Java基础02—数据类型、运算符、流程控制和数组

本文是学习Java时所记录的学习笔记，本节包含了Java数据类型、基本运算、流程控制和数组的使用，是从《疯狂Java讲义第四版》中学习，提取了部分我觉得是重点的内容。欢迎留言、私信交流~~

数据类型和运算符

Java是一门强类型语言。强类型包含两方面的含义：

• 所有变量必须先声明、后使用
• 指定类型的变量只能接受类型与之匹配的值

数据处理常用的语法

注释

Java语言的注释一共有三种：

• 单行注释：在需要注释的内容前面加上//
• 多行注释：以/*开始，到*/结尾，中间内容就是注释
• 文档注释：以斜线后紧跟两个星号/**开始，到*/结尾，中间内容就是文档注释

API文档下载

1. 访问 http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html
2. 找到“Additional Resources”，在里面下载。

提取开发程序的注释生成API文档：

1. 新建xxxTest.java类（xxx为自定义名字），增加文档注释
2. 在xxxTest.java类所在的文件目录下，执行cmd命令：

//这一条只会提取文档注释
javadoc -d apidoc -windowstilte 测试 -doctitle 学习javadoc工具的测试API文档 -header 我的类 *Test.java
//使用-version和-author后，会提取“@”的注解
javadoc -d apidoc -windowstilte 测试 -doctitle 学习javadoc工具的测试API文档 -header 我的类 -version -author *Test.java
//指定对lee包和yeeku包生成API文档（包里面可以有package.html包描述文件）
javadoc -d apidoc -windowstilte 测试 -doctitle 学习API文档 -header 我的类 lee yeeku

3. 此时java文件所在目录下，会新生成一个apidoc文件夹，文件夹里的内容就是生成的API文档。

javadoc常用标记	说明
@author	指定Java程序的作者
@version	指定源文件的版本
@deprecated	不推荐使用的方法
@param	方法的参数说明信息
@return	方法的返回值说明信息
@see	“参见”，用于交叉参考的内容
@exception	抛出异常的类型
@throws	抛出的异常，和exception相同

注意：标记使用的位置有限制

标识符和关键字

名称	说明
分号	语句结尾采用分号“;”。
花括号	作用是定义一个代码块“{}”，成对出现。
方括号	主要作用是访问数组元素“[]”。
圆括号	定义方法、调用方法时会用到，用途很多“()”。
空格	分隔一条语句的不同部分。
圆点	通常作为类/对象和他的成员之间的分隔符“.”。

• Java语言区分大小写。
• Java一共50个关键字。

数据类型

Java语言支持的变量类型有两种

• 基本类型（Primitive Type）
• 引用类型（Reference Type）

基本类型包括

• boolean类型
• 数值类型
  • 整数类型（byte、short、int、long、char）
  • 浮点类型（float和double）

引用类型包括：

• 类
• 接口
• 数组类型
• 特殊的null类型（空类型（null type）：特殊直接量。可以转换为任何引用类型。）

基础数据类型

基础数据类型	说明
整数类型	byte（1个字节）/short（2个字节）/int（4个字节）/long（8个字节）
字符类型	char（2个字节）
浮点类型	float（4个字节）/double（8个字节）
布尔类型	boolean

数据类型原则

• 二进制转换为十进制：补码-反补-原码
• 字符型必须使用单引号“’”括起来。
• char是单引号，单字符。String是字符串双引号，字符串。
• 如字符串中包含特殊字符，应使用转义字符的表示形式，比如“\”写成“\”。
• double类型数值占8字节64位
• float类型数值占4字节32位
• 浮点数除以0可以得到正无穷大或负无穷大。
• 除以0异常：ArithmeticException:/by zero
• JAVA7中引入了新功能：可以在数值中使用下划线。
• boolean类型数值只有两个：true和false
• 数值类型转换方式有两种：
  • 自动类型转换
  • 强制类型转换：(targetType)value
• 二进制最左边的1位是符号位，1就是负数，0就是正数。
• ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息互换标准代码，ASCⅡ）

