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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

public static void bubbleSort(int[] arr) { }
bubbleSort(myScore);   // 直接传数组名

3. Random 随机数

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