# 阶段一：Java 语言基础 —— 核心知识点总纲

> 本阶段涵盖：**Java 入门与数据类型、流程控制与运算符、分支循环与数组、数组进阶与排序算法、方法与 Random**
> 细分文档：`按日细分/20260713-笔记.md` ~ `按日细分/20260717-笔记.md`
> 学生需要重点理解、背诵、掌握的理论核心知识点。

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## 一、Java 入门与数据类型（对应 07-13）

### 1. Java 文件结构与注释
- `.java` 源文件 = Java 代码 + 注释（注释不参与编译运行）
- 三种注释：单行 `//`、多行 `/* */`、文档 `/** */`（生成 API 文档）

### 2. 基本数据类型（4 类 8 种，必背）

| 类型 | 位数 | 字节 | 范围 |
|------|------|------|------|
| byte | 8 | 1 | -2⁷ ~ 2⁷-1 |
| short | 16 | 2 | -2¹⁵ ~ 2¹⁵-1 |
| int | 32 | 4 | -2³¹ ~ 2³¹-1 |
| long | 64 | 8 | -2⁶³ ~ 2⁶³-1 |
| float | 32 | 4 | ±3.4×10³⁸ |
| double | 64 | 8 | ±1.8×10³⁰⁸ |
| char | 16 | 2 | 0~65535（Unicode） |
| boolean | 1 | 1 | true/false |

- 整数默认 `int`、小数默认 `double`；`long` 加 `L`、`float` 加 `F`
- 存储单位：1B = 8bit；1KB=1024B；1MB=1024KB；1GB=1024MB；1TB=1024GB

### 3. 基本类型 vs 引用类型（四大区别必背）

| 维度 | 基本类型 | 引用类型 |
|------|---------|---------|
| 存什么 | 直接存"值" | 存空间地址值 |
| 默认值 | 0 / 0.0 / false | null |
| 赋值 | 复制值，独立 | 复制地址，可能共享 |
| 比较 | 比较值 | 比较地址 |

> ⚠️ **String 不是关键字**，是引用类型（类），大驼峰命名。

### 4. 类型转换（必背方向）
- **自动转换**：`byte → short → int → long → float → double`
- **强制转换**：`(目标类型) 变量`；可能丢精度（`(int)3.94 = 3`）、可能溢出（`(byte)128 = -128`）
- **表达式提升**：byte/short/char 参与运算自动提升为 int
- **整数除法截断**：`10/3 = 3`（不四舍五入）
- **char 本质是数值**：`'A' + 6 = 71`；`char c6 = 97;` → 'a'

### 5. 编码表与 var
- ASCII（1字节）/ GBK（中文）/ Unicode（2字节）/ UTF-8（变长，互联网常用）
- **var（JDK10+）**：编译时语法糖，只在局部变量用，Java 仍是强类型语言

## 二、流程控制与运算符（对应 07-14）

### 1. 程序三大结构
顺序结构、分支结构（if-else）、循环结构

### 2. 算术/赋值/比较运算符要点
- 整数除法截断；0 不能做除数（整数抛 ArithmeticException，浮点得 Infinity/NaN）
- 取模符号与被除数一致：`-10 % 3 = -1`
- **复合赋值隐含强转**：`a += 6` 可，`a = a + 6` 报错
- **浮点精度陷阱**：`0.1 + 0.2 == 0.3` 为 false，用 printf 或误差范围比较

### 3. 逻辑运算符（必背真值表）

| 运算符 | 名称 | 短路特性 |
|--------|------|---------|
| `&` | 与 | 无 |
| `\|` | 或 | 无 |
| `!` | 非 | 单目 |
| `&&` | 短路与 | **左边 false 右边不执行** |
| `\|\|` | 短路或 | **左边 true 右边不执行** |
| `^` | 异或 | 相同 false、不同 true |

### 4. 位运算符（操作整型二进制位）

| 运算符 | 规律 |
|--------|------|
| `&` / `\|` / `^` / `~` | 按位与/或/异或/取反 |
| `<<` | 左移，**×2ⁿ**（低位补0） |
| `>>` | 右移，**÷2ⁿ**（高位补符号位） |
| `>>>` | 无符号右移，高位补0，负数变大正数 |

### 5. 三目运算符与优先级
- `布尔 ? 表达式1 : 表达式2`；简单二选一赋值用三目，复杂用 if-else
- **优先级口诀**：括号最高 → 单目 → 乘除 → 加减 → 移位 → 比较 → 相等 → 位逻辑 → 短路逻辑 → 三目 → 赋值最低

## 三、分支循环与数组（对应 07-15）

### 1. switch 分支
- `if` 范围匹配，`switch` **具体值匹配**
- 传统：`case 值:` + `break;`（不写 break 会穿透）
- 增强 switch（JDK17+）：`case 值 ->` 自带 break、多值匹配 `case "1","2" ->`、switch 表达式必须有 default

