学习笔记

快速幂

思路：分治法，递归依次求出每次二分之一次方的值，再进行汇总

    public double myPow(double x, int n) {
        return n >= 0?pow(x,n):1.0/pow(x,n);
    }

    public double pow(double x, int n){
        if(n == 0){
            return 1.0;
        }
        double y = pow(x,n/2);
        return n%2==0?y*y:y*y*x;
    }

java IO

字节流和字符流

从数据传输方式的角度，IO分成字节流（计算机）和字符流（人）

字节流读取单个字节，字符流读取单个字符(一个字符根据编码的不同，对应的字节也不同，如 UTF-8 编码中文汉字是 3 个字节，GBK编码中文汉字是 2 个字节。)

字节流用来处理二进制文件(图片、MP3、视频文件)，字符流用来处理文本文件(可以看做是特殊的二进制文件，使用了某种编码，人可以阅读)。

编码就是把字符转换为字节，而解码是把字节重新组合成字符。

如果编码和解码过程使用不同的编码方式那么就出现了乱码。

GBK 编码中，中文字符占 2 个字节，英文字符占 1 个字节；
UTF-8 编码中，中文字符占 3 个字节，英文字符占 1 个字节；
UTF-16be 编码中，中文字符和英文字符都占 2 个字节。

UTF-16be 中的 be 指的是 Big Endian，也就是大端。相应地也有 UTF-16le，le 指的是 Little Endian，也就是小端。

Java 使用双字节编码 UTF-16be，这不是指 Java 只支持这一种编码方式，而是说 char 这种类型使用 UTF-16be 进行编码。char 类型占 16 位，也就是两个字节，Java 使用这种双字节编码是为了让一个中文或者一个英文都能使用一个 char 来存储。

在这里插入图片描述

IO装饰者模式

FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(filePath);
BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(fileInputStream);

实例化一个具有缓存功能的字节流对象时，只需要在 FileInputStream 对象上再套一层 BufferedInputStream 对象即可。

此时FileInputStream是被装饰者，BufferedInputStream是装饰者，所以这个算是较为常见的形式，多层Stream相互嵌套。

File相关操作

File 类可以用于表示文件和目录的信息，但是它不表示文件的内容。

递归地列出一个目录下所有文件:

public static void listAllFiles(File dir) {
    if (dir == null || !dir.exists()) {
        return;
    }
    if (dir.isFile()) {
        System.out.println(dir.getName());
        return;
    }
    for (File file : dir.listFiles()) {
        listAllFiles(file);
    }
}

字节流相关操作

        public static void copyFile(String src, String dist) throws IOException {

            FileInputStream in = new FileInputStream(src);
            FileOutputStream out = new FileOutputStream(dist);
            byte[] buffer = new byte[20 * 1024];

            // read() 最多读取 buffer.length 个字节
            // 返回的是实际读取的个数
            // 返回 -1 的时候表示读到 eof，即文件尾
            // in相关方法是read，将传入的字节流读进缓存中，数据流动方向是参数到in中
            // out相关方法是write，将数据从out方法中写出到out中
            while (in.read(buffer, 0, buffer.length) != -1) {
                out.write(buffer);
            }

            in.close();
            out.close();
        }

逐行输出文本文件内容

public static void readFileContent(String filePath) throws IOException {

    FileReader fileReader = new FileReader(filePath);
    BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(fileReader);

    String line;
    while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }

    // 装饰者模式使得 BufferedReader 组合了一个 Reader 对象
    // 在调用 BufferedReader 的 close() 方法时会去调用 Reader 的 close() 方法
    // 因此只要一个 close() 调用即可
    bufferedReader.close();
}

序列化&Serializable&transient

序列化就是将一个对象转换成字节序列，方便存储和传输

序列化就是将一个对象转换成字节序列，方便存储和传输。

序列化: ObjectOutputStream.writeObject()
反序列化: ObjectInputStream.readObject()

不会对静态变量进行序列化，因为序列化只是保存对象的状态，静态变量属于类的状态。

Serializable

序列化的类需要实现 Serializable 接口，它只是一个标准，没有任何方法需要实现，但是如果不去实现它的话而进行序列化，会抛出异常。

public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
    A a1 = new A(123, "abc");
    String objectFile = "file/a1";
    ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(objectFile));
    objectOutputStream.writeObject(a1);
    objectOutputStream.close();

    ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(objectFile));
    A a2 = (A) objectInputStream.readObject();
    objectInputStream.close();
    System.out.println(a2);
}

private static class A implements Serializable {
    private int x;
    private String y;

    A(int x, String y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "x = " + x + "  " + "y = " + y;
    }
}

transient

transient 关键字可以使一些属性不会被序列化

Java中的网络支持

InetAddress: 用于表示网络上的硬件资源，即 IP 地址；

URL: 统一资源定位符；

Sockets: 使用 TCP 协议实现网络通信；

Datagram: 使用 UDP 协议实现网络通信。

InetAddress

没有公有的构造函数，只能通过静态方法来创建实例。

InetAddress.getByName(String host);
InetAddress.getByAddress(byte[] address);

URL

可以直接从 URL 中读取字节流数据。

public static void main(String[] args) throws IOException {
        
        URL url = new URL("http://www.baidu.com");
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(url.openStream(),"utf-8"));
        String line;
        while ((line = br.readLine()) != null){
            System.out.println(line);
        }
        br.close();
}

Sockets

ServerSocket: 服务器端类
Socket: 客户端类
服务器和客户端通过 InputStream 和 OutputStream 进行输入输出。

Datagram

DatagramSocket: 通信类
DatagramPacket: 数据包类

装饰者模式

装饰者和具体组件都继承自组件，具体组件的方法实现不需要依赖于其它对象，而装饰者组合了一个组件，这样它可以装饰其它装饰者或者具体组件。所谓装饰，就是把这个装饰者套在被装饰者之上，从而动态扩展被装饰者的功能。装饰者的方法有一部分是自己的，这属于它的功能，然后调用被装饰者的方法实现，从而也保留了被装饰者的功能。可以看到，具体组件应当是装饰层次的最低层，因为只有具体组件的方法实现不需要依赖于其它对象。

具体实例：

设计不同种类的饮料，饮料可以添加配料，比如可以添加牛奶，并且支持动态添加新配料。每增加一种配料，该饮料的价格就会增加，要求计算一种饮料的价格。

下图表示在 DarkRoast 饮料上新增新添加 Mocha 配料，之后又添加了 Whip 配料。DarkRoast 被 Mocha 包裹，Mocha 又被 Whip 包裹。它们都继承自相同父类，都有 cost() 方法，外层类的 cost() 方法调用了内层类的 cost() 方法。