Java 备忘清单

该备忘单是针对 Java 初学者的速成课程，有助于复习 Java 语言的基本语法。

入门

Hello.java 

public class Hello {
  // 主要方法
  public static void main(String[] args)
  {
    // 输出: Hello, world!
    System.out.println("Hello, world!");
  }
}

编译和运行

$ javac Hello.java
$ java Hello
Hello, world!

变量 Variables 

int num = 5;
float floatNum = 5.99f;
char letter = 'D';
boolean bool = true;
String site = "jaywcjlove.github.io";

原始数据类型

数据类型 大小 默认 范围
byte 1 byte 0 -128 ^to^ 127
short 2 byte 0 -2^15^ ^to^ 2^15^-1
int 4 byte 0 -2^31^ ^to^ 2^31^-1
long 8 byte 0 -2^63^ ^to^ 2^63^-1
float 4 byte 0.0f N/A
double 8 byte 0.0d N/A
char 2 byte \u0000 0 ^to^ 65535
boolean N/A false true / false

字符串 Strings 

String first = "John";
String last = "Doe";
String name = first + " " + last;
System.out.println(name);

查看: Strings

循环 Loops 

String word = "QuickRef";
for (char c: word.toCharArray()) {
  System.out.print(c + "-");
}
// 输出: Q-u-i-c-k-R-e-f-

查看: Loops

数组 Arrays 

char[] chars = new char[10];
chars[0] = 'a'
chars[1] = 'b'
String[] letters = {"A", "B", "C"};
int[] mylist = {100, 200};
boolean[] answers = {true, false};

查看: Arrays

交换变量 Swap 

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a + " " + b); // 1 2
int temp = a;
a = b;
b = temp;
System.out.println(a + " " + b); // 2 1

类型转换 Type Casting 

// Widening
// byte<short<int<long<float<double
int i = 10;
long l = i;               // 10
// Narrowing 
double d = 10.02;
long l = (long)d;         // 10
String.valueOf(10);       // "10"
Integer.parseInt("10");   // 10
Double.parseDouble("10"); // 10.0

条件语句 Conditionals 

int j = 10;
if (j == 10) {
  System.out.println("I get printed");
} else if (j > 10) {
  System.out.println("I don't");
} else {
  System.out.println("I also don't");
}

查看: [Conditionals](#条件语句 Conditionals)

用户输入 

Scanner in = new Scanner(System.in);
String str = in.nextLine();
System.out.println(str);
int num = in.nextInt();
System.out.println(num);

Java 字符串

基本的 

String str1 = "value"; 
String str2 = new String("value");
String str3 = String.valueOf(123);

字符串连接 

String s = 3 + "str" + 3;     // 3str3
String s = 3 + 3 + "str";     // 6str
String s = "3" + 3 + "str";   // 33str
String s = "3" + "3" + "23";  // 3323
String s = "" + 3 + 3 + "23"; // 3323
String s = 3 + 3 + 23;        // 29

字符串生成器 

StringBuilder sb = new StringBuilder(10);

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
|   |   |   |   |   |   |   |   |   |
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
0   1   2   3   4   5   6   7   8   9

sb.append("Reference");

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
| R | e | f | e | r | e | n | c | e |
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
0   1   2   3   4   5   6   7   8   9

sb.delete(3, 9);

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
| R | e | f |   |   |   |   |   |   |
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
0   1   2   3   4   5   6   7   8   9

sb.insert(0, "My ");

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
| M | y |   | R | e | f |   |   |   |
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
0   1   2   3   4   5   6   7   8   9

sb.append("!");

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
| M | y |   | R | e | f | ! |   |   |
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
0   1   2   3   4   5   6   7   8   9

比较 

String s1 = new String("QuickRef"); 
String s2 = new String("QuickRef"); 
s1 == s2          // false
s1.equals(s2)     // true
"AB".equalsIgnoreCase("ab")  // true

