【Java教程】第二讲 Java语言基础知识
2．1简单数据类型
2．1．1 标识符和保留字
1．标识符
程序员对程序中的各个元素加以命名时使用的命名记号称为标识符（identifier）。Java语言中，标识符是以字母，下划线（_）,美元符($)开始的一个字符序列，后面可以跟字母，下划线，美元符，数字。例如，identifier，userName，User_Name，_sys_val， $change为合法的标识符，而2mail room#，class 为非法的标识符。
2．保留字
具有专门的意义和用途，不能当作一般的标识符使用，这些标识符称为保留字(reserved word),也称为关键字，下面列出了java语言中的所有保留字：
bstract，break，byte，boolean，catch，case，class，char，continue，default，double，do，else，extends，false，final，float，for，finally，if，import，implements，int，interface，instanceof，long，length，native，new，null，package，private，protected，public，return，switch，synchronized，short，static，super，try，true，this，throw，throws，threadsafe，transient，void，while 。
java语言中的保留字均用小写字母表示。
2．1．2 数据类型概
1． java中的数据类型划分
java语言的数据类型有简单类型和复合类型：
简单数据类型包括：
整数类型（Integer）：byte， short， int， long
浮点类型（Floating）：float，double
字符类型（Textual）：char
布尔类型（Logical）：boolean
复合数据类型包括：
class
interface
数组
2．常量和变量
常量：用保留字final来实现
final typeSpecifier varName=value[,varName[=value]…];
如：final int NUM=100;
变量：是java 程序中的基本存储单元，它的定义包括变量名、变量类型和作用域几个部分。其定义格式如下：
typeSpecifier varName[=value[,varName[=value]…];
如：int count; char c='a';
变量的作用域指明可访问该变量的一段代码，声明一个变量的同时也就指明了变量的作用域。按作用域来分，变量可以有下面几种：局部变量、类变量、方法参数和例外处理参数。在一个确定的域中，变量名应该是唯一的。局部变量在方法或方法的一个块代码中声明，它的作用域为它所在的代码块（整个方法或方法中的某块代码）。类变量在类中声明，而不是在类的某个方法中声明，它的作用域是整个类。方法参数传递给方法，它的作用域就是这个方法。例外处理参数传递给例外处理代码，它的作用域就是例外处理部分。
2．1．3 简单数据类型
1．布尔类型--boolean
布尔型数据只有两个值true和false，且它们不对应于任何整数值。布尔型变量的定义如：
boolean b=true;
2．字符类型--char
字符常量：
字符常量是用单引号括起来的一个字符，如'a'，'A';
字符型变量：
类型为char，它在机器中占16位，其范围为0～65535。字符型变量的定义如：
char c='a'; /*指定变量c为char型，且赋初值为'a'*/
3．整型数据
整型常量：
◇ 十进制整数
如123，－456，0
◇ 八进制整数
以0开头，如0123表示十进制数83，－011表示十进制数－9。
◇ 十六进制整数
以0x或0X开头，如0x123表示十进制数291，－0X12表示十进制数－18。
整型变量：
|
数据类型
|
所占位数
|
数的范围
|
|
byte
|
8
|
-2
7～2
7-1
|
|
bhort
|
16
|
-2
15～2
15-1
|
|
int
|
32
|
-2
31～2
31-1
|
|
long
|
64
|
-2
63～2
63-1
|
4．浮点型（实型）数据
实型常量：
◇ 十进制数形式
由数字和小数点组成，且必须有小数点，如0.123, 1.23, 123.0
◇ 科学计数法形式
如：123e3或123E3，其中e或E之前必须有数字，且e或E后面的指数必须为整数。
◇ float型的值,必须在数字后加f或F,如1.23f。
实型变量：
|
数据类型
|
所占位数
|
数的范围
|
|
float
|
32
|
3.4e
-038 ～3.4e
+038
|
|
double
|
64
|
1.7e
-038 ～1.7e
+038
|
5．简单数据类型的例子：
【例2．1】
public class Assign {
public static void main (String args [ ] ) {
int x , y ; //定义x，y两个整型变量
float z = 1.234f ; //指定变量z为float型，且赋初值为1.234
double w = 1.234 ; //指定变量w为double型，且赋初值为1.234
boolean flag = true ; //指定变量flag为boolean型，且赋初值为true
char c ; //定义字符型变量c
String str ; //定义字符串变量str
String str1 = " Hi " ; //指定变量str1为String型，且赋初值为Hi
c = ' A ' ; //给字符型变量c赋值'A'
str = " bye " ; //给字符串变量str赋值"bye"
x = 12 ; //给整型变量x赋值为12
