第二单元思维导图

第二单元思维导图

中心主题： 第二单元

一、 数据类型与运算符

1. 数据类型

• 基本数据类型
  • 整数类型
    • byte (8 bits)
    • short (16 bits)
    • int (32 bits)
    • long (64 bits)
    • 字面量表示：十进制，八进制(0开头)，十六进制(0x开头)，二进制(0b开头, Java 7+)
  • 浮点数类型
    • float (32 bits)
    • double (64 bits)
    • 字面量表示： 小数点，科学计数法(e/E)
    • 精度问题
  • 字符类型
    • char (16 bits, Unicode)
    • 字面量表示：单引号括起来的单个字符
    • 转义字符：\n, \t, \r, \b, \, \', \"
  • 布尔类型
    • boolean (true or false)
    • 字面量表示： true, false
      • 引用数据类型
  • 类 (Class)
    • 定义：使用 class 关键字
    • 对象：类的实例
  • 接口 (Interface)
    • 定义：使用 interface 关键字
    • 作用：定义规范，实现多重继承类似的功能
  • 数组 (Array)
    • 定义：相同类型元素的集合
    • 声明：type[] arrayName; 或 type arrayName[];
    • 初始化：静态初始化，动态初始化
  • 枚举 (Enum)
    • 定义：使用 enum 关键字
    • 用途：定义有限数量的常量
      • 类型转换
  • 自动类型转换 (隐式转换)
    • 低精度 -> 高精度
    • byte -> short -> int -> long -> float -> double
  • 强制类型转换 (显式转换)
    • 高精度 -> 低精度
    • 可能会导致精度丢失
    • 语法：(type) value
      • 包装类
  • Byte, Short, Integer, Long, Float, Double, Character, Boolean
  • 用途：将基本数据类型封装成对象
  • 自动装箱 (Autoboxing)
  • 自动拆箱 (Unboxing)

2. 运算符

• 算术运算符
  • + (加)
  • - (减)
  • * (乘)
  • / (除)
  • % (取余/模)
  • ++ (自增)
  • -- (自减)
    • 前缀形式：++i, --i (先运算，后使用)
    • 后缀形式：i++, i-- (先使用，后运算)
      • 关系运算符
  • == (等于)
  • != (不等于)
  • > (大于)
  • < (小于)
  • >= (大于等于)
  • <= (小于等于)
  • 结果为 boolean 类型
    • 逻辑运算符
  • && (逻辑与)
    • 短路与：如果左侧表达式为 false，则不计算右侧表达式
  • || (逻辑或)
    • 短路或：如果左侧表达式为 true，则不计算右侧表达式
  • ! (逻辑非)
  • & (按位与)
  • | (按位或)
  • ^ (按位异或)
    • 位运算符
  • >> (右移)
  • << (左移)
  • >>> (无符号右移)
  • & (按位与)
  • | (按位或)
  • ^ (按位异或)
  • ~ (按位取反)
    • 赋值运算符
  • = (简单赋值)
  • +=, -=, *=, /=, %=, &=, |=, ^=, >>=, <<=, >>>= (复合赋值)
    • 条件运算符 (三元运算符)
  • condition ? expression1 : expression2
    • 字符串连接运算符
  • + (字符串连接)
  • 任何数据类型与字符串相加，都会转换为字符串
    • 运算符优先级
  • 括号 > 单目运算符 > 算术运算符 > 位运算符 > 关系运算符 > 逻辑运算符 > 条件运算符 > 赋值运算符

二、 流程控制

1. 顺序结构

• 代码从上到下依次执行

2. 选择结构

• if 语句
  • if (condition) { ... }
  • if (condition) { ... } else { ... }
  • if (condition1) { ... } else if (condition2) { ... } else { ... }
    • switch 语句
  • switch (expression) { case value1: ... break; case value2: ... break; default: ... }
  • expression 的类型：byte, short, int, char, enum, String (Java 7+)
  • case 穿透：如果没有 break 语句，会继续执行下一个 case

3. 循环结构

• for 循环
  • for (initialization; condition; increment) { ... }
  • 执行顺序：initialization -> condition -> 循环体 -> increment -> condition ...
  • 无限循环：for (;;) { ... }
    • while 循环
  • while (condition) { ... }
  • 先判断条件，再执行循环体
  • 无限循环：while (true) { ... }
    • do-while 循环
  • do { ... } while (condition);
  • 先执行循环体，再判断条件
  • 至少执行一次
    • 增强 for 循环 (foreach 循环)
  • for (type variable : collection) { ... }
  • 用于遍历数组和集合
    • break 语句
  • 用于跳出循环
  • 可以跳出多层循环 (使用标签)
    • continue 语句
  • 用于跳过本次循环，继续下一次循环
  • 可以跳过指定循环 (使用标签)

三、 方法

1. 方法定义

• [访问修饰符] [static] 返回值类型 方法名(参数列表) { ... return 返回值; }
  • 访问修饰符：public, private, protected, 默认
  • static: 静态方法，属于类，可以直接通过类名调用
  • 返回值类型：void (没有返回值) 或 具体类型
  • 方法名：标识符，符合命名规范
  • 参数列表：类型 参数名, 类型 参数名, ...
  • return 语句：返回返回值 (如果返回值类型不是 void)

2. 方法调用

• 对象.方法名(参数); (非静态方法)
  • 类名.方法名(参数); (静态方法)

3. 方法重载 (Overloading)

• 方法名相同，参数列表不同 (参数类型，参数个数，参数顺序)
  • 与返回值类型无关

4. 方法递归 (Recursion)

• 方法调用自身
  • 需要有递归出口 (结束条件)
  • 可能会导致栈溢出 (StackOverflowError)

四、 数组深入

1. 多维数组

• 数组的元素也是数组
  • 声明: type[][] arrayName;
  • 初始化:
    • 静态初始化: int[][] arr = {{1,2}, {3,4,5}};
    • 动态初始化: int[][] arr = new int[2][3]; 或 int[][] arr = new int[2][]; arr[0] = new int[3]; arr[1] = new int[4];

2. 数组的拷贝

• System.arraycopy(src, srcPos, dest, destPos, length);
  • Arrays.copyOf(originalArray, newLength);
  • 克隆（clone()方法）：返回数组的一个副本。

3. 数组排序

• Arrays.sort(array); 默认升序
  • 自定义排序可以使用Comparator接口。

4. 数组的查找

• 线性查找
  • 二分查找 (binarySearch)：要求数组已经排序。Arrays.binarySearch(array, key);

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