Java基础入门
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你好，世界！ 源代码组织方式 入口方法 最终的项目结构 数据类型 运算符 字符串 数组 控制结构 方法 类 静态成员 继承 重写 包 访问级别 嵌套类 常量 接口 枚举 异常 装箱和拆箱 泛型 泛型方法 泛型类 泛型接口 类型参数约束 类型搽除过程 备注你好，世界！返回目录
源代码组织方式返回目录
Java程序由package+class组成，package对应目录的相对路径，class对应文件，如
E:\Workspaces\MyEclipse 10\JavaStudy\src\com\happyframework\javastudy\hello\Hello.java
1 package com.happyframework.javastudy.hello; 2 3 public final class Hello { 4 public static void hello(){ 5 System.out.println("hello!"); 6 } 7 }
关于class有如下几点规则：
- 文件的名字必须和class的名字一致（public级别的class名字）。
- 文件必须只包含一个public访问基本的class（可以包含多个非public级别的class）。
- package名字必须和目录一致。
入口方法返回目录
App.java
1 public class App { 2 public static void main(String[] args) { 3 com.happyframework.javastudy.hello.Hello.hello(); 4 } 5 }
最终的项目结构返回目录
数据类型返回目录
8种原子类型
- 整数类型：byte、short、int和long。
- 小数类型：float和double。
- 字符类型：char。
- 布尔类型：bool。
除此之外的是interface、class和array。
小数类型的常量默认是double类型，声明float类型的常量需要使用F作为后缀。
1 public class Program { 2 3 /** 4 * @param args 5 */ 6 public static void main(String[] args) { 7 float age = 28.0F; 8 System.out.println(age); 9 } 10 11 }
运算符返回目录
- 算术运算符：+、-、*、/ 和 %，两个整数相除，结果还是整数。
- 赋值运算符：=、+=、-=、*=、/=、%=、&=、|=、~=、^=、<<=、>>= 、 >>>=、++ 和 --。
- 比较运算符：==、!=、<、<=、> 和 >=。
- 逻辑运算符：&&、|| 和 !。
- 位运算符：&、|、~、^、<<、>> 和 >>>。
字符串返回目录
String是拥有“值语义”的引用类型，字符串常量实现了“享元模式”，equals会按照内容进行比较，==按照地址比较。
1 public class Program { 2 3 /** 4 * @param args 5 */ 6 public static void main(String[] args) { 7 String x = "段光伟"; 8 String y = new String("段光伟"); 9 10 System.out.println(x.equals(y)); // true 11 System.out.println(x == y); // false 12 } 13 14 }
为了高效的修改字符串Java引入了StringBuffer。
1 { 2 StringBuffer sb = 3 new StringBuffer() 4 .append("段") 5 .append("光") 6 .append("伟"); 7 8 System.out.println(sb.toString()); 9 }
数组返回目录
声明语法
DataType[] name 或 DataType name[]。
初始化语法
DataType[] name = new DataType[length]。
DataType[] name = new DataType[] { element1, element2, ...elementn }。
DataType[] name = { element1, element2, ...elementn }。
1 public class Program { 2 3 /** 4 * @param args 5 */ 6 public static void main(String[] args) { 7 { 8 String[] strs = { "段", "光", "伟" }; 9 10 for (String item : strs) { 11 System.out.print(item); 12 } 13 } 14 } 15 16 }
多维数组
只有不等长多维数组DataType[][]，没有DataType[xxx, xxx]。
控制结构返回目录
- 条件：if-else if-else、switch-case-default和三元运算符（?:）。
- 循环：while、do-while、for和foreach。
- Labeled block。
1 public class Program { 2 3 /** 4 * @param args 5 */ 6 public static void main(String[] args) { 7 task: { 8 int age = 25; 9 10 System.out.println("start"); 11 12 if (age < 30) { 13 break task; 14 } 15 16 System.out.println("end"); 17 } 18 } 19 }
最近觉得label是个不错的东西，最起码多了一种选择。
方法返回目录
Java中所有的赋值和方法调用都是“按值“处理的，引用类型的值是对象的地址，原始类型的值是其自身。
Java支持变长方法参数。
1 public class Program { 2 3 /** 4 * @param args 5 */ 6 public static void main(String[] args) { 7 print("段光伟", "段光宇"); 8 print(new String[] { "段光伟", "段光宇" }); 9 } 10 11 private static void print(String... args) { 12 for (String item : args) { 13 System.out.println(item); 14 } 15 } 16 }
类返回目录