y = 300; //给整型变量y赋值为300
}
}
2．1．4 简单数据类型中各类型数据间的优先关系和相互转换
1．不同类型数据间的优先关系如下：
低------------------------------------------->高
byte,short,char-> int -> long -> float -> double
2．自动类型转换规则
整型,实型,字符型数据可以混合运算。运算中，不同类型的数据先转化为同一类型，然后进行运算，转换从低级到高级；
|
操作数1类型
|
操作数2类型
|
转换后的类型
|
| byte、short、char | int | int |
| byte、short、char、int | long | long |
| byte、short、char、int、long | float | float |
| byte、short、char、int、long、float | double | double |
3．强制类型转换
高级数据要转换成低级数据，需用到强制类型转换，如：
int i;
byte b=(byte)i; /*把int型变量i强制转换为byte型*/
2．2 运算符和表达式
2．2．1 运算符
对各种类型的数据进行加工的过程成为运算，表示各种不同运算的符号称为运算符，参与运算的数据称为操作数，按操作数的数目来分，可有：
◇ 一元运算符：＋＋，－－，＋，－
◇ 二元运算符：＋，－，>
◇ 三元运算符：？：
基本的运算符按功能划分，有下面几类：
1 算术运算符： +，―，*，/，%，++，――。
例如：
3+2;
a-b;
i++;
--i;
2 关系运算符： >，<，>=，<=，==，!=。
例如：
count>3;
I==0;
n!=-1;
3 布尔逻辑运算符： !，&&，|| 。
例如：
flag=true;
!(flag);
flag&&false;
4 位运算符： >>，<<，>>>，&，|，^，~。
例如：
a=10011101; b=00111001；则有如下结果：
a<<3 =11101000;
a>>3 =11110011 a>>>3=00010011;
a&b=00011001; a|b=10111101;
~a=01100010; a^b=10100100;
5 赋值运算符 =，及其扩展赋值运算符如+=，―=，*=，/=等。
例如：
i=3;
i+=3; //等效于i=i+3;
6 条件运算符 ? ：
例如：result=(sum= =0 ? 1 : num/sum);
7 其它：
包括分量运算符· ，下标运算符 []，实例运算符instanceof，内存分配运算符new，强制类型转换运算符 (类型)，方法调用运算符 () 等。例如：
System.out.println("hello world");
int array1[]=new int[4];
2．2．2 表达式
表达式是由操作数和运算符按一定的语法形式组成的符号序列。一个常量或一个变量名字是最简单的表达式，其值即该常量或变量的值；表达式的值还可以用作其他运算的操作数，形成更复杂的表达式。
1．表达式的类型
表达式的类型由运算以及参与运算的操作数的类型决定，可以是简单类型，也可以是复合类型：
布尔型表达式： x&&y||z;
整型表达式： num1+num2;
2．运算符的优先次序
表达式的运算按照运算符的优先顺序从高到低进行,同级运算符从左到右进行：
|
优先次序
|
运算符
|
|
1
|
. [] ()
|
|
2
|
++ -- ! ~ instanceof
|
|
3
|
new (type)
|
|
4
|
* / %
|
|
5
|
+ -
|
|
6
|
>> >>> <<
|
|
7
|
> < >= <=
|
|
8
|
= = !=
|
|
9
|
&
|
|
10
|
^
|
|
11
|
|
|
|
12
|
&&
|
|
13
|
||
|
|
14
|
?:
|
|
15
|
= += -= *= /= %= ^=
|
|
16
|
&= |= <<= >>= >>>=
|
例如，下述条件语句分四步完成：
Result=sum==0?1:num/sum;
第1步：result=sum==0?1:(num/sum)
第2步：result=(sum==0)?1:(num/sum)
第3步：result=((sum==0)?1:(num/sum))
第4步：result=
2．3控制语句
Java程序通过控制语句来执行程序流，完成一定的任务。程序流是由若干个语句组成的，语句可以是单一的一条语句，如c=a+b,也可以是用大括号{}括起来的一个复合语句。Java中的控制语句有以下几类：
◇ 分支语句：if-else, switch
◇ 循环语句：while, do-while, for
◇ 与程序转移有关的跳转语句：break, continue, return
◇ 例外处理语句：try-catch-finally, throw
◇ 注释语句：//，/* */， /** */
2．3．1 分支语句
分支语句提供了一种控制机制，使得程序的执行可以跳过某些语句不执行，而转去执行特定的语句。
1．条件语句 if-else
if(boolean-expression)
statement1;
[else statement2;]
2．多分支语句 switch
switch (expression){
case value1 : statement1;
break;
case value2 : statement2;
break;
…………
case valueN : statemendN;
break;
[default : defaultStatement; ]
}
◇ 表达式expression的返回值类型必须是这几种类型之一：int,byte,char,short。
