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Java 核心知识点笔记（集合、浮点存储、异常、反射、static/this关键字）

news 2025/11/17 8:11:34

一、集合框架核心类：ArrayList

1. 类定位

集合框架中 List 接口的实现类，基于动态数组实现。

2. 核心特性

内部封装 Object 类型数组，初始长度为 10，支持自动扩容（长度可变）；
查询快（数组支持索引直接访问），增删慢（需移动数组元素）；
线程不安全

二、浮点类型存储规则

1. 核心原理

基于二进制科学计数法表示：value = (-1)^S × M × 2^E；
- S：符号位（0 = 正数，1 = 负数）；
- M：尾数（有效数字，二进制下隐含整数位 1，仅存小数部分）；
- E：指数（偏移存储，避免负指数开销）。

2. 常用类型存储结构

类型	总位数	符号位 (S)	指数位 (E)	尾数位 (M)	指数偏移量	有效精度（十进制）
单精度（float）	32	第 31 位	第 30-23 位	第 22-0 位	127	7~8 位
双精度（double）	64	第 63 位	第 62-52 位	第 51-0 位	1023	15~17 位

3. 关键特性与注意点

精度有限：无法精确表示所有十进制小数（如 0.1 二进制无限循环），会导致精度丢失（例：0.1 + 0.2 != 0.3）；
表示范围广：float 支持 ±10^±38，double 支持 ±10^±308，远大于同位数整数；
特殊值：E 全 1+M 全 0 为 ±∞，E 全 1+M 非 0 为 NaN，E 全 0+M 非 0 为非规格化数（接近 0 的极小值）。

三、HashSet 去重机制与 equals/hashCode 关系

1. HashSet 去重逻辑

基于 HashMap 实现，核心：先比较 hashCode，再比较 equals；
1. 新增对象时，通过 hashCode() 确定哈希表 “桶位置”；
2. 若桶中已有对象，调用 equals() 比较是否相同；
3. 仅当 hashCode 不同，或 hashCode 相同但 equals 为 false 时，视为不同对象存储。

2. 重写 equals 必须重写 hashCode 的原因

Java 规范：equals 为 true 的对象，hashCode 必须相同；
不重写后果：自定义类默认 hashCode 基于内存地址生成，导致 “逻辑相等的对象（equals 为 true）hashCode 不同”，HashSet 去重失效。

3. 正确重写示例

class Dog {private String name;@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Dog dog = (Dog) o;return Objects.equals(name, dog.name);}@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(name);}
}

四、Java 异常体系

1. 体系结构

根类：Throwable，分为两大分支：
- 错误（Error）：系统级严重问题（如 OutOfMemoryError、StackOverflowError），程序无法恢复；
- 异常（Exception）：分为受检异常和非受检异常（运行时异常）。

2. 异常分类与特点

类型	编译期约束	产生原因	示例
受检异常（Checked）	强制处理	外部环境 / 资源问题	`IOException`、`SQLException`
运行时异常（Unchecked）	不强制处理	程序逻辑错误	`NullPointerException`、`ArrayIndexOutOfBoundsException`

3. 异常处理方式：throws 关键字

（1）核心作用

异常上抛：当前方法不处理异常，声明可能抛出的异常类型，将处理责任交给调用者（仅用于受检异常）。

（2）使用格式

// 单个异常
返回值类型 方法名(参数列表) throws 异常类型1 { ... }
// 多个异常
返回值类型 方法名(参数列表) throws 异常类型1, 异常类型2 { ... }

（3）核心规则

受检异常必须声明，运行时异常可省略；
调用者需通过 try-catch 捕获或继续 throws 上抛，最终必须有方法处理（否则 JVM 终止程序）；
重写方法声明的异常不能比父类更宽泛。

（4）示例与异常传递

// 声明抛出 IOException
public static void readFile(String filePath) throws IOException {FileReader reader = new FileReader(filePath);reader.close();
}
// 调用者处理方式1：try-catch 捕获
public static void main(String[] args) {try {readFile("test.txt");} catch (IOException e) {System.out.println("文件读取失败：" + e.getMessage());}
}
// 调用者处理方式2：继续上抛
public static void main(String[] args) throws IOException {readFile("test.txt");
}