Java——零基础速成学习

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第一天 初识Java入门基础（上）

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1、我们为什么学Java

1.1、Java是什么？

Java 旨在竭尽所能为最广泛的计算平台开发可移植的高性能应用程序。

通过使应用程序在异构环境之间可用，企业可以提供更多的服务，提高最终用户生产力并加强沟通与协作，从而显著降低企业和消费类应用程序的拥有成本。

Java 是开发人员的无价之宝，使他们可以：

• 在一个平台上编写软件，然后即可在几乎所有其他平台上运行
• 创建可在 Web 浏览器中运行并可访问可用 Web 服务的程序
• 开发适用于在线论坛、存储、投票、HTML 格式处理以及其他用途的服务器端应用程序
• 将采用 Java 语言的应用程序或服务组合在一起，构成高度定制的应用程序或服务
• 为移动电话、远程处理器、微控制器、无线模块、传感器、网关、消费产品及几乎其他任何电子设备编写强大而高效的应用程序

1.2、Java主要特性

简单性
面对对象
可移植性
高性能
分布式
多态性
多线程
安全性
健壮性

• Java 语言是简单的：
  -Java 语言的语法与 C 语言和 C++ 语言很接近，使得大多数程序员很容易学习和使用。另一方面，Java 丢弃了 C++ 中很少使用的、很难理解的、令人迷惑的那些特性，如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换。特别地，Java 语言不使用指针，而是引用。并提供了自动分配和回收内存空间，使得程序员不必为内存管理而担忧。

• Java 语言是面向对象的：
  Java 语言提供类、接口和继承等面向对象的特性，为了简单起见，只支持类之间的单继承，但支持接口之间的多继承，并支持类与接口之间的实现机制（关键字为 implements）。Java 语言全面支持动态绑定，而 C++语言只对虚函数使用动态绑定。总之，Java语言是一个纯的面向对象程序设计语言。

• Java语言是分布式的：
  Java 语言支持 Internet 应用的开发，在基本的 Java 应用编程接口中有一个网络应用编程接口（java net），它提供了用于网络应用编程的类库，包括 URL、URLConnection、Socket、ServerSocket 等。Java 的 RMI（远程方法激活）机制也是开发分布式应用的重要手段。

• Java 语言是健壮的：
  Java 的强类型机制、异常处理、垃圾的自动收集等是 Java 程序健壮性的重要保证。对指针的丢弃是 Java 的明智选择。Java 的安全检查机制使得 Java 更具健壮性。

• Java语言是安全的：
  Java通常被用在网络环境中，为此，Java 提供了一个安全机制以防恶意代码的攻击。除了Java 语言具有的许多安全特性以外，Java 对通过网络下载的类具有一个安全防范机制（类 ClassLoader），如分配不同的名字空间以防替代本地的同名类、字节代码检查，并提供安全管理机制（类 SecurityManager）让 Java 应用设置安全哨兵。

• Java 语言是体系结构中立的：
  Java 程序（后缀为 java 的文件）在 Java 平台上被编译为体系结构中立的字节码格式（后缀为 class 的文件），然后可以在实现这个 Java 平台的任何系统中运行。这种途径适合于异构的网络环境和软件的分发。

• Java 语言是可移植的：
  这种可移植性来源于体系结构中立性，另外，Java 还严格规定了各个基本数据类型的长度。Java 系统本身也具有很强的可移植性，Java 编译器是用 Java 实现的，Java 的运行环境是用 ANSI C 实现的。

• Java 语言是解释型的：
  如前所述，Java 程序在 Java 平台上被编译为字节码格式，然后可以在实现这个 Java 平台的任何系统中运行。在运行时，Java 平台中的 Java 解释器对这些字节码进行解释执行，执行过程中需要的类在联接阶段被载入到运行环境中。

• Java 是高性能的：
  与那些解释型的高级脚本语言相比，Java 的确是高性能的。事实上，Java 的运行速度随着 JIT(Just-In-Time）编译器技术的发展越来越接近于 C++。

• Java 语言是多线程的：
  在 Java 语言中，线程是一种特殊的对象，它必须由 Thread 类或其子（孙）类来创建。通常有两种方法来创建线程：其一，使用型构为 Thread(Runnable) 的构造子类将一个实现了 Runnable 接口的对象包装成一个线程，其二，从 Thread 类派生出子类并重写 run 方法，使用该子类创建的对象即为线程。值得注意的是 Thread 类已经实现了 Runnable 接口，因此，任何一个线程均有它的 run 方法，而 run 方法中包含了线程所要运行的代码。线程的活动由一组方法来控制。Java 语言支持多个线程的同时执行，并提供多线程之间的同步机制（关键字为 synchronized）。

