Java小白 学习笔记（二）——2020版Java语言基础
0 前言
对于java或者其他编程语言的学习，没有良好的学习认知和习惯是无法高效快速掌握的，为了避免繁文缛节，仅用关键句列出（方法学习自韩顺平老师）
（1）学习过程要高效且愉快——通过搭建游戏、好玩的项目边玩边学
（2）先建立一个整体框架，然后再做细节——要有整体的知识体系（笔记目录整体来看就是框架了）
（3）先知道怎么去做，然后再去琢磨为什么
（4）不是会了再做，而是做了才会，是“做中学”的过程
（5）适当囫囵吞枣，不需要每一个细节都抠
（6）用到什么再学什么
（7）学习软件编程的初始阶段应该是在琢磨别人怎么做，而不是我认为应该怎么做的过程
这次笔记的主要内容是计算机进制转换、java变量及运算、java语句结构、数组字符串。最后给出实例并学习java错误的调试方式。
笔记的核心原则是：精简易懂+容易复现
1 计算机进制转换
（1）概述
计算机在设计出来后，能够识别的数制是二进制；而我们日常生活所用的是十进制。拿我们日常的十进制来说：0-9，逢十进位，这就是十进制，其他二进制、八进制、十六进制等都可以依次类推。其中，十六进制的基本数字是0-9,ABCDEF
(2)进制转换
详细可阅读博文：计算机基础进制转换（二进制、八进制、十进制、十六进制）
此处仅给出总结性结论
（3）java编码实现
该代码仅用于数值转换使用，而非知识点学习，可囫囵吞枣只用即可，具体细节知识后续会提及。
代码源自网络
// 作者：网络
// 功能：用来实现进制数之间的转换功能。
// 日期：2020年5月24日
package calculate;
public class conversionNumber {
/**
*② 算法思想是先把一个m进制的数转换为10进制
* 再将转换的十进制数转换为要转换的n进制数。
*/
public static void main(String[] args){
input();
}
/**
*该函数，用来实现十进制数转换为任意进制数
*
*
*/
public static void changeTenToNum(int ten,int number){
int sum=0;
int i=0;
int j=0;
while(ten>0){
int remainder=ten%number;
ten =ten/number;
sum+=remainder*Math.pow(10,j);
j++;
}
System.out.println("\n"+"结果为："+sum);
}
/**
*input函数用来实现数据的输入输出功能。
*/
public static void input(){
boolean flag=true;
System.out.println("输入0结束循环\n");
while(flag){
System.out.println("\n请输入要转换的进制数：\n");
java.util.Scanner read=new java.util.Scanner(System.in);
int fristNum=read.nextInt();
if(fristNum==0)
{
flag=false;
System.out.println("\n你已结束了该算法，请重新进入！\n");
break;
}
System.out.println("请输入该数字是几进位数：\n");
int secondNum=read.nextInt();
if(secondNum==0)
{
flag=false;
System.out.println("\n你已结束了该算法，请重新进入！\n");
break;
}
int copy=fristNum;
/*
下面的while循环和if判断语句，用来实现判断输入数字的准确性。
*/
while(fristNum>0){
int judgment=fristNum%10;
fristNum /=10;
if(judgment>=secondNum){
System.out.println("你输入了一个错误的数字，可能是该数字与其进制数不匹配！");
flag=false;
break;
}
}
if(flag==false){
flag=true;
continue;
}
fristNum=copy;
System.out.println("请输入要转换为几进位数：\n");
int thirdlyNum=read.nextInt();
if(thirdlyNum==0)
{
flag=false;
System.out.println("\n你已结束了该算法，请重新进入！\n");
break;
}
changeTenToNum(changeNumToTen(fristNum,secondNum),thirdlyNum);
}
}
/**
*changeNumToTen函数用于实现n进制数转换为十进制数。
*/
public static int changeNumToTen(int n,int num)
{
int i=0;
int sum=0;
int j=0;
while(n>0){
i=n%10;
n/=10;
sum+=i*Math.pow(num,j);
j++;
}
return sum;
}
}
（4）二进制补码
计算机系统的内部，数值以二进制的补码形式存储。在java程序中输入的十进制数据都会被自动转换为二进制，java内部也以二进制来进行数值计算，但返回的结果是十进制
补码可以将符号位和其他位统一处理；最高位不再表示数值，而是最为符号位，可以讲数值折半；减法也可以按假发来处理
计算机中正负数的关系是取反加一
补码计算：
二进制的最高位是符号位，0表示正数，1表示负数；正数的值是其本身，负数的值是最高位不变，其他位逐渐取反。两数相加，若最高位有进位，则进位被舍弃,例如：