1 public class Program { 2 3 /** 4 * @param args 5 */ 6 public static void main(String[] args) { 7 Point point = new Point(100); 8 9 System.out.print(point); 10 } 11 } 12 13 class Point { 14 private int x = 0; 15 private int y = 0; 16 17 public Point(int x, int y) { 18 this.x = x; 19 this.y = y; 20 } 21 22 public Point(int x) { 23 this(x, x); 24 } 25 26 public String toString() { 27 return "(x:" + this.x + ",y:" + this.y + ")"; 28 } 29 }
注意：调用自身的构造方法是用this(xxx,xxx,...)来完成，且必须位于第一行。
静态成员返回目录
Java中类似静态构造方法的结构，称之为：静态初始化代码块，与之对应的是实例初始化代码块，见下例：
1 public class Program { 2 3 /** 4 * @param args 5 */ 6 public static void main(String[] args) { 7 System.out.println(Point.getValue()); 8 System.out.println(new Point()); 9 } 10 } 11 12 class Point { 13 private static int value = 0; 14 15 public static int getValue() { 16 return value; 17 } 18 19 static { 20 value++; 21 } 22 23 static { 24 value++; 25 } 26 27 private int x = 0; 28 private int y = 0; 29 30 { 31 this.x = 10; 32 } 33 34 { 35 this.y = 10; 36 } 37 38 public String toString() { 39 return "(x:" + this.x + ",y:" + this.y + ")"; 40 } 41 }
继承返回目录
继承使用 extends，抽象类和抽象方法使用abstract声明，向下转型使用 (ChildType)instance，判断是否是某个类型使用 instanceof，见下例：
1 public class Program { 2 3 /** 4 * @param args 5 */ 6 public static void main(String[] args) { 7 printAnimal(new Animal()); 8 printAnimal(new Dog()); 9 } 10 11 private static void printAnimal(Animal animal) { 12 if(animal instanceof Dog){ 13 System.out.println("I am a " + (Dog) animal); 14 } 15 else 16 { 17 System.out.println("I am an " + animal); 18 } 19 } 20 } 21 22 class Animal { 23 public String toString() { 24 return "Animal"; 25 } 26 } 27 28 class Dog extends Animal { 29 public String toString() { 30 return "Dog"; 31 } 32 }
重写返回目录
Java中的重写规则比较灵活，具体如下：
- 除了 private 修饰之外的所有实例方法都可以重写，不需要显式的声明。
- 重写的方法为了显式的表达重写这一概念，使用 @Override进行注解。
- 重写的方法可以修改访问修饰符和返回类型，只要和父类的方法兼容（访问级别更高，返回类型更具体）。
- 可以使用final将某个方法标记为不可重写。
- 在构造方法中使用 super(xxx, xxx)调用父类构造方法，在常规实例方法中使用 super.method(xxx, xxx)调用父类方法。
- Java不支持覆盖（new）。
1 public class Program { 2 3 /** 4 * @param args 5 */ 6 public static void main(String[] args) { 7 Animal animal = new Animal(); 8 Animal dog = new Dog(); 9 10 animal.say(); 11 dog.say(); 12 13 animal.eat(animal); 14 dog.eat(dog); 15 16 System.out.println(animal.info()); 17 System.out.println(dog.info()); 18 } 19 } 20 21 class Animal { 22 private String name = "Animal"; 23 24 protected void say() { 25 System.out.println("Animal" + " " + this.name); 26 } 27 28 public void eat(Animal food) { 29 System.out.println("Animal eat " + food); 30 } 31 32 public Object info() { 33 return "Animal"; 34 } 35 36 @Override 37 public String toString() { 38 return "Animal"; 39 } 40 } 41 42 class Dog extends Animal { 43 private String name = "Dog"; 44 45 @Override 46 public final void say() { 47 System.out.println("Dog" + " " + this.name); 48 } 49 50 @Override 51 public final void eat(Animal food) { 52 super.eat(food); 53 54 System.out.println("Dog eated"); 55 } 56 57 @Override 58 public final String info() { 59 return "Dog"; 60 } 61 62 @Override 63 public final String toString() { 64 return "Dog"; 65 } 66 }