基本运算语句

算数运算符	说明
+	加法运算符也可作为字符串的连接运算符。
-	减法运算符也可可作为求负运算符。
*	乘法运算符。
/	除法运算符。
%	求余运算符。
++	自加1。放在左边表示先参与运算再自加1，放在右边表示先自加1再参与运算。
–	自减1。和自加效果相似。
其他复杂运算符例如乘方、开方等运算	可以借助java.lang.Math类的工具方法完成。

赋值运算符	说明
=	将一个直接量值赋给变量。

位运算符	说明
&	按位与。同时为1返回1。
|	按位或。一位是1返回1。
~	按位非。全不取反（包括符号位）。
^	按位异或。相同返回0，不同返回1。
<<	左移运算符。例如5<<2表示5的二进制左移两位，右边用0填充。
>>	右移运算符。右移制定位数，多出的部分用符号位填充。和左移运算符相似。
>>>	无符号右移运算符。和右移运算符相似，只不过多出的部分用0填充。

逻辑运算符	说明
&&	与。前后两个操作数必须都是true才返回true，否则是false。
&	不短路与。
||	或。只要有一个是true，就可以返回true。
|	不短路或。
！	非。取相反。
^	异或。两个不相同才返回true，相同返回false。

三目运算符	说明	示例
?:	先执行expression求值，如果为true，则返回“：”前面部分。如果为false，则返回“：”后面部分。三目运算符是作为if else的精简写法	(expression)?if-true-statement:if-false-statement;

数据处理概念

• 表达式类型自动提升
  • 一个表达式中包含多个基本类型值时，会自动提升到表达式中最高等级的类型。等级高低如下：

    char>int>long>float>double
    byte>short>int>long>float>double
    

• 强制转换类型
  • 从高等级转向低等级时需要使用强制类型转换。可以直接加(int)，或者通过基本类型对应的包装类转换字符串parseXxx(String str)。
• 移位运算遵循规则
  • 低于int类型的自动转换为int类型/int类型移位数大于32时，先与32求余，结果才是真正移位的位数/long类型和int类型相似，大于64时。
• 单目运算符、赋值运算符和三目运算符是从右到左运算。
• 运算符优先级可以参考“运算符优先级表”，上一行优先于下一行
  

流程控制

两种基本的流程控制结构：分支结构和循环结构。

顺序结构

从上往下逐行执行。

分支结构

两种常见语句分别为“if”语句和“switch”语句

• if语句

  • 如果if、else if和else后面代码块只有一行语句时，可以省略花括号。
  • 如果if括号中的表达式为真，则执行if下方的代码块

  if(logic expression){
  	statement...
  }
  

• if…else语句

  • 如果if括号中的表达式为真，则执行if下方的代码块，否则执行else下方的代码块

  if(logic expression){
  	statement...
  }else{
  	statement...
  }
  

• if…else if…else语句

  • 如果第一个if括号中的表达式为真，则执行第一个if下方的代码块。如果为假则执行第一个else后面的if语句。这时相当于进入了一个新的if判断逻辑

  if(logic expression){
  	statement...
  }else if(logic expression){
  	statement...
  }else{
  	statement...
  }
  

• switch语句

  • case后面的花括号可以省略。
  • 必须要有break;，否则后面的语句会不进行判断，强制执行。
  • JAVA7，控制表达式只能是java.lang.String类型，不能是StringBuffer或StringBuilder。
  • 先对expression求值，然后匹配conditon，匹配的话执行对应代码块，不匹配则执行default的代码块。

  switch(expression)
  {
  	case condition1:
  	{
  		statement(s)
  		break;
  	}
  	case condition2:
  	{
  		statement(s)
  		break;
  	}
  	default:
  	{
  		statement(s)
  	}
  }
  

循环结构

循环语句包含初始化语句、循环条件、循环体和迭代语句。

• while
  • 先判断条件，为真时执行循环体。为假则退出循环。
  • 先对test_expression条件求值，如果为true，则运行循环体部分。

  while(test_expression)
  {
  	//具体业务代码
  }
  

• do while
  • 先执行循环体，执行后判断条件，为真重复执行，为假退出循环。
  • do while的循环条件处必须有分号，这是和while不同的地方。

  do
  {
  	statement;
  	[iteration_statement]
  }while (test_statement);
  

