。然而，它的本意是用来比较两个对象是否相等。如果两个对象具有相同的引用，那么它们当然相等。但在大多数场景下，我们需要检测的是两个对象的状态的相等性。如果两个对象的状态相等，那么应该认为它们是相等的。Java语言规范要求equals具有自反性、对称性、传递性、一致性、非null不等于null这5条特性。

使用instanceof或是getClass来判断相等性，取决于对象相等概念的定义是由超类还是由子类来主导。

覆盖超类的方法时，加上@Override标签是个好习惯。

每个对象都有一个默认的散列码，值为对象的存储地址。如果重新定义equals方法，就必须重新定义hashCode方法。换句话说，equals必须与hashCode的定义一致。

基本数据类型没有toString方法。

ArrayList的方法有size,add,set,get,remove,ensureCapacity,trimToSize。set只能对已经存在的对象进行更改。ArrayList随机插入和删除的性能不好。ArrayList后面的<>里的类型不能是基本类型，但可以使用基本类型的包装器类型，比如Integer。自动拆箱时会调用非静态方法intValue。Integer还有一些有用的静态方法:parseInt,valueOf,toString。

enum对象的构造器是私有的。Enum类的方法有valueOf,toString,ordinal,compareTo.

在程序运行期间，Java运行时系统始终为每个对象维护一个RTTI。使用反射的主要对象是工具开发者，而不是应用程序员。

Throwable是Exception的超类，Throwable里的printStackTrace用于打印栈轨迹。

继承设计的技巧：将公共操作和域放在超类；不要使用受保护的域；继承适合is-a的关系；保证继承的方法都有意义；覆盖方法时不要改变预期的行为；使用多态而不是类型信息；不要过多地使用反射。

六.接口和内部类

接口不是类，而是对类的一组需求描述。接口中的所有方法自动地属于public。

接口绝不能含有实例域，也不是在接口中实现方法。

如果要对对象进行比较和排序，让对象实现Comparable接口。

Java里对对象的拷贝默认是浅拷贝。

内部类定义为私有，但内部类的实例域定义为公有，也是安全的。内部类的对象总有一个隐式引用，指向创建它的外部类对象。内部类是一种编译器现象，与虚拟机无关。

局部类不能用public或private进行修饰，它的作用域限定在了声明这个局部类的块中。

因为构造器的名字必须与类名相同，而匿名类没有名字，所有匿名类没有构造器。

代理类可以在运行时创建全新的类，实现指定的接口。

七.图形界面

AWT abstract window toolkit

八.事件处理  

监听器 适配器

九. Swing和设计模式

设计模式的灵感来自建筑师Christopher Alexander对公共和私人居住空间的建筑设计模式的分类。

MVC，即“模型-视图-控制器”模式，背景是显示信息和接收用户输入的用户界面系统。对于同一数据而言，可能需要同时更新多个可视化表示，于是解决方案演变成了现在这样，把这些功能分布到3个独立的交互组件：模型、视图和控制器。

在AWT和Swing设计中，常用的模式还有：组合（容器和组件），装饰（带滚动条的面板），策略（布局管理器）。

十. 部署应用程序和applet

jar包的META-INF下有个MANIFEST.MF文件,里面有很多节，记载了jar包的信息。-m参数可以把编辑后的MANIFEST.MF打入jar包。Java web start程序有个jnlp文件，tomcat默认的MIME里设置了它的启动程序。

十一. 异常、日志、断言和调试

所有的Error和Exception都是Throwable的子类。

Error描述了Java运行时系统的内部错误和资源耗尽错误。应用程序不应该抛出这种类型的对象。

Exception又分解为两个分支：RuntimeException和其它异常。由程序错误导致的异常属于RuntimeException,包括错误的类型转换、数组越界访问、访问空指针。而其它异常通常是程序本身没有问题，由于I/O错误这类问题导致，包括试图在文件尾部后面读取数据、试图打开一个错误格式的URL、试图根据给定的字符串查找类但并不存在。这样的异常又称为已检查（checked ）异常。编译器将核查是否为所有的已检查异常提供了异常处理器。

一个方法必须声明所有可能抛出的已检查异常，而未检查异常要么不可控制（Error)，要么就应该避免发生（RuntimeException）。如果调用了一个抛出已检查异常的方法，就必须对它进行处理，或者将它传递出去。在覆盖时，子类方法声明的已检查异常不能超过超类的声明范围。

一旦方法抛出了异常，这个方法就不可能返回到调用者。