java学习之基础语法(一)

    科技2022-07-13  143

    什么是Java语言?

    java语言是一种高级编程语言,编程语言是计算机的语言,人们可以使用编程语言对计算机下达命令,让计算机完成人们需要的功能。

     

    Java语言能做什么?

    Java语言主要应用在互联网程序的开发领域。

    常见的互联网程序比如:天猫、京东、物流系统

    在服务器后台处理大数据的存储、查询、数据挖掘等也有很多应用

    【总的来说,Java是计算机编程软件,发展到今天已经20多年了,应用广泛】

     

    计算机基础知识

    计算机中最小的存储单元:字节

    位(bit):一个数字0或者一个数字1,代表一位

    字节(Byte):每8位是一个字节,字节是数据存储的最小单位。数据的存储没有0.5个字节这样的说法,都是整数个字节存储的

    各个单位之间的转换:

                                     1 KB = 1024 Byte

                                     1 MB = 1024 KB

                                     1 GB = 1024 MB

                                     1 TB = 1024 GB

                                     1 PB = 1024 TB

                                     1 EB = 1024 PB

                                     1 ZB = 1024 EB

    没有图形界面时候通过命令行来操作计算机:

                  MS-DOS(Microsoft Disk Operating System)

                  命令提示符(cmd) -- 启动:Win+R --> cmd

    cmd中的一些操作:

                                  切换盘符 -->   盘符名称:

                                  进入文件夹 -->  cd 文件夹名称

                                  进入多级文件夹 -->  cd 文件夹1\文件夹2\文件夹3

                                  返回上一级 --> cd ..

                                  直接返回根路径 --> cd \

                                  查看当前内容 --> dir

                                  清屏 -- > cls

                                  退出 --> exit

    Java语言的广为人知的优点:跨平台性

     

    Java语言开发环境搭建

    Java虚拟机 -- JVM(Java Virtual Machine)

           JVM是运行所有java程序的假想计算机,是java程序的运行环境,是java最具吸引力的特性之一。所有编写的java代码都运行在JVM之上。

           java语言的跨平台特性:任何软件的运行都必须要运行在操作系统之上,用java编写的软件可以运行在任何的操作系统上,这个特性就是java语言的跨平台特性,这个特性是由JVM实现的,编写的程序运行在JVM上,而JVM运行在操作系统上。

           Java的虚拟机本身不具备跨平台功能,每个操作系统下都有不同版本的虚拟机,跨平台指的是java程序。

    JRE(Java Runtime Environment)

            是java的运行环境,包含JVM和运行时所需要的核心类库。

    JDK(Java Development Kit)

            是java程序开发工具包,包含JRE和开发人员使用的工具

    注意:想要运行一个已有的Java程序,只需要安装JRE即可;想要开发一个全新的java程序,必须安装JDK

               三者的关系:JDK > JRE > JVM

     

    Java程序开发步骤

    三步:编写(java 源代码) 、编译(java字节码文件) 、运行

    javac.exe  :编译器  --- javac 编译 .java 得到 .class 文件

    java.exe : 解释器 --- java 运行 .class 文件

    在新建java文件时必须保证文件名和类的名字是一致的,这里一定要注意大小写,大小写也得保持一致

    编写的java源代码JVM是看不懂的,也不能运行,所以必须将我们编写好的java源文件编译成JVM可以看懂的字节码文件

     

    main方法

    main方法也即主方法,和C语言中的main函数一样,都是程序的入口点或者起始点,无论编写多少程序,JVM在运行的时候都会从main方法这里开始执行

     

    注释

    两种:

    1. 单行注释: //

    2. 多行注释:/*      */

     

    关键字的特点

    1. 完全小写的字母

    2. 有特殊颜色

     

    标识符

    类的名字、方法的名字、变量的名字等等都是标识符。(跟C语言定义差不多)

    标识符命名的硬性要求:

           1. 可以包含26个英文字母、0-9数字、$美元符号、下划线

           2. 不能以数字开头

           3. 标识符不能是关键字

    标识符命名的软性建议:

           1. 类名规范:首字母大写,后面每个单词首字母大写(大驼峰式)

           2. 变量名规范:首字母小写,后面每个单词首字母大写(小驼峰式)

           3. 方法名规范:同变量名

     

    常量

    在程序运行期间,固定不变的量

    常量的分类:

           1. 字符串常量:凡是用双引号引起来的部分,叫做字符串常量。例如:“abc","123"