◇ case子句中的值valueN必须是常量，而且所有case子句中的值应是不同的。
◇ default子句是可选的。
◇break语句用来在执行完一个case分支后，使程序跳出switch语句，即终止switch语句的执行（在一些特殊情况下，多个不同的case值要执行一组相同的操作，这时可以不用break）。
2．3．2 循环语句
循环语句的作用是反复执行一段代码，直到满足终止循环的条件为止。Java语言中提供的循环语句有：
◇ while语句
◇ do-while语句
◇ for语句
1．while语句
[initialization]
while (termination){
body;
[iteration;]
}
2．do-while语句
[initialization]
do {
body;
[iteration;]
} while (termination);
3．for语句
for (initialization; termination; iteration){
body;
}
◇ for语句执行时，首先执行初始化操作，然后判断终止条件是否满足，如果满足，则执行循环体中的语句，最后执行迭代部分。完成一次循环后，重新判断终止条件。
◇ 初始化、终止以及迭代部分都可以为空语句(但分号不能省)，三者均为空的时候，相当于一个无限循环。
◇ 在初始化部分和迭代部分可以使用逗号语句，来进行多个操作。逗号语句是用逗号分隔的语句序列。
for( i=0, j=10; i
}
2．3．3 跳转语句
◇ break语句
◇ continue语句
◇ 返回语句return
1．break语句
◇ 在switch语中，break语句用来终止switch语句的执行。使程序从switch语句后的第一个语句开始执行。
◇ 在Java中，可以为每个代码块加一个括号，一个代码块通常是用大括号{}括起来的一段代码。加标号的格式如下：
BlockLabel: { codeBlock }
break语句的第二种使用情况就是跳出它所指定的块，并从紧跟该块的第一条语句处执行。例如：
break BlockLabel；
break语句
a:{…… //标记代码块a
b:{…… //标记代码块b
c:{…… //标记代码块c
break b;
…… //此处的语句块不被执行
}
…… /此处的语句块不被执行
}
…… //从此处开始执行
}
2．continue语句
continue语句用来结束本次循环，跳过循环体中下面尚未执行的语句，接着进行终止条件的判断，以决定是否继续循环。对于for语句，在进行终止条件的判断前，还要先执行迭代语句。它的格式为：
continue；
也可以用continue跳转到括号指明的外层循环中，这时的格式为
continue outerLable;
例如：
outer: for( int i=0; i<10; i++ ){ //外层循环
inner: for( int j=0; j<10; j++ ){ //内层循环
if( i
continue outer;
}
……
}
……
}
3．返回语句return
return语句从当前方法中退出，返回到调用该方法的语句处，并从紧跟该语句的下一条语句继续程序的执行。返回语句有两种格式：
return expression ;
return;
return语句通常用在一个方法体的最后,否则会产生编译错误,除非用在if-else语句中
2．3．4 例外处理语句
包括try,catch,finally,throw语
2．4 数组
java语言中，数组是一种最简单的复合数据类型。数组是有序数据的集合，数组中的每个元素具有相同的数据类型，可以用一个统一的数组名和下标来唯一地确定数组中的元素。数组有一维数组和多维数组。
2．4．1 一维数组
1． 一维数组的定义
type arrayName[ ]；
类型(type)可以为Java中任意的数据类型，包括简单类型和复合类型。
例如：
int intArray[ ]；
Date dateArray[];
2．一维数组的初始化
◇ 静态初始化
int intArray[]={1,2,3,4};
String stringArray[]={"abc", "How", "you"};
◇ 动态初始化
1）简单类型的数组
int intArray[];
intArray = new int[5];
2）复合类型的数组
String stringArray[ ];
String stringArray = new String[3];/*为数组中每个元素开辟引用
空间(32位) */
stringArray[0]= new String("How");//为第一个数组元素开辟空间
stringArray[1]= new String("are");//为第二个数组元素开辟空间
stringArray[2]= new String("you");// 为第三个数组元素开辟空间
3．一维数组元素的引用
数组元素的引用方式为：
arrayName[index]
index为数组下标，它可以为整型常数或表达式，下标从0开始。每个数组都有一个属性length指明它的长度，例如：intArray.length指明数组intArray的长度。
2．4．2 多维数组
Java语言中，多维数组被看作数组的数组。
1．二维数组的定义
type arrayName[ ][ ]；
type [ ][ ]arrayName;
2．二维数组的初始化
◇ 静态初始化
int intArray[ ][ ]={{1,2},{2,3},{3,4,5}};
Java语言中，由于把二维数组看作是数组的数组，数组空间不是连续分配的，所以不要求二维数组每一维的大小相同。
◇ 动态初始化
1) 直接为每一维分配空间，格式如下：
arrayName = new type[arrayLength1][arrayLength2];
int a[ ][ ] = new int[2][3]；