### 2. 三种循环对比（必背）

| 循环 | 判断时机 | 最少执行次数 |
|------|---------|------------|
| for | 先判断后执行 | 0 |
| while | 先判断后执行 | 0 |
| do...while | 先执行后判断 | **1** |

### 3. 循环控制（必背）
- `break`：结束整个循环（循环外继续）
- `continue`：结束本轮循环（进入下一轮）
- `return`：结束整个方法（循环外也不执行）

### 4. 数组（引用类型）
- 特点：连续存储、索引访问、固定长度、同类型、索引从 0 开始
- **动态初始化** `new int[10]`（程序员定长度，默认值）；**静态初始化** `{1,3,5}`（程序员赋值）
- 默认值：int→0、double→0.0、boolean→false、引用→null
- 遍历：`for (int i = 0; i < arr.length; i++)`
- ⚠️ 越界抛 `ArrayIndexOutOfBoundsException`

### 5. 经典算法
闰年、三数最大值（嵌套三目）、水仙花数（取位：`/100`、`/10%10`、`%10`）、数字加密（取位→加5→%10→互换）、变量交换（加减法/异或法）

## 四、数组进阶与排序算法（对应 07-16）

### 1. 多维数组与 foreach
- 二维数组 = 数组的数组（存一维数组引用）；遍历两层循环（外层 `arr.length`、内层 `arr[i].length`）
- **foreach**：`for (类型 变量 : 数组)`，只能遍历全部，**无法获取索引**

### 2. Arrays 工具类（必背）
`sort()`、`toString()`、`copyOf()`、`copyOfRange(arr, from, to)`、`binarySearch()`（**必须先排序**）

### 3. 三种排序算法（必会手写，必背对比）

| 特性 | 冒泡 | 选择 | 插入 |
|------|------|------|------|
| 思想 | 相邻比较大的后冒 | 每轮选最小交换 | 插入已排序区正确位置 |
| 每轮交换 | 多次 | **最多1次** | 多次（后移） |
| 最好复杂度 | O(n)优化版 | O(n²) | **O(n)** |
| 稳定性 | ✅ | ❌ | ✅ |
| 实用性 | 低 | 中 | **高** |

- 冒泡：外层 n-1 轮，内层 `arr.length-1-i`；布尔标记优化提前结束
- 选择：`minIndex` 记录最小索引，`minIndex != i` 才交换
- 插入：`current = arr[i]`，从后往前找位置，大元素后移，`arr[j+1] = current`

### 4. Scanner 键盘输入（必会）
- 四步骤：导包 → `new Scanner(System.in)` → 调用方法 → `close()`
- `nextInt()`/`nextDouble()`/`next()`/`nextLine()`/`nextBoolean()`/`next().charAt(0)`
- **陷阱**：`nextInt()` 后 `nextLine()` 读到空串（换行符残留）→ 先调一次 `nextLine()` 吃掉换行
- `next()` 以空格/换行结束，`nextLine()` 仅以换行结束

## 五、方法与 Random（对应 07-17）

### 1. 方法四种声明方式（必背）

| 类型 | 格式 | 场景 |
|------|------|------|
| 无参无返回值 | `void 方法名()` | 输出固定内容 |
| 有参无返回值 | `void 方法名(参数)` | 执行操作并输出 |
| 有参有返回值 | `类型 方法名(参数)` | 计算并返回 |
| 无参有返回值 | `类型 方法名()` | 获取常量/随机数 |

- 无返回值必须 `void` 占位；有返回值用 `return`
- **方法中可调用方法**（复用）：`rotundityArea()` 内部调用 `getPI()`

### 2. 数组作为方法参数
```java
public static void bubbleSort(int[] arr) { }
bubbleSort(myScore);   // 直接传数组名
```

### 3. Random 随机数
```java
Random ran = new Random();
ran.nextInt();         // 任何 int
ran.nextInt(100);      // 0~99
ran.nextInt(6) + 1;    // 1~6（偏移）
```
> 对比 `Math.random()`：double (0.0~1.0)，需手动运算范围。

## 本阶段必须背诵的核心口诀

1. **整数默认 int，小数默认 double**
2. **自动转换方向**：byte → short → int → long → float → double
3. **整数除法砍小数、取模符号随被除数**
4. **短路与短路或**：&& 左 false 右不跑、|| 左 true 右不跑
5. **左移×2、右移÷2、无符号右移补0**
6. **do...while 至少执行一次**
7. **break 结束整个循环、continue 结束本轮、return 结束方法**
8. **冒泡稳定、选择不稳定、插入最实用**
9. **Scanner 陷阱**：nextInt 后 nextLine 需先吃换行
10. **方法的四象限**：有参/无参 × 有返回值/无返回值