包返回目录
包的名字和项目路径下的目录路径相对应，比如：项目路径为：C:\Study，有一个Java源文件位于：C：\Study\com\happyframework\study\App.java，那么App.java的包名字必须为：com.happyframework.study，且 App.java 的第一行语句必须为：package com.happyframework.study。
Java支持三种导入语法：
- 导入类型：import xxx.xxx.xxxClass。
- 导入包：import xxx.xxx.xxx.*。
- 导入静态成员：import static xxx.xxx.*。
1 import static util.Helper.*; 2 3 public class Program { 4 5 /** 6 * @param args 7 */ 8 public static void main(String[] args) { 9 puts("段光伟"); 10 } 11 }
访问级别返回目录
Java支持四种访问级别：public、private、protected 和 default（默认），类型和接口只能使用public 和 default，成员和嵌套类型可以使用所有，下面简单的解释一下 protected 和 default。
- protected 修饰过的成员只能被自己、子类和同一个包里的（不包括子包）其他类型访问。
- default 修改过的类型或成员只能被自己和同一个包里的（不包括子包）其他类型访问。
嵌套类返回目录
Java支持如下几种嵌套类：
- nested class，定义在类型内部的类型。
- static nested class，使用 static 声明的 nested class，static nested class 可以访问所有外部类的静态成员。
- inner class，没有使用 static 声明的 nested class，inner class 可以访问所有外部类的实例成员，inner class 不能定义静态成员。
代码示例
1 public class Program { 2 3 /** 4 * @param args 5 */ 6 public static void main(String[] args) { 7 OuterClass outer = new OuterClass(); 8 OuterClass.InnerClass inner = outer.new InnerClass(); 9 OuterClass.InnerClass.InnerInnerClass innerInner = inner.new InnerInnerClass(); 10 outer.show(); 11 inner.show(); 12 innerInner.show(); 13 14 OuterClass.StaticNestedClass staticNested=new OuterClass.StaticNestedClass(); 15 OuterClass.StaticNestedClass.StaticNestedNestedClass staticNestedNested=new OuterClass.StaticNestedClass.StaticNestedNestedClass(); 16 17 staticNested.show(); 18 staticNestedNested.show(); 19 } 20 } 21 22 class OuterClass { 23 int x = 1; 24 static int i = 1; 25 26 void show() { 27 System.out.println(x); 28 System.out.println(i); 29 } 30 31 class InnerClass { 32 int y = 2; 33 34 void show() { 35 System.out.println(x); 36 System.out.println(y); 37 } 38 39 class InnerInnerClass { 40 int z = 3; 41 42 void show() { 43 System.out.println(OuterClass.this.x); 44 System.out.println(y); 45 System.out.println(z); 46 } 47 } 48 } 49 50 static class StaticNestedClass { 51 static int j = 2; 52 53 void show() { 54 System.out.println(i); 55 System.out.println(j); 56 } 57 58 static class StaticNestedNestedClass { 59 static int k = 3; 60 61 void show() { 62 System.out.println(i); 63 System.out.println(j); 64 System.out.println(k); 65 } 66 } 67 } 68 }
特殊的inner class：local class
1 public class LocalClassExample { 2 3 static String staticValue = "static value"; 4 String instanceValue = "instance value"; 5 6 public void test() { 7 8 final String finalLocalValue = "final local value"; 9 10 class LocalClass { 11 void test() { 12 System.out.println(staticValue); 13 System.out.println(instanceValue); 14 System.out.println(finalLocalValue); 15 } 16 } 17 18 LocalClass local = new LocalClass(); 19 local.test(); 20 } 21 }
除了inner class的规则之外，local class可以访问局部final变量，在Java8中有更多的改进。
特殊的local class：anonymous class
