Java概念及基本语法

Java 基础语法

一个 Java 程序可以认为是一系列对象的集合，而这些对象通过调用彼此的方法来协同工作。下面简要介绍下类、对象、方法和实例变量的概念。

• 对象：对象是类的一个实例，有状态和行为。例如，一条狗是一个对象，它的状态有：颜色、名字、品种；行为有：摇尾巴、叫、吃等。
• 类：类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态。
• 方法：方法就是行为，一个类可以有很多方法。逻辑运算、数据修改以及所有动作都是在方法中完成的。
• 实例变量：每个对象都有独特的实例变量，对象的状态由这些实例变量的值决定。

第一个Java程序

下面看一个简单的 Java 程序，它将打印字符串 Hello World

实例

public class HelloWorld {
         
   /* 第一个Java程序     
    * 它将打印字符串 Hello World     
    */    
     public static void main(String []args) {
             
         System.out.println("Hello World"); // 打印 Hello World    
    } 
}

下面将逐步介绍如何保存、编译以及运行这个程序：

• ​ 打开代码编辑器，把上面的代码添加进去；
• ​ 把文件名保存为：HelloWorld.java；
• ​ 打开 cmd 命令窗口，进入目标文件所在的位置，假设是 C:\
• ​ 在命令行窗口输入 javac HelloWorld.java 按下回车键编译代码。如果代码没有错误，cmd 命令提示符会进入下一行（假设环境变量都设置好了）。
• ​ 再键输入 java HelloWorld 按下回车键就可以运行程序了

你将会在窗口看到 Hello World

C : > javac HelloWorld.java
C : > java HelloWorld 
Hello World

基本语法

编写 Java 程序时，应注意以下几点：

• 大小写敏感：Java 是大小写敏感的，这就意味着标识符 Hello 与 hello 是不同的。
• 类名：对于所有的类来说，类名的首字母应该大写。如果类名由若干单词组成，那么每个单词的首字母应该大写，例如 MyFirstJavaClass 。
• 方法名：所有的方法名都应该以小写字母开头。如果方法名含有若干单词，则后面的每个单词首字母大写。
• 源文件名：源文件名必须和类名相同。当保存文件的时候，你应该使用类名作为文件名保存（切记 Java 是大小写敏感的），文件名的后缀为 .java。（如果文件名和类名不相同则会导致编译错误）。
• 主方法入口：所有的 Java 程序由 public static void main(String []args) 方法开始执行。

Java 标识符

Java 所有的组成部分都需要名字。类名、变量名以及方法名都被称为标识符。

关于 Java 标识符，有以下几点需要注意：

• 所有的标识符都应该以字母（A-Z 或者 a-z）,美元符（$）、或者下划线（_）开始
• 首字符之后可以是字母（A-Z 或者 a-z）,美元符（$）、下划线（_）或数字的任何字符组合
• 关键字不能用作标识符
• 标识符是大小写敏感的
• 合法标识符举例：age、$salary、_value、__1_value
• 非法标识符举例：123abc、-salary

Java修饰符

像其他语言一样，Java可以使用修饰符来修饰类中方法和属性。主要有两类修饰符：

• 访问控制修饰符 : default, public , protected, private
• 非访问控制修饰符 : final, abstract, static, synchronized

Java 变量

Java 中主要有如下几种类型的变量

• 局部变量
• 类变量（静态变量）
• 成员变量（非静态变量）

Java 数组

数组是储存在堆上的对象，可以保存多个同类型变量。在后面的章节中，我们将会学到如何声明、构造以及初始化一个数组。

Java 枚举

Java 5.0引入了枚举，枚举限制变量只能是预先设定好的值。使用枚举可以减少代码中的 bug。

例如，我们为果汁店设计一个程序，它将限制果汁为小杯、中杯、大杯。这就意味着它不允许顾客点除了这三种尺寸外的果汁。

实例

class FreshJuice {
        
    enum FreshJuiceSize{
      SMALL, MEDIUM , LARGE }   
    FreshJuiceSize size; 
}  
public class FreshJuiceTest {
        
    public static void main(String []args){
           
        FreshJuice juice = new FreshJuice();      
        juice.size = FreshJuice.FreshJuiceSize.MEDIUM;   
    } 
}

