Java基础回顾系列-第一天-基本语法

本文主要是介绍Java基础回顾系列-第一天-基本语法，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

Java基础回顾系列-第一天-基本语法

基础常识

人机交互方式

• 图形化界面(Graphical User Interface GUI)这种方式简单直观，使用者易于接受，容易上手操作。
• 命令行方式(Command Line Interface CLI)：需要有一个控制台，输入特定的指令，让计算机完成一些操作。较为麻烦，需要记录住一些命令。

常用的DOS命令

• dir(directory)：列出当前目录下的文件以及文件夹
• md(make directory)：创建目录
• rd(remove directory)：删除目录
• cd(change directory)：进入指定目录
• cd ..：退回到上一级目录
• cd \..：退回到根目录
• exit：退出 dos 命令行

什么是计算机语言(编程语言)

人与计算机交流的方式。如果人要与计算机交流，那么就要学习计算机语言。计算机语言有很多种，如：C，C++，Java，PHP等。

Java语言简介

Java程序运行机制

Java虚拟机（Java Virtual Machine）

• JVM是一个虚拟的计算机，具有指令集并使用不同的存储区域。负责执行指令，管理数据、内存、寄存器。
• JVM 用于运行 Java 应用程序
• 对于不同的平台，有不同的虚拟机。
• Java虚拟机机制屏蔽了底层运行平台的差别，实现了“一次编译，到处运行”。

垃圾收集机制（Garbage Collection）

• 垃圾回收：将不再使用的内存空间进行回收。
• 在 C/C++ 等语言中，由程序员负责回收无用内存。
• Java 不需要程序员负责回收无用的内存：它提供一种系统级线程跟踪存储空间的分配情况。并在JVM空闲时，检查并释放那些可被释放的存储空间。
• 垃圾回收在 Java 程序运行过程中自动进行，程序员无法精确控制和干预。

Java语言的特点

面向对象

• 两个基本概念：类、对象
• 三大特性：封装、继承、多态

健壮性

吸收了C/C++语言的优点，但去掉了其影响程序健壮性的部分。如：指针、内存的申请与释放等

跨平台性

• 跨平台性：通过Java语言编写的应用程序在不同的系统平台上都可以运行。
• 原理：只要在需要运行 java 应用程序的操作系统上，先安装一个Java虚拟机 (JVM Java Virtual Machine) 即可。由JVM来负责Java程序在该系统中的运行。

编写第一个Java程序

什么是JDK, JRE

简单而言，使用 JDK 的提供的开发工具完成 java 程序的开发，使用 JRE 运行开发好的 Java 应用程序。
JDK(Java Development Kit Java开发工具包)：JDK是提供给 Java 开发人员使用的，其中包含了 java 的开发工具，也包括了JRE。所以安装了JDK，就不用在单独安装JRE了。
JRE(Java Runtime Environment Java运行环境) ：包括Java虚拟机(JVM：Java Virtual Machine)和 Java 程序所需的核心类库等，如果想要运行一个开发好的Java程序，计算机中只需要安装JRE即可。

下载及安装 JDK

官方网址：www.oracle.com
注意： 当提示安装 JRE 时，可以选择不安装。

配置环境变量 path

• 每次执行 java 的工具都要进入到 bin 目录下，是非常麻烦的。
• 根据windows系统在查找可执行程序的原理，可以将java工具所在路径定义到 path 环境变量中，让系统帮我们去找运行执行的程序。

配置方法：

1. 进入桌面–选择“此电脑”–右键“属性”–选择“高级系统设置”–环境变量–系统变量–新建JAVA_HOME=D:\Program Files\Java\jdk-11.0.2
2. 编辑 path 环境变量，在变量值开始处加上"%JAVA_HOME%\bin"，后面用 “ ; ”和其他值分隔开即可。
3. 打开DOS命令行，任意目录下敲入javac。如果出现javac 的参数信息，配置成功。

提示：Windows 10 配置Java 环境变量：http://www.runoob.com/w3cnote/windows10-java-setup.html

HelloWorld 类

public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {System.out.println("Hello World");}
}

HelloWorld 细节

• main的方法：Java应用程序的执行入口是main()方法。它有固定的书写格式：public static void main(String[] args) {...}
  如果没有 main 方法则在运行时会抛出如下异常：
  
