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Java 基礎核心知識體系總結（一）：從對象模型到內存管理

編輯：Java 綜合教學

前言

Java 作為面向對象語言的代表，「一切皆對象」不僅是口號，更貫穿於類設計、內存模型、垃圾回收等核心機制中。本文系統梳理 Java 基礎知識體系的第一部分，涵蓋對象創建、訪問控制、基本類型與包裝類、變量聲明及垃圾回收機制，為進階學習打牢地基。

一、類與對象：Java 程序的基本構建單元

1.1 類的定義與構成

public class ATypeName {
    // 字段（數據成員/屬性）
    private String name;
    private int age;
    
    // 構造方法
    public ATypeName(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    // 方法（成員函數/行為）
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello, " + name);
    }
}

類的兩大核心元素：

字段：描述對象狀態，可為基本類型或引用類型
方法：描述對象行為，由方法名、參數列表、返回值、方法體組成

1.2 對象的創建與使用

// 實例化對象：new 關鍵字調用構造方法
ATypeName obj = new ATypeName("張三", 25);
// 調用方法
obj.sayHello();

二、訪問控制：封裝性的核心體現

修飾符	同類	同包	子類(異包)	非子類(異包)
public	✓	✓	✓	✓
protected	✓	✓	✓	✗
default(無)	✓	✓	✗	✗
private	✓	✗	✗	✗

最佳實踐：字段優先 private，通過公有 getter/setter 暴露；方法按需暴露，內部輔助方法用 private。

三、基本類型與包裝類：跨越基本類型與對象的橋樑

3.1 八大基本類型

類別	類型	位數	默認值	包裝類
整數	byte	8	0	Byte
	short	16	0	Short
	int	32	0	Integer
	long	64	0L	Long
浮點	float	32	0.0f	Float
浮點	double	64	0.0d	Double
字符	char	16	'\u0000'	Character
布爾	boolean	1(邏輯)	false	Boolean

特殊類型：void 無返回值標識，包裝類 Void；高精度計算用 BigInteger/BigDecimal（不可變對象）。

3.2 自動裝箱與拆箱

// 裝箱：基本類型 → 包裝類
Integer num = 100;        // 編譯器自動轉為 Integer.valueOf(100)
// 拆箱：包裝類 → 基本類型
int val = num;            // 編譯器自動轉為 num.intValue()

// 緩存機制：-128 到 127 的 Integer/Long/Short/Byte/Character 會緩存
Integer a = 100, b = 100; // a == b 為 true（同一緩存對象）
Integer c = 200, d = 200; // c == d 為 false（新建對象），需用 equals 比較

3.3 常見陷阱

空指針風險：包裝類可為 null，拆箱時需非空判斷
性能開銷：頻繁裝箱/拆箱產生大量臨時對象，熱點路徑優先用基本類型
== 比較：基本類型比值，包裝類比引用，務必用 equals()

四、變量聲明與字符串處理

4.1 變量分類

成員變量：類中方法外，有默認值，存堆內存
局部變量：方法/代碼塊內，無默認值，必須顯式初始化，存棧內存
靜態變量：static 修飾，屬於類，類加載時初始化，存方法區

4.2 字符串創建方式

// 字面量：常量池中復用
String s1 = "hello";
String s2 = "hello"; // s1 == s2 為 true

// new 對象：堆中新建
String s3 = new String("hello"); // s1 == s3 為 false
String s4 = new String("hello"); // s3 == s4 為 false

// 內容比較永遠用 equals()
s1.equals(s3); // true