操纵 

String str = "Abcd";
str.toUpperCase();     // ABCD
str.toLowerCase();     // abcd
str.concat("#");       // Abcd#
str.replace("b", "-"); // A-cd
"  abc ".trim();       // abc
"ab".toCharArray();    // {'a', 'b'}

信息 

String str = "abcd";
str.charAt(2);       // c
str.indexOf("a")     // 0
str.indexOf("z")     // -1
str.length();        // 4
str.toString();      // abcd
str.substring(2);    // cd
str.substring(2,3);  // c
str.contains("c");   // true
str.endsWith("d");   // true
str.startsWith("a"); // true
str.isEmpty();       // false

不可变 

String str = "hello";
str.concat("world");
// 输出: hello
System.out.println(str);

String str = "hello";
String concat = str.concat("world");
// 输出: helloworld
System.out.println(concat);

一旦创建就不能修改，任何修改都会创建一个新的String

Java 数组

声明 Declare 

int[] a1;
int[] a2 = {1, 2, 3};
int[] a3 = new int[]{1, 2, 3};
int[] a4 = new int[3];
a4[0] = 1;
a4[2] = 2;
a4[3] = 3;

修改 Modify 

int[] a = {1, 2, 3};
System.out.println(a[0]); // 1
a[0] = 9;
System.out.println(a[0]); // 9
System.out.println(a.length); // 3

循环 (读 & 写) 

int[] arr = {1, 2, 3};
for (int i=0; i < arr.length; i++) {
    arr[i] = arr[i] * 2;
    System.out.print(arr[i] + " ");
}
// 输出: 2 4 6

Loop (Read) 

String[] arr = {"a", "b", "c"};
for (int a: arr) {
    System.out.print(a + " ");
}
// 输出: a b c

二维数组 Multidimensional Arrays 

int[][] matrix = { {1, 2, 3}, {4, 5} };
int x = matrix[1][0];  // 4
// [[1, 2, 3], [4, 5]]
Arrays.deepToString(matrix)
for (int i = 0; i < a.length; ++i) {
  for(int j = 0; j < a[i].length; ++j) {
    System.out.println(a[i][j]);
  }
}
// 输出: 1 2 3 4 5 6 7

排序 Sort 

char[] chars = {'b', 'a', 'c'};
Arrays.sort(chars);
// [a, b, c]
Arrays.toString(chars);

Java 条件语句

运算符

  • + (加法运算符(也用于字符串连接))
  • - (减法运算符)
  • * (乘法运算符)
  • / (分区运算符)
  • % (余数运算符)
  • = (简单赋值运算符)
  • ++ (增量运算符；将值增加 1)
  • -- (递减运算符；将值减 1)
  • ! (逻辑补码运算符；反转布尔值)
  • == (等于)
  • != (不等于)
  • > (比...更棒)
  • >= (大于或等于)
  • < (少于)
  • <= (小于或等于)
  • && 条件与
  • || 条件或
  • ?: 三元(if-then-else 语句的简写)
  • instanceof (将对象与指定类型进行比较)
  • ~ (一元按位补码)
  • << (签名左移)
  • >> (有符号右移)
  • >>> (无符号右移)
  • & (按位与)
  • ^ (按位异或)
  • | (按位包含 OR)

If else 

int k = 15;
if (k > 20) {
  System.out.println(1);
} else if (k > 10) {
  System.out.println(2);
} else {
  System.out.println(3);
}

Switch 

int month = 3;
String str;
switch (month) {
  case 1:
    str = "January";
    break;
  case 2:
    str = "February";
    break;
  case 3:
    str = "March";
    break;
  default:
    str = "Some other month";
    break;
}
// 输出: Result March
System.out.println("Result " + str);

三元运算符 

int a = 10;
int b = 20;
int max = (a > b) ? a : b;
// 输出: 20
System.out.println(max);