• 想要和JVM来个互动，只要在main方法中加入一句System.out.println("Hello World");
• 一个 Java 源文件中最多只能有一个 public 类。其它类的个数不限，如果源文件文件包含一个 public 类，它必须是该类名命名。
• Java 语言严格区分大小写。
• Java方法由一条条语句构成，每个语句以分号结束。

Java 基本语法

Java 注释

// 单行注释
/* 多行注释 */
/** 文档注释javadoc */

对于单行和多行注释，被注释的文字，不会被JVM（java虚拟机）解释执行。
多行注释里面不允许有多行注释嵌套。

Java API文档

API （Application Programming Interface,应用程序编程接口）是 Java 提供的基本编程接口。
官网地址：https://docs.oracle.com/en/java/javase/
Java语言提供了大量的基础类，因此 Oracle 也为这些基础类提供了相应的API文档，用于告诉开发者如何使用这些类，以及这些类里包含的方法。

关键字

关键字的定义和特点
定义：被Java语言赋予了特殊含义，用做专门用途的字符串（单词）
特点：关键字中所有字母都为小写

标识符

Java 对各种变量、方法和类等要素命名时使用的字符序列称为标识符
凡是自己可以起名字的地方都叫标识符。
定义合法标识符规则：

• 由26个英文字母大小写，数字：0-9 ，_或 $ 组成数字不可以开头。
• 不可以使用关键字和保留字，但能包含关键字和保留字。
• Java中严格区分大小写，长度无限制。
• 标识符不能包含空格。

注意： 在起名字的时，为了提高阅读性，要尽量有意义，“见名知意”。

常量

程序中固定不变的值。
需注意基本类型与引用类型的区别。

final double PI = 3.14159;

变量

变量的概念

• 内存中的一个存储区域
• 该区域有自己的名称（变量名）和类型（数据类型）
• Java中每个变量必须先声明，后使用
• 该区域的数据可以在同一类型范围内不断变化

变量的定义

数据类型 变量名 = 初始化值

变量的使用

变量是通过使用变量名来访问这块区域的。
Java是强类型语言，每个变量必须先声明类型，后使用。
变量的作用域：一对{ }之间有效。

变量的分类

按被声明的位置划分

• 成员变量：方法外部、类的内部定义的变量。
• 局部变量：方法或语句块内部定义的变量。

注意： 类外面（类对应的大括号外面）不能有变量的声明。

按所属的数据类型划分

基本数据类型变量
引用数据类型变量

基础数据类型

参考使用原则：

• ==如果要是描述数字首选一定是int（整数）、double（小数）
• 如果要是进行数据传输或者文字编码转换使用byte类型（二进制处理操作）
• 处理中文的时候最方便的操作使用char（字符）
• 描述文件大小、描述表的主键列（自动增长）可以使用long

整形类型（byte、short、int、long）

注意： Java 的整型常量默认为 int 型，声明 long 型常量须后加 ‘l’ 或 ‘L’，推荐大写’L’，因为小写的跟数字一很相像。

浮点类型（float、double）

float表示单精度类型；double表示双精度类型。
注意： Java 的浮点型常量默认为 double 型，声明 float 型常量，须后加 ‘f’ 或 ‘F’。
浮点型常量有两种表示形式：
十进制数形式：如：5.12 512.0f .512 (必须有小数点）
科学计数法形式:如：5.12e2 512E2 100E-2

字符类型（char）

char 型数据用来表示通常意义上"字符"。
字符型常量的三种表现形式：

• 字符常量是用单引号('')括起来的单个字符，涵盖世界上所有书面语的字符。例如：char c1 = 'a'; char c2 = '中'; char c3 = '9';
• Java中还允许使用转义字符’\'来将其后的字符转变为特殊字符型常量。例如：char c3 = '\n'; -- '\n'表示换行符
• 直接使用 Unicode 值来表示字符型常量：’\uXXXX’。其中，XXXX代表一个十六进制整数。如：\u000a 表示 \n。

布尔类型（boolean）

boolean 类型适于逻辑运算，一般用于程序流程控制：

• if条件控制语句；
• while循环控制语句；
• do-while循环控制语句；
• for循环控制语句；

注意：boolean类型数据只允许取值true和false，不可以0或非 0 的整数替代true和false，这点和C语言不同。

基本数据类型转换

自动类型转换(隐式类型转换)