正数+负数=模（某种类型数据的总数）
2 变量与数据类型
2.1 变量
（1）数据类型
java定义了基本数据类型、引用数据类型和自定义类型
（2）变量概述
在计算机的高级语言中用变量来管理引用类型的数据，
其中，变量是可变的量，相对应的常量就是不可变的量，字面量是指java常/变量中存放的具体数据
变量作用域：java用一对大括号作为语句块的范围，称为作用域，作用域中的变量是不能重复定义的
变量可以简化运算，能够保存多种数据类型
（3）变量的命名规则
首字母采用英文、$或下划线；名称由字母、数字和下划线组成
命名遵循见名知义的原则，首字母建议不用大写字母，用驼峰命名法命名多个单词组成的变量名。
（4）变量的定义、初始化
定义：类型 变量名1 变量名2…；
每种变量必须属于一种数据类型
初始化：age=23；
（5）包装类
java为基本数据类型提供了对应的类，这些类称为包装类。包装类封装了一些很实用的方法和常量，在集合中用来定义集合元素的类型
2.2 数据类型
（1）整数类型
java有四种整数类型：byte/short/int/long
java默认整数计算的结果是int类型
整数的字面量是int类型，若字面量超过int类型的最大值，则字面量是long类型，那么后面要用L或者l表示该值是long类型
java底层byte和short按照32位计算
（2）浮点类型
浮点类型用于表示小数的数据类型，包括float和double两种，默认的计算结果和字面量都是double类型
科学计算法：
float类型共32位，1位位符号位，指数8位，尾数23位；精度是23位，小数是以尾数长度表示精确度
（3）字符类型
char的字面量可以是一个英文字母、字符和一个汉字，并且由单引号包括
java底层使用一个16位Unicode字符编码处理
（4）转义符
转义字符是“\”，通过转义字符，可表示一些特殊的字符
（5）布尔类型
布尔类型是用来表示肯定或否定两种可能，常用在分支语句、循环语句中，只有两个值：true和false表示；
定义：boolean isPass;
2.3 类型转换
java中经常出现不同类型数据进行相互转换的现象
（1）自动类型转换
小类型向大类型的转换会自动完成，即不需要程序员编写额外的代码，由JVM负责
自动类型转换也叫“隐式类型转换”
转换规则：符号位会自动扩展，负数补1，正数补0
自动转换包括的情况：
（2）强制转换
强制转换过程中可能发生数据溢出。
（3）转换一览图（图片来源：https://www.cnblogs.com/tyyt/p/10398270.html）
3 变量运算
（1）自运算
自增： i=i+1,space=space+""; ++i,（先加1）；i++（后加1）；i+=n
自减：–i （先减1）；i++（后加1）；i-=n
自乘：i*=n
自除：i/=n
（2）关系运算
关系运算种类如下，结果只有true和false两种
（3）逻辑运算
逻辑运算种类如下，结果只有true和false两种
4 结构语句
（1）if 判断语句
if语句用于判断不同的条件，根据关系运算、逻辑运算等得到的true、false等逻辑值来决定执行不同的代码
格式一：
if (Score>=60){
System.out.println(score+"及格")
}
格式二：
if (a>b){
sysytem.out.println(a+"max");
}
else{
system.out.println(b+"min");
}
（2）Switch语句
switch语句称为情况选择语句，又称开关语句
Scanner scanner=new Scanner(System.in);
System.out.println("输入月份");
int month=scanner.nextInt();
switch(month){
case 1;
case 3;
case 5;
case 7;
case 8;
case 10;
case 12;
System,out,println("31");
break;
case 4;
case 6;
case 9;
case 11;
System,out.println("30");
break;
case 2;
System,out.println("28");
break;
default;
system.out.println("输入的月份有误")；
}
（3）循环语句
循环语句有while和for循环两类
· while 循环
int i=1;
while(i<=20){
System.out.println("上课迟到，罚做俯卧撑"+i+"次");
i++;
}
int i=1;
do{
System.out.println("上课迟到，罚做俯卧撑"+i+"次");
i++;
}while (i<=20);
·for循环
for (int i=1;i<=20;i++){
System,out.println("上课迟到，罚做俯卧撑"+i+"次");
}
5 数组与字符串
5.1 数组
（1）定义
数组是有序数据的集合，数组中的每个元素具有相同的数组名和下标来做标识
（2）分类
一维、二维、多维
（3）数组的声明
声明形式有如下两种
但是，为数组分配内存空间，如果不分配内存，将不能访问它的任何元素，我们使用new关键字来为数组分配内存空间
int arrayDemo[];
arrayDemo=new int[3];
int[] acore;
acore =new int[3];
(4)数组的初始化
初始化方式有两种：静态初始化和动态初始化
（5）数组的使用
int score[]={43,34,5,66,12};
int max,min;
