这本书被誉为Java领域的“圣经”,其核心价值在于帮助读者建立“面向对象”的思维模式,而不仅仅是学习Java语言的语法,思维导图将围绕这个核心思想展开。

《Java编程思想》核心内容思维导图
中心主题:Java编程思想 - 面向对象的灵魂
第一部分:Java基础与核心概念
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引言:对象与类
- 面向对象程序设计
- 抽象:忽略复杂细节,关注核心功能。
- 封装:将数据(属性)和操作数据的方法(行为)捆绑在一个单元(类)中,并隐藏内部实现。
- 继承:基于现有类创建新类,实现代码复用和层次关系。
- 多态:允许不同类的对象对同一消息做出响应,同一接口,不同实现。
- 类与对象
- 类:创建对象的模板或蓝图,定义了对象的属性和行为。
- 对象:类的实例,是具体的实体,在内存中占有空间。
- 使用IDE:集成开发环境(如IntelliJ IDEA, Eclipse)的使用。
- 面向对象程序设计
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一切都是对象
- 用引用操纵对象:Java中通过“引用”来操作对象,引用指向对象在内存中的地址。
- 必须由你创建所有对象:
new关键字创建对象实例。 - 存储到什么地方:
- 寄存器:最快,由JVM管理。
- 堆栈:存储基本类型数据和对象引用。
- 堆:存储所有Java对象实例。
- 常量存储:存储字符串常量等。
- 非RAM存储:流对象、持久化对象等。
- 特例:基本类型
- 不是对象,存储在堆栈中。
- 包含:
boolean,char,byte,short,int,long,float,double。 - 高精度数学:
BigInteger,BigDecimal。
- Java数组与C++数组对比:Java数组是对象,有边界检查。
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控制执行流程
if-else:条件分支。for循环:确定次数的循环。while循环:不确定次数的循环。do-while循环:至少执行一次的循环。switch:多路分支。break与continue:中断循环或跳过本次迭代。goto:Java中没有goto(但通过break label/continue label模拟)。
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初始化与清理
(图片来源网络,侵删)- 构造器:与类同名,用于初始化对象,没有返回值。
- 方法重载:同名方法,参数列表不同。
this关键字:指代当前对象实例。- 清理:终结器与垃圾回收
- 垃圾回收器:自动回收不再使用的对象内存。
- 终结器:
finalize()方法,不推荐依赖,执行时机不确定。
- 成员初始化
- 默认初始化:成员变量有默认值。
- 指定初始化:声明时直接赋值。
- 初始化块:在构造器执行前运行的代码块。
- 构造器初始化:通过构造器参数进行初始化。
第二部分:面向对象深度探索
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隐藏实现细节
- 包:库单元:
package关键字,用于组织类,命名空间管理。 - Java访问权限修饰符
public:任何地方都可访问。protected:同包、子类可访问。- 包级私有(无修饰符):同包可访问。
private:仅本类可访问。
classpath与import:classpath告诉JVM去哪里找类,import引入其他包的类。- 访问权限与继承:
private成员不会被继承,protected成员在子类中可访问。
- 包:库单元:
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复用类
- 组合:在新类中创建现有类的对象。
has-a关系。 - 继承:创建一个新类,它是现有类的特殊版本。
is-a关系。- 方法重写:子类提供与父类相同签名的方法实现。
super关键字:指代父类对象,用于调用父类方法或构造器。
- 代理:组合与继承的折中方案。
final关键字final类:不能被继承。final方法:不能被重写。final变量:基本类型为常量,引用类型为不可再指向新对象。
- 组合:在新类中创建现有类的对象。
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多态
- 向上转型:将子类对象当作其父类类型使用,这是实现多态的基础。
- 方法调用绑定
- 前期绑定:在程序执行前(编译期)就确定调用哪个方法,适用于
private,static,final方法。 - 后期绑定:在程序运行时根据对象的实际类型确定调用哪个方法,这是多态的核心。
- 前期绑定:在程序执行前(编译期)就确定调用哪个方法,适用于
- 构造器和多态
- 构造器内部调用顺序:基类构造器 -> 成员对象初始化 -> 派生类构造器。
- 不要在构造器中调用会被重写的方法:可能导致未初始化的对象状态。
- 抽象类和接口:定义多态的“契约”。
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接口与抽象类
(图片来源网络,侵删)- 抽象类:包含抽象方法(没有方法体)的类,不能被实例化,用于提供部分实现和共同的基类。
- 接口
- 纯粹抽象的概念,只包含
public static final常量和public abstract方法(Java 8前)。 - 作用:定义能力,实现类与调用者之间的解耦。