容量小的类型自动转换为容量大的数据类型。 数据类型按容量大小排序为：

• 有多种类型的数据混合运算时，系统首先自动将所有数据转换成容量最大的那种数据类型，然后再进行计算。
• byte,short,char之间不会相互转换，他们三者在计算时首先转换为int类型。
• 当把任何基本类型的值和字符串值进行连接运算时(+)，基本类型的值将自动转化为字符串类型。

强制类型转换

自动类型转换的逆过程，将容量大的数据类型转换为容量小的数据类型。使用时要加上强制转换符（()），但可能造成精度降低或溢出,格外要注意。
注意：

• 通常，字符串不能直接转换为基本类型，但通过基本类型对应的包装类则可以实现把字符串转换成基本类型。 如： String a = "43"; int i = Integer.parseInt(a);
• boolean类型不可以转换为其它的数据类型。

引用数据类型

除了8种基本数据类型之外，其它的所有类型都是引用类型，包括类、接口、数组。引用类型的默认值都是null。

进制

二进制：0,1 ，满 2 进 1.以 0b 或 0B 开头。
十进制：0-9 ，满 10 进 1.
八进制：0-7 ，满 8 进1. 以数字 0 开头表示。
十六进制：0-9 及 A-F，满 16 进1. 以 0x 或 0X开头表示。此处的A-F不区分大小写。

所有数字在计算机底层都以二进制形式存在。
计算机以补码的形式保存所有的整数。
正数的补码与其原码相同；负数的补码是在其反码的末位加1。
原码：直接将一个数值换成二进制数。
反码：是对原码按位取反，只是最高位（符号位）保持不变。
Java整数常量默认是int类型，当用二进制定义整数时，其第32位是符号位；当是long类型时，二进制默认占64位，第64位是符号位。

运算符

算术运算符

注意：

• 如果对负数取模，可以把模数负号忽略不记，如：5%-2=1。 但被模数是负数就另当别论。
• 对于除号"/"，它的整数除和小数除是有区别的：整数之间做除法时，只保留整数部分而舍弃小数部分。 例如：int x=3510;x=x/1000*1000; x的结果是3000
• "+"除字符串相加功能外，还能把非字符串转换成字符串；例如：System.out.println("5+5="+5+5); //打印结果是？5+5=55

赋值运算符

符号：=
扩展赋值运算符： *+=, -=, =, /=, %=

比较运算符(关系运算符)

注意：

• 比较运算符的结果都是boolean型，也就是要么是true，要么是false。
• 比较运算符"=="不能误写成"=" 。

逻辑运算符

注意： 逻辑运算符用于连接布尔型表达式，在Java中不可以写成3<x<6，应该写成x>3 && x<6 。
&和&&的区别：

• 单&时，左边无论真假，右边都进行运算；
• 双&时，如果左边为真，右边参与运算，如果左边为假，那么右边不参与运算。

和||的区别同理，双或时，左边为真，右边不参与运算。
异或( ^ )与或(| )的不同之处是：对于 ^ 而言，当左右都为true时，结果为false。

位运算符

位运算是直接对二进制进行运算

三元运算符(三目运算符)

格式:
(条件表达式)?表达式1：表达式2；

• 如果条件为true，运算后的结果是表达式1；
• 如果条件为false，运算后的结果是表达式2；

instanceof 运算符

该运算符用于操作对象实例，检查该对象是否是一个特定类型（类类型或接口类型）。
使用格式如下：
( Object reference variable ) instanceof (class/interface type)

String name = "James";
boolean result = name instanceof String; // 由于 name 是 String 类型，所以返回真

程序逻辑控制

选择结构

if 语句

// 语法一：if
if(布尔表达式) {//如果布尔表达式为true将执行的语句
}// 语法二：if...else
if(布尔表达式){//如果布尔表达式的值为true
}else{//如果布尔表达式的值为false
}// 语法三：if...else if...else
// 注意：一旦其中一个 else if 语句检测为 true，其他的 else if 以及 else 语句都将跳过执行。
if(布尔表达式 1){//如果布尔表达式 1的值为true执行代码
}else if(布尔表达式 2){//如果布尔表达式 2的值为true执行代码
}else if(布尔表达式 3){//如果布尔表达式 3的值为true执行代码
}else {//如果以上布尔表达式都不为true执行代码
}
// 只会输出1
public static void main(String[] args) {int b = 6;if(3<b)System.out.println("1");else if(3<b)System.out.println("2");else if(3<b)System.out.println("4");elseSystem.out.println("3");
}// 语法四：嵌套if…else
if(布尔表达式 1){如果布尔表达式 1的值为true执行代码if(布尔表达式 2){如果布尔表达式 2的值为true执行代码}
}

switch 语句

// 语法
switch(expression){case value ://语句break; //可选case value ://语句break; //可选//你可以有任意数量的case语句default : //可选//语句
}