Java 循环

For 循环 

for (int i = 0; i < 10; i++) {
  System.out.print(i);
}
// 输出: 0123456789

for (int i = 0,j = 0; i < 3; i++,j--) {
  System.out.print(j + "|" + i + " ");
}
// 输出: 0|0 -1|1 -2|2

增强的 For 循环 

int[] numbers = {1,2,3,4,5};
for (int number: numbers) {
  System.out.print(number);
}
// 输出: 12345

用于循环数组或列表

While 循环 

int count = 0;
while (count < 5) {
  System.out.print(count);
  count++;
}
// 输出: 01234

Do While 循环 

int count = 0;
do {
  System.out.print(count);
  count++;
} while (count < 5);
// 输出: 01234

继续声明 

for (int i = 0; i < 5; i++) {
  if (i == 3) {
    continue;
  }
  System.out.print(i);
}
// 输出: 01245

中断语句 

for (int i = 0; i < 5; i++) {
  System.out.print(i);
  if (i == 3) {
    break;
  }
}
// 输出: 0123

Java 多线程

创建线程 

// 实现Runnable接口
public class RunnableThread implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
       // todo something
    }
}

// 实现Callable接口,T 替换成实际类型
public class CallableTask implements Callable<T> {
    @Override
    public T call() throws Exception {
        // todo something
        return null;
    }
}

// 继承Thrad类
public class ExtendsThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
       // todo something
    }
}

// 运行线程
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        new Thread(new RunnableThread()).start();
        new ExtendsThread2().start();
        FutureTask<Integer> integerFutureTask = new FutureTask<>(new CallableTask());
        integerFutureTask.run();
    }

线程池 

/**
 *  corePoolSize: 核心线程数
 *  maximumPoolSize: 最大线程数
 *  keepAliveTime: 线程空闲时间
 *  timeUni: 线程空闲时间单位
 *  workQueue: 线程等待队列
 *  threadFactory: 线程创建工厂
 *  handler: 拒绝策略
 */
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                2, 5,
                5, TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<>(10),
                new DefaultThreadFactory("pollName"),
                new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

// 内置的线程池, 不推荐生产使用
Executors.newCachedThreadPool();
Executors.newFixedThreadPool(10);
Executors.newScheduledThreadPool(10);
Executors.newSingleThreadExecutor();

synchronized 

// 代码块
synchronized(obj) {
   ...
}

// (静态)方法
public synchronized (static) void methodName() {
   ...
}

ThreadLocal 

// 使用完之后一定要记得remove, 否则会内存泄露
ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();
threadLocal.set(1);
threadLocal.get();
threadLocal.remove();

线程等待与唤醒 

// 需要synchronized修饰的代码块才能使用
wait(); 
notify();
notifyAll();

// 使用lock的条件唤醒
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
Condition condition= lock.newCondition();
lock.lock();
try{
   // 当前线程唤醒或等待
    condition.await();
    condition.signal();
    condition.signalAll();
} finally {
  lock.unlock
}

// LockSupport,可以先unpark,后续park不会阻塞线程
LockSupport.park(obj);
LockSupport.unpark(thread);

线程编排 

// CountDownLatch
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2);
new Thread(() -> {
    try {
       ...
    }finally {
       countDownLatch.countDown();
    }
}).start();
countDownLatch.await();

// CompletableFuture
CompletableFuture<Void> task1 = CompletableFuture.runAsync(() -> {});
CompletableFuture<Void> task2 = CompletableFuture.runAsync(() -> {});
CompletableFuture<Void> task3 = CompletableFuture.runAsync(() -> {});
CompletableFuture.allOf(task1, task2, task3).get();

// Semaphore
Semaphore semaphore = new Semaphore(5);
try {
    semaphore.acquire();
} finally {
    semaphore.release(); 
}