1 public class Program { 2 3 /** 4 * @param args 5 */ 6 public static void main(String[] args) { 7 execute(new Action() { 8 @Override 9 public void execute() { 10 System.out.println("执行业务逻辑"); 11 } 12 }); 13 } 14 15 static void execute(Action action) { 16 System.out.println("事物开始"); 17 action.execute(); 18 System.out.println("事物结束"); 19 } 20 } 21 22 interface Action { 23 void execute(); 24 }
常量返回目录
不废话了，直接看代码：
1 public final class Program { 2 static final String STATIC_CONSTANTS = "STATIC_CONSTANTS"; 3 final String INSTANCE_CONSTANTS = "INSTANCE_CONSTANTS"; 4 5 public static void main(String[] args) { 6 final String LOCAL_CONSTANTS = "LOCAL_CONSTANTS"; 7 8 System.out.println(STATIC_CONSTANTS); 9 System.out.println(new Program().INSTANCE_CONSTANTS); 10 System.out.println(LOCAL_CONSTANTS); 11 new Program().test("PARAMETER_CONSTANTS"); 12 } 13 14 public final void test(final String msg) { 15 System.out.println(msg); 16 } 17 }
有一点需要注意的是：只有一种情况Java的常量是编译时常量（编译器会帮你替换），其它情况都是运行时常量，这种情况是：静态类型常量且常量的值可以编译时确定。
接口返回目录
Java的接口可以包含方法签名、常量和嵌套类，见下例：
1 public final class Program { 2 public static void main(String[] args) { 3 Playable.EMPTY.play(); 4 5 new Dog().play(); 6 } 7 } 8 9 interface Playable { 10 Playable EMPTY = new EmptyPlayable(); 11 12 void play(); 13 14 class EmptyPlayable implements Playable { 15 16 @Override 17 public void play() { 18 System.out.println("无所事事"); 19 } 20 21 } 22 } 23 24 class Dog implements Playable { 25 26 @Override 27 public void play() { 28 System.out.println("啃骨头"); 29 } 30 31 }
枚举返回目录
Java枚举是class，继承自java.lang.Enum，枚举中可以定义任何类型可以定义的内容，构造方法只能是private或package private，枚举成员会被编译器动态翻译为枚举实例常量，见下例：
1 public final class Program { 2 public static void main(String[] args) { 3 System.out.println(State.ON); 4 System.out.println(State.OFF); 5 6 for (State item : State.values()) { 7 System.out.println(item); 8 System.out.println(State.valueOf(item.name())); 9 } 10 } 11 } 12 13 enum State { 14 ON(1), OFF(0); 15 16 int value = 1; 17 18 State(int value) { 19 this.value = value; 20 } 21 }
调用枚举的构造方法格式是：常量名字(xxx, xxx)，如果构造方法没有参数只需要：常量名子，如：
1 enum State { 2 ON, OFF 3 }
异常返回目录
Java中的异常分为checked和unchecked，checked异常必须声明在方法中或被捕获，这点我觉得比较好，必定：异常也是API的一部分，见下例：
1 public final class Program { 2 public static void main(String[] args) { 3 try { 4 test(); 5 } catch (Exception e) { 6 System.out.println(e.getMessage()); 7 } 8 } 9 10 public static void test() throws Exception { 11 throw new Exception("I am wrong!"); 12 } 13 }
所有继承Exception的异常（除了RuntimeException和它的后代之外）都是checked异常。
装箱和拆箱返回目录
Java提供了原始类型对应的引用类型，在1.5之后的版本还提供了自动装箱和自动拆箱，结合最新版本的泛型，几乎可以忽略这块。
1 import java.util.*; 2 3 public final class Program { 4 public static void main(String[] args) { 5 ArrayList list = new ArrayList(); 6 7 list.add(1); 8 int item1 = (Integer) list.get(0); 9 10 System.out.println(item1); 11 } 12 }
注意：自动装箱和自动拆箱是Java提供的语法糖。
泛型返回目录
Java的泛型是编译器提供的语法糖，官方称之为：类型参数搽除，先看一下语法，然后总结一点规律：
泛型方法返回目录
测试代码
1 static <T> void puts(T msg) { 2 println(msg); 3 } 4 5 static void println(Object msg) { 6 System.out.println("Object:" + msg); 7 } 8 9 static void println(String msg) { 10 System.out.println("String:" + msg); 11 }
