从零开始的Java学习

背景#

马上就要大三了。从我们这届开始，学院在大三进行分方向培养，我随个人兴趣选了软件开发，于是 Java 成为了我的必修课……

7 月 24 日夏季学期结束之后，秉持着 “反正闲着也是闲着不如找点事干” 的基本原则，我开始了 Java 的预习（~~实则是摸鱼~~）。现在已经五天过去了，准备写个小总结。

教程的选择#

这个问题我有请教过NEU LUG群的群友，得到的建议是看慕课，但考虑了自己的实际情况，最终我还是选择了适合自己的学习方式 —— 读文档。在这里我选用的是廖雪峰教程。至于原因，主要是自己的Git/JavaScript/Python教程看的都是他的，自然Java也优先选用了。🤣

现在学习了一周，感觉教程各方面讲的都蛮细致深入，对Java 14的新特性有部分涉及，小节后常设练习题让大家巩固知识，有什么知识点不明白也可以评论请教，总体来看是一个很棒的教程。

当前进度#

目前学习了教程前六章和第七章的部分内容，这些章节分别是：

Java 快速入门
面向对象编程
异常处理
反射
注解
泛型
集合

学习体会#

Java 快速入门

这一章讲解了 Java 的变量类型和基本语法，总体来看和c语言相似度很高，比较容易理解，但还是有一些需要注意的地方。例如：
- Java12 引入的 switch 表达式
```
String fruit = "apple";
// opt = 1
int opt = switch(fruit){
        case "apple"->1;
        case "pear" ->2;
}
```
- Java 的数据类型
  
  需要注意的是，除了整数、浮点数、字符和布尔类型外的所有类型，在 Java 中都是引用类型（对象）。
  
  Java 内部使用 UTF-16 存储字符，因此 Java 的字符占两个字节。
  
  为了便于操作，每种基本类型都有其对应的包装类（如int的包装类为Integer）。
  
  String 是不可变的，对 String 重新赋值，实质上是重新开辟了一片空间并赋值，并将 String 指针重新指向该片空间。
- var 关键字
  
  该关键字用于让编译器自动推断类型，类似于 c++ 中的 auto。
```
var s = "测试"; // s is String
```
- 数组的遍历
  
  Java 提供了类似 Pythonfor ... in ...的遍历方式：
```
String[] arr = new String[] { "1", "2", "3" };
for (var item : arr) {
    System.out.println(item);
}
```
面向对象编程

面向对象是老生常谈的概念了，有 c++ 的学习基础，理解起来应该不会很困难。至于 Java 核心类，感觉更像是用到时再去查的东西，没必要熟练掌握。
- 普通字段 / 方法和静态字段 / 方法
  
  就我个人理解，普通字段 / 方法是应用于对象（实例）的，而静态字段 / 方法是应用于类本身的。
  
  比如一个学生类，学生个体的姓名、年龄等应该是普通字段，而学生个数这种 “类的性质” 应作为静态字段。
  
  除此之外，静态方法还用于表示可以脱离实例本身而存在的功能，如：
```
// Number类的静态方法valueOf，用于构造Number实例，不依存于某个Number
Number.valueOf();
// Arrays类的静态方法sort，用于对数组进行排序，不依存于某个Arrays
Arrays.sort();
```
- final 关键字
  
  final 关键字主要有三个作用：
  - 用于修饰变量，表示变量不可更改
  - 用于修饰方法，表示方法不可被覆写
  - 用于修饰类，表示类不可被继承
- 接口
  
  接口是抽象类的进一步抽象，只允许拥有公开的方法和静态且 final 的字段。
- 面向对象基础的最后四节
  
  面向对象基础的最后四节：包、作用域、classpath 和 jar、模块阐明了 Java 代码的组织形式，个人感觉十分重要。刚开始看会有些懵，可以试着多读几遍（虽然我到现在也还很懵呜呜呜）。
异常处理

Java 的异常处理采用try...catch...机制，可以将错误一层一层往上抛，该节内容较为简单，体会不多。
反射

反射是一种程序在运行期拿到对象信息的机制，可以在对实例一无所知的情况下调用其方法。例如：通过函数名的字符串调用函数。

在这一章中我觉得较难理解的是动态代理小节（主要是不清楚有什么用），评论区有一位用户举了一个很浅显的例子，让我受益匪浅。
注解

在我看来，注解是一个很有用的功能。教程中举了一个很实用的例子，即用自己定义的注解进行批量的参数检查。这条评论很好地阐述了注解的作用。
泛型

泛型又是另一个难迈的坎，主要难点集中在后三节：擦拭法、extends 通配符、super 通配符。
- 擦拭法
  
  Java 的泛型实现使用擦拭法，即所有对泛型的处理工作都是编译器完成的，虚拟机对泛型一无所知。而这会导致很多问题。
  1. 泛型不能使用基本类型，因为泛型的实际类型是 Object。
  2. 无法取得所带泛型的 Class。
  3. 无法判断所带泛型的类型（instanceof）。
  4. 不能直接实例化 T 类型，需要借助额外的 Class。
- extends 和 super 通配符
  
  这两节主要讲在针对泛型的方法中使用 extends/super 通配符导致的性质差异。笼统来说就是，extends 可读不可写，super 可写不可读。
  
  要理解这个性质，需要明白向上转型和向下转型的区别：
  
  向上转型即通过父类引用子类，向下转型即通过子类引用父类。前者是安全的，后者是不不安全的。
```
class Person{}
class Student extends Person{}
Person person = new Student(); //√
Student student = new Person(); //×
```
  因此，<? extends Integer>说明泛型内必然是Integer或其子类，在这种情况下，将泛型内的Integer或其子类赋给外部的Integer是向上转型，是安全的，而将外部的Integer赋值给内部的子类是向下转型，因此会出现错误。最终体现出来的性质为 “可读不可写”。<? super Integer>与此相反。
集合

第七章我目前只学了将近一半，目前感觉较为简单。该章主要讲的是基本的数据结构，如数组、链表、哈希表等等的使用方式，因为不涉及到设计和实现，该章还是蛮轻松的。

未完待续...（随机更新）😝