• Java 语言是动态的：
  Java 语言的设计目标之一是适应于动态变化的环境。Java 程序需要的类能够动态地被载入到运行环境，也可以通过网络来载入所需要的类。这也有利于软件的升级。另外，Java 中的类有一个运行时刻的表示，能进行运行时刻的类型检查。

2、关于Java那些事

宣言：一次编写，到处运行

• Write Once，Run Anywhere

Java三大版本

JavaSE: 标准版 (桌面程序，控制台开发…)
    
JavaME: 嵌入式开发 (手机，小家电…)，已经凉了
    
JavaEE: 企业级开发 (Web端，服务端开发…)，JavaSE为基础

JDK JRE JVM

JDK：Java Development Kit (Java开发者工具，包括 JRE，JVM)
    
JRE：Java Runtime Environment (Java运行时环境)
    
JVM：Java Virtual Machine (Java虚拟机，跨平台核心)
    

JDK JRE JVM之间的逻辑关系

安装开发环境

## 卸载JDk
   删除Java安装目录
   删除环境变量JAVA_HOME
   删除path下关于JAVA的目录
   Java -version
    
## 安装JDK
   浏览器搜索JDK8，下载电脑对应的版本，
   		如64位操作系统下载 jdk-8u281-windows-x64.exe
   双击安装JDK
   配置环境变量
   		我的电脑-》属性-》系统高级设置-》环境变量
   		系统变量 新建–> JAVA_HOME 输入对应的jdk安装路径
   		path变量–>% JAVA_HOME%\bin
   测试是否成功 cmd–>Java -version

Java注释：

1.单行注释：用于注释一行内容
快捷键：CTRL+/  （IDEA 环境，下同）

2.多行注释：用于一次性给多行代码注释，也可以使用单行注释只不过要选中多行

快捷键：CTRL+shift+/

3.文本注释

快捷键：/**+回车

3、Java基础

3.1、标识符和关键字

• Java 所有的组成部分都需要名字。类名、变量名、方法名都被称为标识符
  关键字

• 标识符注意点

  • 所有标识符都应该以 字母、$(美元符)、_(下划线) 开头
  • 首字母之后可以是 字母、$、_ 或数字任何字符组合
  • 关键字不能作为变量名或方法名
  • 标识符大小写敏感
  • 可以用中文命名，但不建议使用
  • 当然 ，如果可以，请放弃拼音式命名

3.2、数据类型

• 强类型语言

​ 要求变量的使用要严格符合规定，所有变量都必须先定义后才能使用

• 弱类型语言：JavaScript，Python

  Java的数据类型分为两大类

3.2.1基本类型（primitive type）

//整数
int num1 = 10; //最常用，只要别超过21亿（2^31-1）
byte num2 = 20; //-128~127
short num3 = 30;
long num4 = 30L; //long类型数字后面要加个L

//小数：浮点数
float num5 = 50.1F; //float类型数字后面要加个F
double num6 = 3.141592653589793238;
//特殊类型（大十进制数：）
	1.public BigDecimal(double val)    将double表示形式转换为BigDecimal *不建议使用

　　2.public BigDecimal(int val)　　将int表示形式转换成BigDecimal

　　3.public BigDecimal(String val)　　将String表示形式转换成BigDecimal
//字符
char name = '国';
//字符串, String不是关键字，是类
//String namea = "薛之谦";

//布尔值：是非
boolean flag = true

float double BigDecimal 之间的区别

• double是双精度浮点数，内存占8个字节，有效数字16位，范围从10-308到10308 和 -10-308到-10-308，有效小数位15位
• float是单精度浮点数，内存占4个字节，有效数字8位，范围从10-38到1038 和 -1038到-10-38，有效小数位6-7位
• CPU处理float的速度比处理double快。double的精度高，double消耗内存是float的两倍。
• 小数默认是double类型，用float时需要进行强转，或者在小数后加上f。
  