注意：枚举可以单独声明或者声明在类里面。方法、变量、构造函数也可以在枚举中定义。

Java 关键字

下面列出了 Java 关键字。这些保留字不能用于常量、变量、和任何标识符的名称。

类别	关键字	说明
访问控制	private	私有的
	protected	受保护的
	public	公共的
	default	默认
类、方法和变量修饰符	abstract	声明抽象
	class	类
	extends	扩充,继承
	final	最终值,不可改变的
	implements	实现（接口）
	interface	接口
	native	本地，原生方法（非 Java 实现）
	new	新,创建
	static	静态
	strictfp	严格,精准
	synchronized	线程,同步
	transient	短暂
	volatile	易失
程序控制语句	break	跳出循环
	case	定义一个值以供 switch 选择
	continue	继续
	default	默认
	do	运行
	else	否则
	for	循环
	if	如果
	instanceof	实例
	return	返回
	switch	根据值选择执行
	while	循环
错误处理	assert	断言表达式是否为真
	catch	捕捉异常
	finally	有没有异常都执行
	throw	抛出一个异常对象
	throws	声明一个异常可能被抛出
	try	捕获异常
包相关	import	引入
	package	包
基本类型	boolean	布尔型
	byte	字节型
	char	字符型
	double	双精度浮点
	float	单精度浮点
	int	整型
	long	长整型
	short	短整型
变量引用	super	父类,超类
	this	本类
	void	无返回值
保留关键字	goto	是关键字，但不能使用
	const	是关键字，但不能使用
	null	空

Java注释

类似于 C/C++、Java 也支持单行以及多行注释。注释中的字符将被 Java 编译器忽略。

public class HelloWorld {
        
    /* 这是第一个Java程序    
    *它将打印Hello World    
    * 这是一个多行注释的示例    
    */    
    public static void main(String []args){
            // 这是单行注释的示例       
        /* 这个也是单行注释的示例 */       
        System.out.println("Hello World");     
    } 
}

Java 空行

空白行或者有注释的行，Java 编译器都会忽略掉。

继承

在 Java 中，一个类可以由其他类派生。如果你要创建一个类，而且已经存在一个类具有你所需要的属性或方法，那么你可以将新创建的类继承该类。

利用继承的方法，可以重用已存在类的方法和属性，而不用重写这些代码。被继承的类称为超类（super class），派生类称为子类（subclass）。

接口

在 Java 中，接口可理解为对象间相互通信的协议。接口在继承中扮演着很重要的角色。

接口只定义派生要用到的方法，但是方法的具体实现完全取决于派生类。

Java 源程序与编译型运行区别

如下图所示：

# Java 对象和类

Java作为一种面向对象语言。支持以下基本概念：

• ​ 多态
• ​ 继承
• ​ 封装
• ​ 抽象
• ​ 类
• ​ 对象
• ​ 实例
• ​ 方法
• ​ 重载

重点研究对象和类的概念

• 对象：对象是类的一个实例（对象不是找个女朋友），有状态和行为。例如，一条狗是一个对象，它的状态有：颜色、名字、品种；行为有：摇尾巴、叫、吃等。
• 类：类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态。

下图中男孩（boy）、女孩（girl）为类（class），而具体的每个人为该类的对象（object）：

Java中的对象

​

现在让我们深入了解什么是对象。看看周围真实的世界，会发现身边有很多对象，车，狗，人等等。所有这些对象都有自己的状态和行为。

拿一条狗来举例，它的状态有：名字、品种、颜色，行为有：叫、摇尾巴和跑。

对比现实对象和软件对象，它们之间十分相似。

软件对象也有状态和行为。软件对象的状态就是属性，行为通过方法体现。

在软件开发中，方法操作对象内部状态的改变，对象的相互调用也是通过方法来完成。

Java中的类

类可以看成是创建Java对象的模板。

通过下面一个简单的类来理解下Java中类的定义：

public class Dog{
       
    String breed;  
    int age;  
    String color;  
    void barking(){
       
    }   
    void hungry(){
       
    }   
    void sleeping(){
       w
    } 
}

一个类可以包含以下类型变量：

• ​ 局部变量：在方法、构造方法或者语句块中定义的变量被称为局部变量。变量声明和初始化都是在方法中，方法结束后，变量就会自动销毁。
• ​ 成员变量：成员变量是定义在类中，方法体之外的变量。这种变量在创建对象的时候实例化。成员变量可以被类中方法、构造方法和特定类的语句块访问。
• ​ 类变量：类变量也声明在类中，方法体之外，但必须声明为static类型。