max=min=scaore[0];
for(int i=0;i<score.length;i++){
if(score[i]>max){
max=score[0];
}
if(score[i]<min){
min=score[0];
}
System.out.println(max);
System.out.println(min);
（6）二维数组
声明、内存分配和一维数组类似
int score[][];
score = new int [5][5];
for (int i=0;li<score,length;i++){
for(int j=0;j<socre[i].length;j++){
System.out.println(score[i][j]+" ");
}
System.out.println();
}
静态初始化
int score[][]={{100,90},{67,70},{50,78,80}};
5.2 字符串
（1）字符串概述
·实例化String对象，直接赋值或者用new,通过new关键字创建占用空间较大。
String str="Hello";
String str=new String("hello");
System,out.println(str);
注意：字符串内容不可更改
字符串常用方法：
字符串长度：length（）方法
String str="Sonny";
System,out,println(str.length());
}
字符串转换为数组：toCharArray();
char data[]=str,toCharArray();
for(int i=0;i<data,length;i++){
System,out,println(data[i]);
}
从字符串中取出特定位置的字符：charAt();
char data[]=str,toCharArray();
System,out,println(str.charAt(3));
字符串与byte数组的转换方法：getBytes()
byte data[]=str.getBytes();
for(int i=0;i<data,length;i++){
System,out,println(new String(data));
}
过滤字符串中存在的字符indexOf()
String str="[email protected]";
System,out,println(str.indexOf("@"));
去掉字符串中的空格：trim();
从字符串中取出子字符串:subString()
大小写转换:toLowerCase() toUpperCase()
判断 字符串开头结尾字符:endsWith() startWith()
替换String字符串中的一个字符：replace()
（2）args数组
通过main方法的args数组可以从控制台获取一组字符串数据
（3）scanner
Scanner类用于扫描从控制台输入的数据，可以接收字符串和基本数据类型的数据，位于java.util.Scanner包中
string next()：接收控制台输入的一个字符串
string nextLine()：接收控制台输入的一个字符串（可以接收空格）
string nextInt()：接收控制台输入的一个int数据
string nextDouble()：接收控制台输入的一个double数据
string nextBoolean()：接收控制台输入的一个boolean数据
可以通过charAt()方法从next（）或nextLine()中获取输入的字符
例如：
“abc”.charAt(0)，可获取第一个字母a
步骤：
Scanner scanner =new Scanner(System.in);
System.out.println("")
String name = scanner.next();
(4)StringBuffer
缓冲区，本身也是操作字符串，但是与String不同，它是可以更改的
属于一种操作类，必须通过实例化操作
常用方法：
append（）：追加内容
insert（）：插入内容
replace()::替换内容
indexOf():过滤字符串
StringBuffer sb=new StringBuffer();
sb.append("Sonny");
sb.insert(0,"love");
System.out.println(sb);
（5）StringBuilder
一个可变的字符序列，被设计作用为StringBuffer的一个简易替换，用在字符串缓冲区被单个线程使用的时候，建议优先考虑该类，速度比StringBuffer要快。但是如果涉及到线程安全方面，建议使用StringBuffer
常用方法：
append（）：追加内容
insert（）：插入内容
6 错误调试
6.1 错误调试
（1）程序错误类型
程序的错误分为编译期语法错误、运行期异常错误、运行期逻辑错误
（2）调试——Debug
先将下面的程序输入到eclipse中
package com.sonny.exc;
public class debug00 {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
int a=100;
int b=10;
System.out.println("a="+a+"\tb="+b);
a=b;
b=a;
System.out.println("a="+a+"\tb="+b);
}
}
debug调试按钮如图
如果没有跳出debug窗口，可在右上角选择debug