• for
  • 先执行初始化语句，再判断循环条件，若为真执行循环体，若为假结束本次循环。若为真则在执行完循环体后执行循环迭代语句，接着开始循环。
  • 循环迭代语句会执行一遍，并不会因为循环体中有结束本次次循环的命令而不执行。
  • 建议不要在循环体内修改循环变量的值，容易造成死循环。
  • 选择循环变量时，习惯选择i、j、k来做循环变量。
  • [init_statement]代表初始化一个变量，[test_expression]代表表达式，如果这个表达式为真，则继续循环，如果为假则退出循环，[iteration_statement]代表初始化的变量每次循环后进行自增或自减操作

  for([init_statement];[test_expression];[iteration_statement])
  {
  	statement;
  }
  

• foreach循环
  • foreach中的循环变量相当于一个临时变量。
  • 循环遍历数组和集合。type是数组元素或集合元素的类型，variableName是一个形参名，foreach循环自动将数组元素一次赋给该变量。

  for(type variableName : array | colection)
  {
  	//variableName自动迭代访问每个元素...
  }
  

控制循环结构

关键字	说明	详细说明
break	终止所在的循环，跳出循环体。	可以增加标签来指定结束到某个外层标签。例如：在最外层循环之前添加“outer:”，然后在内循环中添加“break outer;”，就表示跳出最外层循环。
continue	结束本单次循环后面部分的语句，接着下一次循环。	和break一样，可以增加标签，如果增加在最外层循环的开始处，则表示结束外层循环的本次循环。
return	结束方法

数组

数组概念

• 所有的数组元素都需要具有相同的数据类型。
• 通常使用type[] arrayName;这种语法来定义数组。
• 定义数组时不能指定数组的长度。
• 数组的初始化有两种方式：
  • 静态初始化
  • 动态初始化
• 数组索引是从0开始的。
• 数组初始化内容：
  • 整数类型（byte、short、int和long）：0
  • 浮点类型（float、double）：0.0
  • 字符类型（char）：’\u0000’
  • 布尔类型（boolean）：false
  • 应用类型（类、接口和数组）：null

定义数组

定义数组类型

定义数组
type[] arrayName;
type arrayName[];
arrayName = new type[length];

二维数组

type[][] arrayName; //定义二维数组
arrayName = new type[length][]; //初始化
//静态初始化二维数组
String[][] str1 = new String[][]{new String[3],new String[]{"hello"}};
String[][] str2 = {new String[3],new String[]{"hello"}};

内存中的数组

• 实际的数组对象被存储在堆内存中。

• 数组应用变量如果是局部变量，那么它被存储在栈内存中。

  • 堆内存：程序中创建一个对象时，会把对象保存到运行时数据区中，这个运行时数据区就是堆内存。该区的对象不会随着方法结束而销毁。
  • 栈内存：随着方法结束被销毁。

• 数组运行机制

  • 数组分为两个部分，一个部分是数组引用，存储在内存中。还有一部分是实际的数组对象，这部分存储在堆内存中，只能通过数组引用变量来访问。

• 引用类型数组，引用类型的数组元素是引用。数组引用相当于是指针。

• 二维数组

  • 二维数组的第一个括号中是引用类型，指向第二个括号中的存储空间。如果需要三维或更多维，则可以定义Object[]类型，便可以实现N维数组。

  String[][]
  

• 二维数组初始化

  • 因为二维数组的第二维是一维数组，所以需要指定多个一维数组来初始化。

  int[][] a;
  a = new int[4][];
  a[0] = new int[2];
  a[0][1] = 6;
  

相关知识

当初学习时懵逼的问题

• p44 从哪里获得标记信息？
  • 答：常用的javadoc标记信息可以从官方文档中获取。
• p50 较小整数值赋给byte或short变量，系统会自动把这个整数当成byte或者short类型来处理。
  • 答：这就是自动类型转换的概念，整数、byte和short是相似的，只是长短不一样，所以他们之间可以互相转换，短一点的可以转换到长一点的，并且不会丢失内容。

参考资料

• 《疯狂Java讲义（第4版）》 李刚 第三章、第四章