以下为Java基础核心知识点的系统详解，涵盖语言特性、语法基础、面向对象编程、核心API及高级特性等内容，结合代码示例和注释帮助理解：

🧱 一、Java语言基础

1. 语言特性

  • 跨平台性：通过JVM实现“一次编写，到处运行”。
  • 面向对象：支持封装、继承、多态三大特性。
  • 自动内存管理：JVM的垃圾回收机制（GC）自动回收无用对象。

2. 开发环境搭建

  1. 安装JDK（推荐JDK 11+）并配置环境变量 JAVA_HOME。
  2. IDE选择：IntelliJ IDEA或Eclipse。

3. 基础语法结构

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, Java!"); // main方法是程序入口
    }
}

📦 二、数据类型与变量

1. 基本数据类型

类型大小示例
int4字节int age = 25;
double8字节double pi = 3.14;
boolean1位boolean flag = true;

2. 引用数据类型

  • 类：String、自定义类（如 Person）。
  • 数组：
    int[] numbers = {1, 2, 3}; // 一维数组
String[][] names = {{"Alice", "Bob"}, {"Cindy"}}; // 二维数组

3. 类型转换

  • 自动转换：小类型→大类型（int → double）。
  • 强制转换：大类型→小类型（需显式声明，可能丢失精度）：
    double d = 10.5;
int i = (int) d; // i = 10

🧩 三、面向对象编程（OOP）

1. 封装（Encapsulation）

  • 通过 private 隐藏属性，提供 public 方法访问：
    public class Person {
    private String name; // 私有属性
    public String getName() { return name; } // 公共访问方法
    public void setName(String name) { 
        if(name != null) this.name = name; // 数据校验
    }
}

2. 继承（Inheritance）

  • 子类通过 extends 继承父类属性和方法：
    class Animal {
    void eat() { System.out.println("Eating..."); }
}
class Dog extends Animal { // 继承
    void bark() { System.out.println("Barking!"); }
}

3. 多态（Polymorphism）

  • 编译时多态：方法重载（同名不同参）：
    class MathUtils {
    int add(int a, int b) { return a+b; }
    double add(double a, double b) { return a+b; } // 重载
}
  • 运行时多态：方法重写（子类覆盖父类方法）：
    class Cat extends Animal {
    @Override
    void eat() { System.out.println("Cat eats fish"); } // 重写
}

4. 抽象类与接口

  • 抽象类（abstract class）：含抽象方法，不可实例化：
    abstract class Shape {
    abstract double getArea(); // 抽象方法
}
  • 接口（interface）：定义行为规范，支持多实现：
    interface Drawable {
    void draw(); // 默认public abstract
}
class Circle implements Drawable {
    public void draw() { System.out.println("Drawing circle"); }
}

⚙️ 四、核心API与高级特性

1. 集合框架

接口实现类特点
ListArrayList动态数组，有序可重复
SetHashSet无序唯一，基于哈希表
MapHashMap键值对存储，键唯一
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java"); 
list.add("Python");
System.out.println(list.get(0)); // 输出: Java

2. 异常处理

  • 异常体系：
  • 处理机制：
    try {
    int result = 10 / 0;
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("除零错误: " + e.getMessage());
} finally {
    System.out.println("总会执行");
}

3. 多线程

  • 线程创建：
    class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("线程运行中");
    }
}
new MyThread().start(); // 启动线程
  • 同步机制：
    synchronized void safeMethod() { 
    // 同步代码块
}

4. Java 8+ 新特性

  • Lambda表达式：
    List<Integer> nums = Arrays.asList(1, 2, 3);
nums.forEach(n -> System.out.println(n));
  • Stream API：
    nums.stream()
    .filter(n -> n % 2 == 0)
    .forEach(System.out::println); // 输出偶数

💡 五、内存管理与JVM基础

  1. 内存区域：
    • 堆：存储对象实例（GC主要管理区）。
    • 栈：存储局部变量和方法调用栈帧。
  2. 垃圾回收：
    • 分代收集（Young/Old区），标记-清除、复制算法。

🧪 六、开发实践与工具

  1. 单元测试（JUnit）：
    @Test
public void testAddition() {
    assertEquals(4, MathUtils.add(2, 2));
}
  2. 构建工具：
    • Maven：依赖管理、项目构建。
  3. 调试技巧：
    • IDE断点调试、日志分析（SLF4J + Logback）。

📊 知识体系关联图

💎 总结

掌握Java基础需深入理解面向对象思想、核心API设计原理及JVM工作机制，并通过项目实践巩固知识点。建议：

  1. 编码实践：手写数据结构（如链表、哈希表）。
  2. 源码阅读：研究JDK中ArrayList、HashMap等实现。
  3. 持续学习：关注Java新版本特性（如Records、Pattern Matching）。

资源推荐：

  • 书籍：《Java核心技术 卷I》
  • 文档：https://docs.oracle.com/javase/specs/
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