  输出：
  

3.3、什么是字节

• 位(bit)：是计算机内部数据存储的最小单位，11001100是一个八位二进制数

• 字节(byte, B)：是计算机中 数据处理 的基本单位，习惯上用大写B表示
  1B(byte) = 8bit，1字节等于8位

• 字符：指计算机中使用的字母，数字，字和符号

1bit表示1位
1Byte表示一个字节 1B=8b
1024B = 1KB, 1024KB = 1M, 1024M = 1G

3.4、类型转换

• 由于Java是强类型语言，所以不同类型的数据先转化位同一类型，再进行运算。

  • 强制转换，（类型）变量名，容量由高到低

  • 自动转换，容量由低到高

注意点：

   1.不能对布尔值进行转换
   2.不能把对象类型转换为不相干的类型
   3.在把高容器转换到低容量的时候，强制转换
   4.可能存在内存溢出，或者精度问题

3.5、变量、常量、作用域、命名规范

1. 变量

• Java是一种强类型语言，每个变量使用前都必须声明其类型
• Java变量是程序中最基本的存储单元，要素包括变量名，变量类型和作用域

//数据类型 变量名 = 值;
//可以在同一行使用逗号隔开同多个类型的变量，但是不建议这样使用

2. 变量作用域

- 类变量（static）：伴随着类的加载而产生，其所有权属于该类
- 实例变量 		 ：伴随着类的加载而产生，其所有权属于该类
- 局部变量  		 ：伴随着类的加载而产生，其所有权属于该类

3. 变量的命名规范：
   

引用于《阿里巴巴Java开发手册》

5. 常量

• 常量：
  其值经初始化后，在程序运行过程不允许被更改。

//修饰符 不存在先后顺序，static可以写final后面 常量一般用大写字符

3.6、运算符

3.6.1、自增自减运算符

int a = 3;
int b = a++; //b=a,a=a+1 先赋值再自增 即b=a   a=a+1
int c = ++a; //a=a+1,c=a 先自增再赋值 即a=a+1  c=a

输出：

3.6.2、幂运算 2^3 222=8

double pow = Math.pow(2,3); // (底数，指数)double型
System.out.println(pow); //8.0

3.6.3、逻辑运算符

第一个值为false，后面就不进行判定了
 && 逻辑与运算：两个变量都为真，结果为true
第一个值为true，后面就不进行判定了
 || 逻辑与运算：两个变量有一个为真，结果为true
 ! 取反，真变为假，假变为真

3.6.4、位运算

只要根据最未位是0还是1来决定，为0就是偶数，为1就是奇数。

因此可以用if ((a & 1) == 0)代替if (a % 2 == 0)来判断a是不是偶数。

3.6.5、三元运算符

 x ? y : z
//如果x为真，则结果为y,否则为z

输出：

3.7、包机制

3.7.1、包的语法格式：

• package Base_Java;
• 一般利用公司域名倒置作为包名；com.example.www

import java.util.*; //通配符* 导入包下所有的类

3.8、JavaDoc生成文档

• javadoc命令是用来生成自己API文档的

• 参数信息
  

  API文档：

• 打开某个类所在文件夹下的cmd命令行

输入：javadoc -encoding UTF-8 -charset UTF-8 Doc(类名).java
会自动生成该类有关的API文档，查看文件夹发现多了一些文件
打开 index.html（首页）查看文档注释

3.9、用户输入Scanner

• 通过Scanner类可以获取用户的输入。

Scanner s = new Scanner(System.in);

• 通过Scanner类的 next()与 nextLine()方法获取用户的字符串，
• 一般用hasNext()与hasNextLine()判断是否还有输入的数据。

3.10、流程控制方法

Java的基本结构就是顺序结构，除非特别指明，否则就按语句一条一条执行。
- 顺序结构

- if单选择结构 if( )
- if双选择结构 if( ){ }else{ }
- if多选择结构 if( ){ }else if{ }else{}
- 嵌套的if结构 if( ){ if( ) }

- switch多选择结构
注意：再JDK新特性中已经出现了新写法

char grade = 'C'; //JDK新特性 可以是字符串(字符本质还是数字)
switch (grade){
    case 'A':
        System.out.println("优秀");
        break; //可选，跳出当前结构
    case 'B':
        System.out.println("良好");
        break;
    case 'C':
        System.out.println("合格");
        break;
    default: //默认，以上值没匹配到
        System.out.println("不及格");
        break;
}

• 循环结构
• • while循环

//计算1+2+3+...+100
int i=0;
int sum=0;
while(i<100){
    i++;
    sum+=i;
}
System.out.println(sum); //5050

• • do…while循环

//先执行后判断，至少执行一次
do{
    i++;
    sum+=i;
}while(i<100) //跟上面效果一样

• • for循环

//（初始化;条件判断;迭代）
for(int i=0;i<100;i++){
    i++;
    sum+=i;
}

• • foreach遍历

int [] numbers = {10,20,30,40,50}; //定义一个数组
for (int x:numbers){
    System.out.println(x); //遍历数组的元素 10 20 30 40 50
}