- 实现接口:
implements关键字。
- 纯粹抽象的概念,只包含
- 接口与抽象类对比:
- 类只能继承一个抽象类,但可以实现多个接口。
- 抽象类可以有构造器,接口没有。
- 抽象类可以有成员变量(非
static final),接口只能是public static final。
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内部类
- 目的:将逻辑上相关的类组织在一起,隐藏实现细节,实现多继承等。
- 四种类型
- 成员内部类:作为外部类的成员,可以访问外部类的所有成员。
- 局部内部类:定义在方法或作用域内,作用域受限。
- 匿名内部类:没有类名的局部内部类,常用于简化代码,创建接口或抽象类的实例。
- 静态内部类:用
static修饰,只访问外部类的静态成员。
第三部分:Java工具与高级特性
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持续化
- 序列化:将对象转换为字节流,以便存储或传输。
transient关键字:标记不需要序列化的字段。Externalizable接口:比Serializable更灵活,允许完全控制序列化过程。
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异常处理
- 基本概念:错误处理机制,使程序更健壮。
- 异常类型
Error:JVM错误,程序无法处理(如OutOfMemoryError)。Exception:程序可以处理的异常。- 受检异常:编译器检查,必须
try-catch或throws。 - 非受检异常:运行时异常,编译器不强制检查(如
NullPointerException)。
- 受检异常:编译器检查,必须
try-catch-finallythrows关键字:声明方法可能抛出的异常。throw关键字:手动抛出异常。- 异常链:捕获一个异常并抛出另一个异常,同时保留原始异常信息。
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类型信息
Class对象:表示正在运行的Java应用程序中的类和接口。RTTI(运行类型识别):在运行时识别对象类型。instanceof:检查对象是否是某个类或其子类的实例。getClass():返回对象的Class对象。
- 反射:在运行时分析类的能力、获取类的信息(字段、方法、构造器)并操作对象。
Class.forName()getDeclaredMethods(),getField()等。- 动态代理:基于反射创建接口的代理实例。
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泛型
- 目的:在编译时进行类型检查,避免强制类型转换,提高代码安全性和可读性。
- 核心概念
- 类型参数:
<T>,<E>。 - 泛型类/接口:
class Box<T> {} - 泛型方法:
public <T> void print(T t) {} - 类型擦除:Java泛型在编译后,类型信息会被擦除,变为原始类型(Object)。
- 通配符:,表示未知类型。
? extends T(上界),? super T(下界)。
- 类型参数:
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容器(集合框架)
- 概览:用于存储和操作对象集合的工具。
- 核心接口
Collection:集合的根接口。List:有序、可重复的集合。ArrayList,LinkedList。Set:无序、不可重复的集合。HashSet,TreeSet。Queue:队列。LinkedList,PriorityQueue。Map:键值对映射,键唯一。HashMap,TreeMap,LinkedHashMap。
- 迭代器:
Iterator接口,用于遍历集合。 Arrays与Collections工具类:提供大量静态方法操作数组与集合。
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并发编程
- 基本概念:同时处理多个任务。
Thread类与Runnable接口- 通过继承
Thread或实现Runnable来创建线程。
- 通过继承
Executor框架:更高级的线程管理方式(线程池)。synchronized关键字:实现线程同步,防止竞态条件。wait(),notify(),notifyAll():线程间通信的经典方法。java.util.concurrent包- 高级并发工具:
Lock接口(ReentrantLock)替代synchronized。 - 原子类:
AtomicInteger等,保证原子操作。 - 并发集合:
ConcurrentHashMap,CopyOnWriteArrayList等,为并发场景优化。
- 高级并发工具:
第四部分:附录与其他
- 附录
- 补充材料:关于网络、I/O、Swing GUI、注解、脚本引擎等内容。
- 电子文档:本书配套的电子版内容。
学习建议
- 循序渐进:不要跳过基础,尤其是面向对象的核心思想。
- 动手实践:书中的每一个例子都亲自敲一遍、运行、修改、调试。
- 对比思考:将Java与你之前可能了解的语言(如C/C++)进行对比,理解其设计哲学。
- 拥抱变化:Java在不断发展,理解核心思想比记住某个特定版本的语法更重要。
- 善用IDE:现代IDE能极大地帮助你理解代码结构、进行调试和分析。
希望这份思维导图能帮助你更好地理解和掌握《Java编程思想》的精髓!