使用规则：

• switch 语句中的变量类型可以是： byte、short、int 或者 char。从 Java SE 7 开始，switch 支持字符串 String 类型了，同时 case 标签必须为字符串常量或字面量。
• switch 语句可以拥有多个 case 语句。每个 case 后面跟一个要比较的值和冒号。
• case 语句中的值的数据类型必须与变量的数据类型相同，而且只能是常量或者字面常量。
• 当变量的值与 case 语句的值相等时，那么 case 语句之后的语句开始执行，直到 break 语句出现才会跳出 switch 语句。
• 当遇到 break 语句时，switch 语句终止。程序跳转到 switch 语句后面的语句执行。case 语句不必须要包含 break 语句。如果没有 break 语句出现，程序会继续执行下一条 case 语句，直到出现 break 语句。
• switch 语句可以包含一个 default 分支，该分支一般是 switch 语句的最后一个分支（可以在任何位置，但建议在最后一个）。default 在没有 case 语句的值和变量值相等的时候执行。default 分支不需要 break 语句。

switch case 执行时，一定会先进行匹配，匹配成功返回当前 case 的值，再根据是否有 break，判断是否继续输出，或是跳出判断。

switch语句和if语句的各自使用场景

switch建议判断固定值的时候用；
if建议判断区间或范围的时候用。
提示： 用switch能做的，用if都能做，单反过来则不行。

循环结构

顺序结构的程序语句只能被执行一次。如果您想要同样的操作执行多次,，就需要使用循环结构。
Java中有三种主要的循环结构：

• while 循环
• do…while 循环
• for 循环

while 循环

// 语法
while( 布尔表达式 ) {//循环内容
}

do while 循环

对于 while 语句而言，如果不满足条件，则不能进入循环。但有时候我们需要即使不满足条件，也至少执行一次。
do…while 循环和 while 循环相似，不同的是，do…while 循环至少会执行一次。

do {//代码语句
}while(布尔表达式);

注意： 布尔表达式在循环体的后面，所以语句块在检测布尔表达式之前已经执行了。 如果布尔表达式的值为 true，则语句块一直执行，直到布尔表达式的值为 false。

for 循环

虽然所有循环结构都可以用 while 或者 do…while表示，但 Java 提供了另一种语句 —— for 循环，使一些循环结构变得更加简单。
for循环执行的次数是在执行前就确定的。语法格式如下：

// 语法
for(初始化; 布尔表达式; 更新) {//代码语句
}

关于 for 循环有以下几点说明：

• 最先执行初始化步骤。可以声明一种类型，但可初始化一个或多个循环控制变量，也可以是空语句。
• 然后，检测布尔表达式的值。如果为 true，循环体被执行。如果为false，循环终止，开始执行循环体后面的语句。
• 执行一次循环后，更新循环控制变量。
• 再次检测布尔表达式。循环执行上面的过程。

Java 增强 for 循环

// 语法
for(声明语句 : 表达式) {//代码句子
}

声明语句： 声明新的局部变量，该变量的类型必须和数组元素的类型匹配。其作用域限定在循环语句块，其值与此时数组元素的值相等。
表达式： 表达式是要访问的数组名，或者是返回值为数组的方法。

死循环和循环语句对比

嵌套循环

嵌套循环性能优化案例

控制循环结构

break 语句

break 主要用在循环语句或者 switch 语句中，用来跳出整个语句块。
break 跳出最里层的循环，并且继续执行该循环下面的语句。

continue 语句

continue 适用于任何循环控制结构中。作用是让程序立刻跳转到下一次循环的迭代。
在 for 循环中，continue 语句使程序立即跳转到更新语句。
在 while 或者 do…while 循环中，程序立即跳转到布尔表达式的判断语句。

return 语句

return 表示结束循环所在的方法，方法都结束了，相应的循环结构也结束了。

控制外层循环

package com.qiqitrue.spring.framework;/*** 控制外层循环* @author laiqi**/
public class JavaTest {public static void main(String[] args) {outter:for (int i = 1; i < 10; i++) {for (int j = 1; j <= i; j++) {System.out.print(j + "x" + i + "=" + (i * j) + "\t");if(i == 5) {break outter; // 结束外层循环}}System.out.println();}}
}