           2. 整数常量:直接写上的数字,没有小数点

           3. 浮点数常量:直接写上的数字,有小数点

           4. 字符常量:凡是用单引号引起来的单个字符,叫做字符常量。例如:“A”,“9”,“中”

           5. 布尔常量:true ,false

           6. 空常量:null,代表没有任何数据

     

    变量

    程序运行期间内容可以发生改变的量

    变量的定义格式

           数据类型  变量名 = 数据值

    使用变量的时候有一些注意事项:

           1. 如果创建多个变量,那么变量之间的名称不可以重复

           2. 对于float和long类型来说,字母后缀F和L不要丢掉

           3. 如果使用byte或者short类型的变量,右侧的数据值不能超过左侧类型的范围

           4. 没有进行赋值的变量不能直接使用,一定要赋值之后才能使用

           5. 变量使用不能超过作用域的范围

             【作用域:从变量定义的一行开始,一直到直接所属的大括号结束为止】

           6. 可以通过一个语句来创建多个变量,但是一般不推荐这么写

     

    Java的数据类型分类

    java的数据类型分为两类

           1. 基本数据类型

               整数型(byte short int long)、浮点型(float double)、字符型(char)、布尔型(boolean)

           2. 引用数据类型

               字符串、数组、类、接口、Lambda

    注意事项:

          1. 字符串不是基本类型,就是引用类型

          2. 浮点型可能只是一个近似值,并不是精确值

          3. 数据范围与字节数不一定相关,例如float数据范围比long更加广泛,但是float是4个字节,long是8个字节

          4. 浮点数当中默认类型是double,如果一定要用float类型,需要加上一个后缀F

             如果是整数,默认为int类型,如果一定要使用long类型,需要加上一个后缀L(推荐使用大写字母后缀)

     

    数据类型转换

    当数据类型不一样时,可以进行数据类型转换

    自动类型转换(隐式)

            1. 特点:代码不需要进行特殊处理就可以自动完成类型转换

            2. 规则:数据范围从小到大

    强制类型转换(显式)

            1. 特点:代码需要进行特殊的格式处理,不能自动完成

            2. 格式:范围小的类型   范围小的变量名 =  (范围小的类型)原本范围大的数据

           【注意:1. 强制类型转换一般最好不要使用,因为有可能发生精度损失、数据溢出

                          2. byte / short / char 这三种类型都可以发生数学运算,例如加法“+”

                           

                              最后的运行结果是66,说明大写字母A被当做65进行处理,计算机的底层会用一个数字(二进制)来代表字符                                A,一旦char类型进行了数学运算,那么字符就会按照一定的规则翻译成为一个数字。

                           3. byte / short / char 这三种类型在运算的时候都会被首先提升成int类型,然后再计算

                                

                             4. boolean类型不能发生数据类型转换      】

     

    数字和字符的对照关系表(编码表)

    ASCII码表:American Standard Code for Information Interchange 美国信息交换标准代码

    Unicode码表:万国码,也是数字和符号的对照关系,开头0-127部分和ASCII完全一样,但是从128开始包含有更多字符

     

    运算符

    运算符:进行特定操作的符号。例如:+

    表达式:用运算符连起来的式子叫做表达式。例如:20+5

    四则运算:+   , -   ,*   , /  ,%

    注意:一旦运算当中有不同类型的数据,那么结果将会是数据类型范围大的那种

    四则运算中的加号“+”有常见的三种用法:

           1. 对于数值来说就是加法

           2. 对于字符char类型来说,在计算之前,char会被提升为int,然后再计算

              char类型的字符和int类型的数字之间的对照关系可以建ASCII、Unicode码表

           3. 对于字符串String(首字母大写,不是关键字)来说加号带包字符串连接操作

               任何数据类型和字符串进行连接的时候,结果都会变成字符串

               String + int --> String

    自增运算符 and 自减运算符

           自增运算符: ++

           自减运算符: --

           它们的基本含义是让一个变量增加或者减少1

           只有变量才可以使用自增和自减运算符,常量不能使用++和--

           使用格式:写在变量名称之前,或者写在变量名称之后。例如: ++num 等价于 num++

           使用方法:

                  1. 单独使用:不和其他任何操作混合,自己独立称为一个步骤

                  2. 混合使用:和其他操作混合,比如和赋值混合等

            使用区别:

                  1. 在单独使用的时候,++放在前面和放在后面没有区别,即++num和num++是等价的

                  2. 混合使用时,自增或者自减运算符放在前面和后面区别很大

                      放在前面:++num  --> num立刻加1然后再拿着结果使用  【先加后用】

                      放在后面:num++ --> 先使用变量本来的数值,然后再让变量加1 【先用后加】

                      这里的自增、自减和C语言中的规则一样

                     