Java 框架搜集

Java 集合

集合 Interface 有序 已排序 线程安全 复制 Nullable
ArrayList List Y N N Y Y
Vector List Y N Y Y Y
LinkedList List, Deque Y N N Y Y
CopyOnWriteArrayList List Y N Y Y Y
HashSet Set N N N N One null
LinkedHashSet Set Y N N N One null
TreeSet Set Y Y N N N
CopyOnWriteArraySet Set Y N Y N One null
ConcurrentSkipListSet Set Y Y Y N N
HashMap Map N N N N (key) One null (key)
HashTable Map N N Y N (key) N (key)
LinkedHashMap Map Y N N N (key) One null (key)
TreeMap Map Y Y N N (key) N (key)
ConcurrentHashMap Map N N Y N (key) N
ConcurrentSkipListMap Map Y Y Y N (key) N
ArrayDeque Deque Y N N Y N
PriorityQueue Queue Y N N Y N
ConcurrentLinkedQueue Queue Y N Y Y N
ConcurrentLinkedDeque Deque Y N Y Y N
ArrayBlockingQueue Queue Y N Y Y N
LinkedBlockingDeque Deque Y N Y Y N
PriorityBlockingQueue Queue Y N Y Y N

ArrayList 

List<Integer> nums = new ArrayList<>();
// 添加
nums.add(2);
nums.add(5);
nums.add(8);
// 检索
System.out.println(nums.get(0));
// 为循环迭代编制索引
for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
    System.out.println(nums.get(i));
}
nums.remove(nums.size() - 1);
nums.remove(0); // 非常慢
for (Integer value : nums) {
    System.out.println(value);
}
// lambda 打印元素
nums.forEach(e -> System.out.println(e.toString()));

HashMap 

Map<Integer, String> m = new HashMap<>();
m.put(5, "Five");
m.put(8, "Eight");
m.put(6, "Six");
m.put(4, "Four");
m.put(2, "Two");
// 检索
System.out.println(m.get(6));
// Lambda forEach
m.forEach((key, value) -> {
    String msg = key + ": " + value;
    System.out.println(msg);
});

ConcurrentHashMap 

ConcurrentHashMap<Integer, String> m
            = new ConcurrentHashMap<>();
m.put(100, "Hello");
m.put(101, "Geeks");
m.put(102, "Geeks");
// 移除
m.remove(101, "Geeks");

// 如果不存在，就添加，存在就不变更
m.putIfAbsent(103, "Hello");
 
// 替换
m.replace(101, "Hello", "For");
System.out.println(m);

HashSet 

Set<String> set = new HashSet<>();
if (set.isEmpty()) {
    System.out.println("Empty!");
}
set.add("dog");
set.add("cat");
set.add("mouse");
set.add("snake");
set.add("bear");
if (set.contains("cat")) {
    System.out.println("Contains cat");
}
set.remove("cat");
for (String element : set) {
    System.out.println(element);
}
set.forEach(e -> System.out.println(e.toString()));

ArrayDeque 

Deque<String> a = new ArrayDeque<>();
// 使用 add()
a.add("Dog");
// 使用 addFirst()
a.addFirst("Cat");
// 使用 addLast()
a.addLast("Horse");
// [Cat, Dog, Horse]
System.out.println(a);
// 访问元素
System.out.println(a.peek());
// 移除元素
System.out.println(a.pop());

杂项 Misc

访问修饰符

修饰符 Class Package Subclass World
public Y Y Y Y
protected Y Y Y N
no modifier Y Y N N
private Y N N N

常用表达 

String text = "I am learning Java";
// 删除所有空格
text.replaceAll("\\s+", "");
// 拆分字符串
text.split("\\|");
text.split(Pattern.quote("|"));