2) 从最高维开始，分别为每一维分配空间：
arrayName = new type[arrayLength1][ ];
arrayName[0] = new type[arrayLength20];
arrayName[1] = new type[arrayLength21];
…
arrayName[arrayLength1-1] = new type[arrayLength2n];
3) 例：
二维简单数据类型数组的动态初始化如下,
int a[ ][ ] = new int[2][ ]；
a[0] = new int[3];
a[1] = new int[5];
对二维复合数据类型的数组，必须首先为最高维分配引用空间，然后再顺次为低维分配空间。
而且，必须为每个数组元素单独分配空间。
例如：
String s[ ][ ] = new String[2][ ];
s[0]= new String[2];//为最高维分配引用空间
s[1]= new String[2]; //为最高维分配引用空间
s[0][0]= new String("Good");// 为每个数组元素单独分配空间
s[0][1]= new String("Luck");// 为每个数组元素单独分配空间
s[1][0]= new String("to");// 为每个数组元素单独分配空间
s[1][1]= new String("You");// 为每个数组元素单独分配空间
3．二维数组元素的引用
对二维数组中的每个元素，引用方式为：arrayName[index1][index2]
例如： num[1][0];
4．二维数组举例：
【例2．2】两个矩阵相乘
public class MatrixMultiply{
public static void main(String args[]){
int i,j,k;
int a[][]=new int [2][3]; //动态初始化一个二维数组
int b[][]={{1,5,2,8},{5,9,10,-3},{2,7,-5,-18}};//静态初始化
一个二维数组
int c[][]=new int[2][4]; //动态初始化一个二维数组
for (i=0;i<2;i++)
for (j=0; j<3 ;j++)
a[i][j]=(i+1)*(j+2);
for (i=0;i<2;i++){
for (j=0;j<4;j++){
c[i][j]=0;
for(k=0;k<3;k++)
c[i][j]+=a[i][k]*b[k][j];
}
}
System.out.println("*******Matrix C********");//打印Matrix C标记
for(i=0;i<2;i++){
for (j=0;j<4;j++)
System.out.println(c[i][j]+" ");
System.out.println();
}
}
}
2．5 字符串的处理
2．5．1 字符串的表示
Java语言中，把字符串作为对象来处理，类String和StringBuffer都可以用来表示一个字符串。(类名都是大写字母打头)
1．字符串常量
字符串常量是用双引号括住的一串字符。
"Hello World!"
2．String表示字符串常量
用String表示字符串：
String( char chars[ ] );
String( char chars[ ], int startIndex, int numChars );
String( byte ascii[ ], int hiByte );
String( byte ascii[ ], int hiByte, int startIndex, int numChars );
String使用示例：
String s=new String() ; 生成一个空串
下面用不同方法生成字符串"abc"：
char chars1[]={'a','b','c'};
char chars2[]={'a','b','c','d','e'};
String s1=new String(chars1);
String s2=new String(chars2,0,3);
byte ascii1[]={97,98,99};
byte ascii2[]={97,98,99,100,101};
String s3=new String(ascii1,0);
String s4=new String(ascii2,0,0,3);
3．用StringBuffer表示字符串
StringBuffer( ); /*分配16个字符的缓冲区*/
StringBuffer( int len ); /*分配len个字符的缓冲区*/
StringBuffer( String s ); /*除了按照s的大小分配空间外,再分配16个
字符的缓冲区*/
2．5．2 访问字符串
1．类String中提供了length( )、charAt( )、indexOf( )、lastIndexOf( )、getChars( )、getBytes( )、toCharArray( )等方法。
◇ public int length() 此方法返回字符串的字符个数
◇ public char charAt(int index) 此方法返回字符串中index位置上的字符，其中index 值的 范围是0~length-1
◇ public int indexOf(int ch)
public lastIndexOf(in ch)
返回字符ch在字符串中出现的第一个和最后一个的位置
◇ public int indexOf(String str)
public int lastIndexOf(String str)
返回子串str中第一个字符在字符串中出现的第一个和最后一个的位置