调用泛型方法
1 System.out.println("generic method test"); 2 puts("hello"); 3 Program.<String> puts("hello");
输出的结果是
1 generic method test 2 Object:hello 3 Object:hello
泛型类返回目录
测试代码
1 class TestGenericClass<T> { 2 T value; 3 4 void setValue(T value) { 5 this.value = value; 6 } 7 }
调用代码
1 System.out.println("generic class test"); 2 System.out.println(t.value);
输出结果
1 generic class test 2 1
泛型接口返回目录
测试代码
1 interface TestInterface<T> { 2 void test(T item); 3 } 4 5 class TestInterfaceImp1 implements TestInterface<String> { 6 7 @Override 8 public void test(String item) { 9 System.out.println(item); 10 } 11 } 12 13 class TestInterfaceImp2<T> implements TestInterface<T> { 14 15 @Override 16 public void test(T item) { 17 System.out.println(item); 18 } 19 }
调用代码
1 System.out.println("generic interface test"); 2 TestInterface<String> testInterface1 = new TestInterfaceImp1(); 3 testInterface1.test("hi"); 4 for (Method item : testInterface1.getClass().getMethods()) { 5 if (item.getName() == "test") { 6 System.out.println(item.getParameterTypes()[0].getName()); 7 } 8 } 9 10 TestInterface<String> testInterface2 = new TestInterfaceImp2<>(); 11 testInterface2.test("hi"); 12 for (Method item : testInterface2.getClass().getMethods()) { 13 if (item.getName() == "test") { 14 System.out.println(item.getParameterTypes()[0].getName()); 15 } 16 }
输出结果
1 generic interface test 2 hi 3 java.lang.String 4 java.lang.Object 5 hi 6 java.lang.Object
类型参数约束返回目录
测试代码
1 class Animal { 2 } 3 4 class Dog extends Animal { 5 } 6 7 class Base<T extends Animal> { 8 public void test(T item) { 9 System.out.println("Base:" + item); 10 } 11 } 12 13 class Child extends Base<Dog> { 14 15 @Override 16 public void test(Dog item) { 17 System.out.println("Child:" + item); 18 } 19 }
调用代码
1 System.out.println("bounded type parameters test"); 2 Base<Dog> base = new Child(); 3 base.test(new Dog()); 4 for (Method item : base.getClass().getMethods()) { 5 if (item.getName() == "test") { 6 System.out.println(item.getParameterTypes()[0].getName()); 7 } 8 }
输出结果
1 bounded type parameters test 2 Child:Dog@533c2ac3 3 Dog 4 Animal
类型搽除过程返回目录
- 将泛型定义中的类型参数去掉。
class Base { public void test(T item) { System.out.println("Base:" + item); } }
- 将T换成extends指定的约束类型，默认是Object。
1 class Base { 2 public void test(Animal item) { 3 System.out.println("Base:" + item); 4 } 5 }
- 如果有非泛型类型继承或实现了泛型基类或接口，而且进行了重写，根据情况，编译器会自动生成一些方法。
1 class Child extends Base { 2 @Override 3 public void test(Animal item) { 4 this.test((Dog)item); 5 } 6 7 public void test(Dog item) { 8 System.out.println("Child:" + item); 9 } 10 }
- 根据泛型参数的实际参数搽除调用代码。
1 System.out.println("bounded type parameters test"); 2 Base base = new Child(); 3 base.test(new Dog()); 4 for (Method item : base.getClass().getMethods()) { 5 if (item.getName() == "test") { 6 System.out.println(item.getParameterTypes()[0].getName()); 7 } 8 }
这里说的不一定正确，特别是Java泛型的约束支持&（如：可以约束实行多个接口），不过过程估计差别不大，我没有看Java语言规范，这里只是大概的猜测。
备注返回目录
这几天完成了Java基本语法的学习，关于一些高级特性在后面再慢慢总结，如：运行时进程模型、类型加载机制、反射、注解、动态代理等。