查看: Regex in java

注释 Comment 

// 我是单行注释！
 
/*
而我是一个
多行注释！
*/
/**
  * 这个
  * 是
  * 文档
  * 注释
 */

关键字

  • abstract
  • continue
  • for
  • new
  • switch
  • assert
  • default
  • goto
  • package
  • synchronized
  • boolean
  • do
  • if
  • private
  • this
  • break
  • double
  • implements
  • protected
  • throw
  • byte
  • else
  • import
  • public
  • throws
  • case
  • enum
  • instanceof
  • return
  • transient
  • catch
  • extends
  • int
  • short
  • try
  • char
  • final
  • interface
  • static
  • void
  • class
  • finally
  • long
  • strictfp
  • volatile
  • const
  • float
  • native
  • super
  • while

数学方法

方法 说明
Math.max(a,b) a 和 b 的最大值
Math.min(a,b) a 和 b 的最小值
Math.abs(a) 绝对值
Math.sqrt(a) a 的平方根
Math.pow(a,b) b 的幂
Math.round(a) 最接近的整数
Math.sin(ang) 正弦
Math.cos(ang) ang 的余弦
Math.tan(ang) ang 的切线
Math.asin(ang) ang 的反正弦
Math.log(a) a 的自然对数
Math.toDegrees(rad) 以度为单位的角度弧度
Math.toRadians(deg) 以弧度为单位的角度度

异常 Try/Catch/Finally 

try {
  // something
} catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
} finally {
  System.out.println("always printed");
}

反射 

/**
* 利用反射动态加载依赖库
* java9及以上版本可用
* @param jar jar文件
*/
Method method = URLClassLoader.class.getDeclaredMethod("addURL", URL.class);
method.setAccessible(true);
MethodHandle addURL = lookup.unreflect(method);
URL url = jar.toURI().toURL();
URLClassLoader urlClassLoader = new URLClassLoader(new URL[] {url});
addURL.invoke(urlClassLoader, url);
//java8
Method method = URLClassLoader.class.getDeclaredMethod("addURL", URL.class);
method.setAccessible(true);
method.invoke(classLoader, url);

util工具类

  • ArrayDeque 提供 resizable-array 并实现 Deque 接
  • Arrays 包含一个静态工厂，允许将数组视为列表
  • Collections 包含对集合进行操作或返回集合的静态方法
  • Date 表示特定的时间瞬间，精度为毫秒
  • Dictionary 是任何类的抽象父类，例如 Hashtable，它将键映射到值
  • EnumMap 一个专门用于枚举键的 Map 实现
  • EnumSet 一个专门用于枚举键的 Set 实现
  • Formatter 提供对布局对齐和对齐、数字、字符串和日期/时间数据的常用格式以及特定于语言环境的输出的支持
  • SecureRandom 实例用于生成安全的伪随机数流
  • UUID 表示一个不可变的通用唯一标识符
  • Vector 实现了一个可增长的对象数组
  • LocalDate 表示没有时区的日期，只包含年月日，不可变并且线程安全的，java8 及以上版本可用
  • LocalTime 表示没有时区的时间，只包含时分秒，不可变并且线程安全的，java8 及以上版本可用
  • LocalDateTime 表示没有时区的日期时间，同时包含年月日时分秒，不可变并且线程安全的，java8 及以上版本可用

IO流 

// 输入流转输出流
byte[] inputContent = "test".getBytes();
try (InputStream inputStream = new ByteArrayInputStream(inputContent);
     OutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream()) {
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while ((len = inputStream.read(buffer)) != -1) {
        outputStream.write(buffer, 0, len);
    }
} catch (IOException e) {
    throw new RuntimeException(e);
}

Collections 工具类 

// 计算出现频率
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(3);
list.add(3);
int frequency = Collections.frequency(list, 2); // frequency = 2

Stream 流 

// 统计词频
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(1);
list.add(3);
list.add(2);
list.add(2);
list.add(2);
Map<Integer, Long> frequencyMap = list.stream().collect(Collectors.groupingBy(x -> x, Collectors.counting()));
// 1: 2
// 2: 3
// 3: 1

另见