           

    赋值运算符

     基本赋值运算符

            基本赋值运算符就一个 “ = ”

    复合赋值运算符 

                   += : a += 1  <=>  a = a + 1

                    -= :  b -= 1  <=>  b = b - 1 

                    *= :  c *= 2  <=>  c = c * 2

                    /= :  d /= 2  <=>  d = d/2

                  %= : e %= 3  <=>  e = e%3

    注意事项

           1. 只有变量才能使用赋值运算符,常量不能放在赋值符号的左边

           2. 复合赋值运算符中隐含了一个强制类型转换

     

    比较运算符

    ==   ,   <   ,   >   ,   <=   ,   >=   ,   !=   

    注意:

            1. 比较运算符的结果一定是一个boolean值,成立就是true,不成立就是false

            2. 如果进行要进行多次判断,不能连着写

                例如: 数学中1<x<3这种写法在程序中是不可以的

     

    逻辑运算符

    与 : &&  --  当所有全部是true最后结果才是true,只要有一个false结果就为false

    或 : || -- 只要有一个为true结果就是true,只有当全部为false才是false

    非 :! -- 本来是true变成false,本来是false变成true

    “&&” 和 “||” 具有短路效果:如果根据左边已经可以判断得到最终结果,那么右边的代码将不再执行,从而能节省一定的性能

    注意:

            1. 逻辑运算符只能用于boolean值

            2. && 和 || 是双目运算符,而 !是单目运算符

            3.  与、或两种运算符如果有多个条件可以连续写。例如:1<x<3  --> 1<x && x<3

    三元运算符(条件运算符)

    运算符分为:一元运算符,二元运算符,三元运算符

    一元运算符: 只需要一个数据就可以进行操作的运算符。例如:非(!),自增(++),自减(--)

    二元运算符: 需要两个数据才可以进行操作的运算符。例如:加法(+),减法(-)

    三元运算符:需要三个数据才可以进行操作的运算符。例如:条件运算符(? :)

    这里三元运算符主要指的就是条件运算符,其格式为:

             【  数据类型  变量名称  =  条件判断 ?表达式A : 表达式B ;  】

          ==> 首先判断条件是否成立,如果条件成立,则将表达式A的值赋值给左侧的变量,否则将表达式B的值赋给左侧的变量

    注意:

          1. 三元运算符使用的时候必须同时保证表达式A和表达式B都符合左侧数据类型的要求

          2. 三元运算符的结果必须被使用

     

    方法  

    方法:将一个功能抽取出来,把这个功能的相关代码单独定义在一个大括号里面,形成一个单独的功能

    使用方法的优点:当需要某个功能的时候就去调用,这样可以实现代码的复用性,解决了代码冗余的现象

    定义一个方法的格式

           public static void 方法名称(){

                     方法体

           }

          方法名称的命名规则和变量一样,使用小驼峰式

          方法体:大括号中的内容就是方法体,可以包含任意条语句

    注意:

            1. 方法定义的先后顺序无所谓

            2. 方法的定义不能产生嵌套包含关系

            3. 方法定义好了之后,不会执行的,如果想要执行,一定要进行方法的调用

     

    定义方法的完整格式

         修饰符  返回值类型  方法名称(参数类型 参数名称 , ...){

                           方法体

                           return 返回值;

            }

          修饰符:现阶段的固定写法 public static

          返回值类型:即为方法最终产生的数据结果是什么类型

          方法名称:方法的名字,规则和变量一样,小驼峰

          参数类型:进入方法的数据是什么类型

          参数名称:进入方法的数据对应的变量名称(多个参数的话要用逗号隔开)

          方法体:方法需要做的事情,多行代码

          return:两个作用,一是停止当前方法,二将后面的返回值还给调用处

          返回值:方法执行最终产生的数据结果,这个值必须和方法名称前面的“返回值类型”保持对应

     

    方法的调用

    方法有三种调用格式:  

            1. 单独调用 :  方法名称(参数);

            2. 打印调用:  System.out.println(方法名称(参数)) ;

            3. 赋值调用:  数据类型   变量名称  =  方法名称(参数) ;

          【注意:之前学习的方法返回值类型固定写成void,这种方法只能够单独调用,不能够打印调用或者赋值调用

                         对于有返回值的方法,可以使用单独调用、打印调用或者赋值调用

                         对于无返回值的方法,只能使用单独调用,不能使用打印调用或者赋值调用】

     