方法

Java方法是语句的集合，它们在一起执行一个功能。

• 方法是解决一类问题的步骤的有序组合
• 方法包含于类或对象中
• 方法在程序中被创建，在其他地方被引用

方法的优点:

1. 使程序变得更简短而清晰。
2. 有利于程序维护。
3. 可以提高程序开发的效率。
4. 提高了代码的重用性。

方法的命名规则:
1.方法的名字的第一个单词应以小写字母作为开头，后面的单词则用大写字母开头写，不使用连接符。例如：addPerson。
2.下划线可能出现在 JUnit 测试方法名称中用以分隔名称的逻辑组件。一个典型的模式是：test<MethodUnderTest>_<state>，例如 testPop_emptyStack。

方法的定义

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型 参数名){
…
方法体
…
return 返回值;
}

方法包含一个方法头和一个方法体。下面是一个方法的所有部分：
修饰符： 修饰符，这是可选的，告诉编译器如何调用该方法。定义了该方法的访问类型。
返回值类型 ： 方法可能会返回值。returnValueType 是方法返回值的数据类型。有些方法执行所需的操作，但没有返回值。在这种情况下，returnValueType 是关键字void。
方法名： 是方法的实际名称。方法名和参数表共同构成方法签名。
参数类型： 参数像是一个占位符。当方法被调用时，传递值给参数。这个值被称为实参或变量。参数列表是指方法的参数类型、顺序和参数的个数。参数是可选的，方法可以不包含任何参数。
方法体： 方法体包含具体的语句，定义该方法的功能。

方法的重载

就是说一个类的两个方法拥有相同的名字，但是有不同的参数列表。
Java编译器根据方法签名判断哪个方法应该被调用。
方法重载可以让程序更清晰易读。执行密切相关任务的方法应该使用相同的名字。
重载的方法必须拥有不同的参数列表。你不能仅仅依据修饰符或者返回类型的不同来重载方法。

数组

• 数组是多个相同类型数据的组合，实现对这些数据的统一管理。
• 数组属引用类型，数组型数据是对象(Object)，数组中的每个元素相当于该对象的成员变量
• 数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本类型和引用类型

一维数组

一维数组的声明方式： type var[] 或 type[] var；首选的方法是type[] var；
例如：

int a[];
int[] a1;
double  b[];
Mydate []c;  	//对象数组

public class TestArray {public static void main(String[] args) {double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5};// 打印所有数组元素for (int i = 0; i < myList.length; i++) {System.out.println(myList[i] + " ");}// 计算所有元素的总和double total = 0;for (int i = 0; i < myList.length; i++) {total += myList[i];}System.out.println("Total is " + total);// 查找最大元素double max = myList[0];for (int i = 1; i < myList.length; i++) {if (myList[i] > max) max = myList[i];}System.out.println("Max is " + max);}
}

• Java中使用关键字 new 创建数组对象；
• 定义并用运算符 new 为之分配空间后，才可以引用数组中的每个元素；
• 数组元素的引用方式：数组名[数组元素下标]
• 数组元素下标可以是整型常量或整型表达式。如a[3] , b[i] , c[6*i];
• 数组元素下标从0开始；长度为n的数组合法下标取值范围: 0 - n-1； 如int a[]=new int[3]; 可引用的数组元素为a[0]、a[1]、a[2]
• 每个数组都有一个属性 length 指明它的长度，例如：a.length 指明数组 a 的长度(元素个数)

注意： Java语言中声明数组时不能指定其长度(数组中元素的数)， 例如： int a[5]; //非法

多维数组

多维数组可以看成是数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的一维数组，其每一个元素都是一个一维数组，例如：

String str[][] = new String[3][4];

Arrays 工具类

java.util.Arrays 类能方便地操作数组，它提供的所有方法都是静态的。
具有以下功能：

• 给数组赋值：通过 fill 方法。
• 对数组排序：通过 sort 方法,按升序。
• 比较数组：通过 equals 方法比较数组中元素值是否相等。
• 查找数组元素：通过 binarySearch 方法能对排序好的数组进行二分查找法操作。

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