◇ public int indexOf(int ch,int fromIndex)
public lastIndexOf(in ch ,int fromIndex)
返回字符ch在字符串中位置fromIndex以后出现的第一个和最后一个的位置
◇ public int indexOf(String str,int fromIndex)
public int lastIndexOf(String str,int fromIndex)
返回子串str中的第一个字符在字符串中位置fromIndex后出现的第一个和最后一个的位置。
◇ public void getchars(int srcbegin,int end ,char buf[],int dstbegin)
srcbegin 为要提取的第一个字符在源串中的位置， end为要提取的最后一个字符在源串中的位置，字符数组buf[]存放目的字符串， dstbegin 为提取的字符串在目的串中的起始位置。
◇public void getBytes(int srcBegin, int srcEnd,byte[] dst, int dstBegin)
参数及用法同上，只是串中的字符均用8位表示。
2．类StringBuffer提供了 length( )、charAt( )、getChars( )、capacity()等方法。
方法capacity()用来得到字符串缓冲区的容量，它与方法length()所返回的值通常是不同的。
2．5．3 修改字符串
修改字符串的目的是为了得到新的字符串，类String和类StringBuffer都提供了相应的方法。有关各个方法的使用，参考java 2 API。
1．String类提供的方法：
concat( )
replace( )
substring( )
toLowerCase( )
toUpperCase( )
◇ public String contat(String str);
用来将当前字符串对象与给定字符串str连接起来。
◇ public String replace(char oldChar,char newChar);
用来把串中出现的所有特定字符替换成指定字符以生成新串。
◇ public String substring(int beginIndex)；
public String substring(int beginIndex,int endIndex);
用来得到字符串中指定范围内的子串。
◇ public String toLowerCase();
把串中所有的字符变成小写。
◇ public String toUpperCase();
把串中所有的字符变成大写。
2．StringBuffer类提供的方法：
append( )
insert( )
setCharAt( )
如果操作后的字符超出已分配的缓冲区,则系统会自动为它分配额外的空间。
◇ public synchronized StringBuffer append(String str);
用来在已有字符串末尾添加一个字符串str。
◇ public synchronized StringBuffer insert(int offset, String str);
用来在字符串的索引offset位置处插入字符串str。
◇ public synchronized void setCharAt(int index,char ch);
用来设置指定索引index位置的字符值。
注意：String中对字符串的操作不是对源操作串对象本身进行的，而是对新生成的一个源操作串对象的拷贝进行的，其操作的结果不影响源串。
相反，StringBuffer中对字符串的连接操作是对源串本身进行的，操作之后源串的值发生了变化，变成连接后的串。
2．5．4 其它操作
1．字符串的比较
String中提供的方法：
equals( )和equalsIgnoreCase( )
它们与运算符'= ='实现的比较是不同的。运算符'= ='比较两个对象是否引用同一个实例，而equals( )和equalsIgnoreCase( )则比较 两个字符串中对应的每个字符值是否相同。
2．字符串的转化
java.lang.Object中提供了方法toString( )把对象转化为字符串。
3．字符串"+"操作
运算符'+'可用来实现字符串的连接：
String s = "He is "+age+" years old.";
其他类型的数据与字符串进行"+"运算时，将自动转换成字符串。具体过程如下：
String s=new StringBuffer("he is").append(age).append("years old").toString();
注意：除了对运算符"+"进行了重载外，java不支持其它运算符的重载。
【本讲小结】
java中的数据类型有简单数据类型和复合数据类型两种，其中简单数据类型包括整数类型、浮点类型、字符类型和布尔类型；复合数据类型包含类、接口和数组。表达式是由运算符和操作数组成的符号序列，对一个表达式进行运算时，要按运算符的优先顺序从高向低进行，同级的运算符则按从左到右的方向进行。条件语句、循环语句和跳转语句是java中常用的控制语句。
数组是最简单的复合数据类型，数组是有序数据的集合，数组中的每个元素具有相同的数据类型，可以用一个统一的数组名和下标来唯一地确定数组中的元素。Java中，对数组定义时并不为数组元素分配内存，只有初始化后，才为数组中的每一个元素分配空间。已定义的数组必须经过初始化后，才可以引用。数组的初始化分为静态初始化和动态初始化两种，其中对复合数据类型数组动态初始化时，必须经过两步空间分配：首先，为数组开辟每个元素的引用空间；然后，再为每个数组元素开辟空间。Java中把字符串当作对象来处理， java.lang.String类提供了一系列操作字符串的方法，使得字符串的生成、访问和修改等操作容易和规范。