一个类可以拥有多个方法，在上面的例子中：barking()、hungry()和sleeping()都是Dog类的方法。

---

构造方法

每个类都有构造方法。如果没有显式地为类定义构造方法，Java编译器将会为该类提供一个默认构造方法。

在创建一个对象的时候，至少要调用一个构造方法。构造方法的名称必须与类同名，一个类可以有多个构造方法。

下面是一个构造方法示例：

public class Puppy{
         
    public Puppy(){
         
    }     
    public Puppy(String name){
             // 这个构造器仅有一个参数：name    
    } 
}

创建对象

对象是根据类创建的。在Java中，使用关键字new来创建一个新的对象。创建对象需要以下三步：

• ​ 声明：声明一个对象，包括对象名称和对象类型。
• ​ 实例化：使用关键字new来创建一个对象。
• ​ 初始化：使用new创建对象时，会调用构造方法初始化对象。

下面是一个创建对象的例子：

public class Puppy{
        
    public Puppy(String name){
           //这个构造器仅有一个参数：name      
        System.out.println("小狗的名字是 : " + name );    
    }   
    public static void main(String[] args){
           // 下面的语句将创建一个Puppy对象      
        Puppy myPuppy = new Puppy( "tom" );   
    } 
}

编译并运行上面的程序，会打印出下面的结果：

小狗的名字是 : tom

访问实例变量和方法

通过已创建的对象来访问成员变量和成员方法，如下所示：

/* 实例化对象 */ 
Object referenceVariable = new Constructor(); 
/* 访问类中的变量 */ 
referenceVariable.variableName; 
/* 访问类中的方法 */ 
referenceVariable.methodName();

---

实例

下面的例子展示如何访问实例变量和调用成员方法：

public class Dog{
        
    int dog;   
    public Dog(String name){
           // 这个构造器仅有一个参数：name      
        System.out.println("小狗的名字是 : " + name );    
    }    
    public void setAge( int age ){
            
        dogAge = age;   
    }    
    public int getAge( ){
            
        System.out.println("小狗的年龄为 : " + dogAge);        
        return dogAge;   
    }    
    public static void main(String[] args){
           
        /* 创建对象 */      
        Dog mydog = new dog( "tom" );      
        /* 通过方法来设定age */      
        mydog.setAge( 1 );      
        /* 调用另一个方法获取age */      
        mydog.getAge( );      
        /*你也可以像下面这样访问成员变量 */      
        System.out.println("变量值 : " + mydog.dogAge);    
    } 
}

编译并运行上面的程序，产生如下结果：

小狗的名字是 : tom
小狗的年龄为 : 1
变量值 : 1

---

源文件声明规则

在本节的最后部分，我们将学习源文件的声明规则。当在一个源文件中定义多个类，并且还有import语句和package语句时，要特别注意这些规则。

• 一个源文件中只能有一个public类
• 一个源文件可以有多个非public类
• 源文件的名称应该和public类的类名保持一致。例如：源文件中public类的类名是Employee，那么源文件应该命名为Employee.java。
• 如果一个类定义在某个包中，那么package语句应该在源文件的首行。
• 如果源文件包含import语句，那么应该放在package语句和类定义之间。如果没有package语句，那么import语句应该在源文件中最前面。
• import语句和package语句对源文件中定义的所有类都有效。在同一源文件中，不能给不同的类不同的包声明。

类有若干种访问级别，并且类也分不同的类型：抽象类和final类等。这些将在访问控制章节介绍。

除了上面提到的几种类型，Java还有一些特殊的类，如：内部类、匿名类。

Java包

包主要用来对类和接口进行分类。当开发Java程序时，可能编写成百上千的类，因此很有必要对类和接口进行分类。

Import语句

在Java中，如果给出一个完整的限定名，包括包名、类名，那么Java编译器就可以很容易地定位到源代码或者类。Import语句就是用来提供一个合理的路径，使得编译器可以找到某个类。

例如，下面的命令行将会命令编译器载入java_installation/java/io路径下的所有类

import java.io.*;