断点是在源代码的可执行部分的指定行（断点设置位置应该是程序员怀疑错误代码的附近位置）设置一个标志，通过设置断点可以快速执行断点之前的代码，然后在调试运行方式下，程序运行到该断点标志处会自动暂停，等待下一步操作；这时可以换单个命令运行的方式来运行程序，查找程序中的逻辑错误。
6.2 异常处理
（1）异常是什么
异常是导致程序中断运行的一种指令流，如果不对异常进行正确处理，则可能导致程序的中断执行，造成不必要的损失。
例如错误的代码：
package com.sonny.exc;
class Exc{
int i =10;
}
public class exceotiionDemo01 {
public static void main(String[] args) {
int a=10;
int b=0;
int **temp=a/b;**
System.out.println(temp);
}
}
（2）异常的格式：
try里面放置的是可能出现异常的语句，在catch中对异常进行捕获，可以多个模块一起进行，finally是程序一定会运行的部分，不管是否有异常
对前面提到的异常程序进行捕获：
package com.sonny.exc;
class Exc{
int i =10;
}
public class exceotiionDemo01 {
public static void main(String[] args) {
int a=10;
int b=0;
int temp=0;
try {
temp=a/b;
} catch (Exception e) {
System.out.println(e);
// TODO: handle exception
}
System.out.println(temp);
}
}
输出异常：
多个catch块处理异常
package com.sonny.exc;
class Exc{
int a =10;
int b =10;
}
public class exceotiionDemo01 {
public static void main(String[] args) {
int temp=0;
Exc e=null;
try {
temp=e.a/e.b;
System.out.println("程序推出");
} catch (NullPointerException e2) {
System.out.println("空指针异常"+e2);
}
catch (ArithmeticException e2) {
System.out.println("算数异常"+e2);
}finally {
System.out.println("程序推出");
}
}
}
（3）常见异常
数组越界异常：ArraylndexOutOfBoundsException
数字格式化异常：NumberFormatException
算数异常:ArithmeticException
空指针异常：NullPointerException
（4） Throws 关键字
定义一个方法时可以调用throws关键字声明，使用throws声明的方法表示此方法不处理异常，抛给方法的调用者处理
格式：
package com.sonny.exc;
public class exceptionDemo02 {
public static void main(String[] args) {
try {
tell(10, 0);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e);
}
}
public static void tell(int i,int j) throws ArithmeticException{
int temp=0;
temp=i/j;
System.out.println(temp);
}
}
throws关键字将异常抛出，交给方法的调用者进行处理，如果主方法抛出异常，那么将由jvm处理
package com.sonny.exc;
public class exceptionDemo02 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
tell(10, 0);
}
public static void tell(int i,int j) throws ArithmeticException{
int temp=0;
temp=i/j;
System.out.println(temp);
}
}
throws抛出一个异常，抛出的时候直接抛出异常类的实例化对象即可
package com.sonny.exc;
public class exceptionDemo03 {
public static void main(String[] args) {
try {
throw new Exception("实例化异常对象");
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e);
}
}
}
（5）自定义异常
自定义异常直接继承Exception就可以完成自定义异常类
package com.sonny.exc;
class MyException extends Exception{
public MyException(String msg) {
super(msg);
}
}
public class exceptionDemo04 {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
try {
throw new MyException("自定义异常");
} catch (MyException e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e);
}
}
}