    方法的参数

          有参数:小括号中有内容,当一个方法需要一些数据条件才能完成的时候,就是有参数方法

          无参数:小括号当中留空,一个方法不需要任何数据条件就能完成的时候,就是无参数方法

     

    使用方法时候的注意事项

          1. 方法应该定义在类当中,不能在方法中再定义方法,方法不能嵌套

          2. 方法定义的前后顺序无所谓

          3. 方法定义之后不会被执行,如果希望执行,一定要调用

          4. 如果方法有返回值,则必须写上“ return 返回值 ; ”,不能没有

          5. return后面的返回值必须和方法的返回值类型对应

          6. 对于一个void没有返回值的方法,不能写return后面的返回值,只能写return自己

          7. 对于void方法中最后一行的return可以省略不写

          8. 一个方法中可以有多个return语句,但必须保证同时只有一个会被执行到,两个return不能连写

     

    【PS:java中的方法和C语言、python中的函数是一个概念,很多的规则都跟C语言、python是一样的】

     

    编译器的两点优化

    对于byte/short/char三种类型来说,如果右侧赋值的数值没有超过范围,则java编译器将会自动隐含的补上一个(byte)(short)(char)

    1. 如果没有超过左侧的范围,编译器补上强制类型转换

    2. 如果右侧超过了左侧范围,那么直接编译器报错

    常量优化:在给变量进行赋值的时候,如果右侧的表达式中全是常量,没有任何变量,那么编译器javac将会直接将若干个常量表

                      达式计算得到结果。例如:short result = 5+8;  // 等号右边全是常量,没有任何变量参与运算,编译之后得到的.class

                      字节码文件中相当于直接就是short result = 13; 右侧的常量结果数值没有超过左侧范围,所以正确。这个过程称为“编

                      译器的常量优化” 。【但是一旦表达式当中有变量参与,就不能进行这种优化了】

     

    流程控制语句

    顺序结构

           顺序结构的流程图如下:

                                

    条件判断语句

          1. if判断语句

                     if (关系表达式){

                             语句体 ;

                      }

                  

          2. if ... else 判断语句

                    

                     

           3. if .. else if ... else 判断语句

                     

                       

     

    选择语句 -- switch

     switch语句的格式:

                                    

    switch语句使用的注意事项:

              1. 多个case后面的数值不可以重复

              2. switch后面小括号当中只能是下列数据类型

                  基本数据类型:byte / short / char / int

                  引用数据类型:String字符串 ,enum枚举

             3. switch语句格式可以很灵活:前后顺序可以颠倒,而且break语句还可以省略(但是一般还是不要省略)

                  匹配哪一个case就从哪一个位置向下执行,直到遇到了break或者整体结束

     

    循环语句

    循环结构的基本组成部分一般分为4部分:

           1. 初始化语句: 在循环开始最初执行,而且只做唯一一次

           2. 条件判断:如果成立,则循环继续;如果不成立,则循环退出

           3. 循环体:重复要做的事情内容,若干行语句

           4. 步进语句:每次循环之后都要进行扫尾工作,每次循环结束之后都要执行一次

     

    ▲ for循环语句格式:

            

    ▲ while循环语句格式:

     ------ 标准格式:

                             

    ------ 扩展格式:

                              

    ▲ do ... while循环

    ------ 标准格式:

                            

    ------ 扩展格式:

                           

     

    ▲ 三种循环的区别:

    1. 如果条件判断从来没有满足过,那么for循环和while循环将会执行0次,但是do-while循环会执行至少一次

    2. for循环的变量在小括号当中定义,只有循环内部才可以使用。while循环和do-while循环初始化语句本来就在外面,所以出来循环后还可以继续使用

     

    ▲ break关键字的用法:

             1. 可以用在switch语句中,一旦执行,整个switch语句立刻结束

             2. 还可以用在循环语句当中,一旦执行,整个循环语句立刻结束,打断循环

    continue关键字:

              一旦执行,立刻跳过当前次循环剩余的内容,马上开始下一次循环

     

    ▲ 关于循环的选择:循环次数确定的时候多用for循环,否则多用while循环

     

    ▲ 死循环:永远停不下来的循环

    死循环的标准格式:

                                      

    ▲ 嵌套循环

    嵌套循环是指一个循环的循环体是另一个循环,总共的循环次数 = 外循环次数 * 内循环次数

     

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