- - break & continue

• break 强行退出循环，不进行下一次循环条件判断。
• continue 终止本次循环过程，跳过剩余语句，之后进行下一次循环条件判断。

3.11、Java方法

3.11.1、方法的定义

Java的方法类似与其他语言的函数，是一段用来完成特定功能的代码片段。
方法包含一个方法头和一个方法体。

• 修饰符：定义了方法的访问类型
• 返回值类型：方法可能会返回值。returnValueType是方法返回值的数据类型。有些方法没有返回值，则returnValueType为关键字void。
• 方法名：是方法的实际名称
• 参数类型：参数列表是指方法的参数类型、顺序和参数个数。方法可以不包含任何参数。
• 形参：在方法被调用时用于接收外界输入的数据。
• 实参：调用方法时实际传给方法的数据。
• 方法体：方法体包含具体的语句，定义该方法的功能。

修饰符 返回值类型 方法名（参数类型 参数名,...）{
   方法体...
   return 返回值；
}

3.11.1、方法的调用

调用方法：对象名.方法名(实参列表)。

• 当方法返回一个值的时候，方法调用通常被当成一个值。

int larger = max(30,40);

• 如果方法返回值是void，方法调用一定是一条语句。
  

扩展：值传递和引用传递 ( Java都是值传递)

3.11.1、方法的重载

重载是在一个类中，有相同的方法名，参数列表不同的方法。

方法重载的规则：

• 方法名称必须相同
• 参数列表必须不同（个数、参数类型、或排序不同）
• 返回类型可以相同也可以不相同
• 仅仅返回类型不同不足以成为方法的重载

3.11.1、递归

• 递归就是：A方法调用A方法，自己调用自己！

• 递归的能力在于用有限的语句来定义对象的无限集合。

阶乘 n!

public static int f(int n){
    if(n==1) return 1;
    return n*f(n-1); //递归：调用自身
}

3.12、Java数组

3.12.1、数组的定义

• 数组是相同类型数据的有序集合
• 数组描述的是相同类型的若干数据，按照一定先后次序排序组合而成
• 其中，每一个数据称作一个数组元素，每个数组元素可以通过下标访问它们

3.12.2、数组的声明创建

• 首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize]; //int[] nums=new int[10]

• 数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始

获取数组长度：arrays.length
int[] nums; //1.声明一个数组
nums = new int[3]; //2.创建一个数组
//3.给数组元素赋值
nums[0]=1;
nums[1]=2;
nums[2]=3;
for (int num : nums) { //打印数组所有元素
    System.out.println(num);
}

3.12.3、数组的三种初始化

• 静态初始化

//静态初始化：创建+赋值
int[] a={1,2,3};
Man[] mans={new Man(1,1),new Man(2,2)}

• 动态初始化

//包含默认初始化
int[] a=new int[2]; //默认值为0
a[0]=1;
a[1]=2;

• 默认初始化

数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化。

3.12.4、数组的基本特点

• 其长度是确定的，数组一旦被创建，它的大小就是不可改变的。

• 其元素必须是相同类型，不允许出现混合类型。

• 数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本类型和引用类型。

• 数组变量属于引用类型，数组也可以看作对象，其中每个元素相当于该对象的成员变量。

• 数组本身就是对象，Java中对象是在堆中的，因此数组本身是在堆中的。

3.12.5、数组的使用

• For-Each循环遍历

int[] arrays = {1,2,3,4,5};
for (int array : arrays) {
    System.out.println(array);
}

• 数组作方法入参

//打印数组元素
    for (int i = 0; i < a.length; i++) {
        System.out.print(a[i]+" ");
    }

• 数组作返回值

//反转数组

    int[] result = new int[arrays.length];
    //反转的操作
    for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
        result[i] = arrays[arrays.length-i-1];
    }
    return result;

• 多维数组
  多维数组可以看成数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的数组，其每一个元素都是一个一维数组。

3.12.6、Arrays类

1. 数组的工具类java.util.Arrays

   由于数组对象本身并没有什么方法可以供我们使用，但API提供了一个工具类Arrays供我们使用。
   Array类中的方法都是static修饰的静态方法，使用时直接使用类名进行调用，可以不用对象调用。

2. 常用功能

   给数组赋值:fill方法。
   排序：sort方法,升序。
   比较数组：equals方法比较数组中元素值是否相等。
   查找数组元素：binarySearch对排序好的数组进行二分查找法操作。

3. 冒泡排序

//冒泡排序
//1.比较数组中两个相邻的元素，如果第一个数大于第二个数，交换它们位置
//2.每一次比较，都会产生一个最大或最小的数字(升序为最大数)
//3.下一轮则可以少一次排序
//4.依次循环，直到结束

4.稀疏数组

1.有效值的个数

2.创建一个稀疏数组

3.遍历二维数组，将有效值存放到稀疏数组

4.输出稀疏数组

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