JAVA入门笔记1 —— 基础概念和基础语法

• 参考书：《Java语言程序设计与数据结构（基础篇）》—— 梁勇

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一、基础概念

1. Java语言规范、JDK、JRE、JVM、IDE

1. Java语言规范：是对Java语言语法和语义的技术定义

2. Java的三个版本

   • J2SE/JavaSE【Java的标准版本】

     • 基础，无论是以后走EE还是ME，SE是必须要精通的。
     • J2SE是SUN公司为java程序员准备的一套“基础类库”，这套基础类库学习之后，可以完成最基本的操作
     • 例如，文件的读写、线程的控制…

   • J2EE/JavaEE【Java的企业版本】

     • 这是SUN公司为程序员专门准备的一套“类库”，这套类库可以协助程序员完成企业级软件的开发
     • 企业级软件：OA办公系统、进销存系统、超市系统…

   • J2ME/JavaME【Java的微型版本】

     • 这是SUN公司为java程序员专门准备的另一套“类库”，这套类库可以协助程序员完成微型设备的嵌入式开发，
     • Java最初就是做微型设备嵌入式开发的。

3. JDK（Java开发工具包）：JDK由一组程序组成，由Oracle配合每个Java版本提供，包括编译器、调试器和其它工具。每个程序都是从命令行调用的，用于编译、运行和测试Java程序

4. JRE（Java的运行时环境）：运行Java程序的程序。它包括Java虚拟机JVM、Java核心类库和支持文件。

5. JVM（Java虚拟机）：JVM是一个解释Java字节码的程序。.java后缀的java源文件经过编译成为.class后缀的java字节码文件，这可以用JVM解释执行。在不同的平台上有不同的JVM，他们都能解释.class文件，这就实现了跨平台特性，即 “一次编译，到处执行”

6. IDE（集成开发环境）：一个图形界面软件，把程序编辑、编译、构建、调试等集中在一起，便于快速开发程序。如Eclipse、NetBeans等

2. Java的加载与执行

1. 程序员在xxx.java文件中编写源代码，源代码必须符合java的语法，这些源代码就是高级语言。存放源代码的文件被称为Java源文件。
2. 使用JDK中自带的javac.exe命令对以上的java源程序进行编译。DOS命令：javac 源文件路径。如果语法没问题，编译通过，生成字节码文件xxx.class
   • 源文件路径可以是绝对路径，也可以是相对路径。
   • 编译之后，其实java源文件删除不会影响程序的执行。
   • 最好不要将java源文件删除，因为程序最终运行效果不是预期效果的时候，需要重新修改java源代码，然后进行重新编译生成全新的class字节码文件，再重新运行字节码程序。
3. 在一个安装了JVM的平台上，利用java.exe命令解释运行java字节码。DOS命令：java 类名
   • 这个类名是源文件中public class的名字
   • 以上程序的执行原理：
     • java.exe命令执行会启动JVM
     • JVM启动之后，马上启动“类加载器-Class Loader”
     • ClassLoader负责去硬盘的“某个位置”上搜索“类名.class”字节码文件。
     • 找不到这个.class文件，一定会出现程序异常现象。
     • 找到了这个.class文件之后将.class文件转换成"二进制"，操作系统可以直接识别二进制，操作系统执行二进制码和底层的硬件平台进行交互。
       
       

3. java中的源文件名、类名和main方法

1. 一个java源文件当中可以定义多个class
2. 一个java源文件当中public的class不是必须的
3. 一个class定义在编译后生成一个xxx.class字节码文件（如果一个源文件中定义了多个class，就会生成多个字节码文件）
4. 一个java源文件中，最多定义一个public class
   • 如果定义了public class，该类名称必须和java源文件名称一致。如果此源文件中有main方法，也必须放在这个public class里
   • 如果没有定义public class，则不必要求类名和源文件同名。如果有main方法，可以任意放在某个类中
5. main方法是程序的入口，每一个class当中都可以编写main方法。
   • 想执行X.class当中的main方法：java X
   • 如果执行命令java X，而X.class中没有main方法，会出现运行阶段的错误。
   • 同一个java源文件的不同类中可以包含多个main方法。当JVM进行编译时，会提示选择其中一个main方法作为编译的入口。

4. 关于packet

1. 包PACKET 就是一个文件夹，包下的CLASS互相访问如一个文件。
2. java 编译器在编译时，直接根据package指定的信息直接将生成的class 文件生成到对应目录下。例如package aaa.bbb.ccc 编译器就将该 .java 文件下的各个类生成到 /aaa/bbb/ccc/ 这个目录下。
3. 可以把Java中的一个package(包)看成一个类库单元，包内包含有一组类，它们在单一的名称空间之下被组织在了一起，这个名称空间就是包名。
4. 带package的java编译与不带package的java编译

二、基础语法规范

1. java中的标识符

1. 标识符必须由字母、数字、下划线、美元符号（$）组成
2. 标识符不能以数字开头
3. 标识符不能是保留字
4. 标识符不能是true/false/null
5. 标识符可以是任意长度

2. 良好的命名习惯

• 变量/方法：小驼峰 carName
• 类名：大驼峰 CarName
• 常量：全大写 CAR_NAME

3. 变量

（1）java支持的数据类型

1. 基本数据类型
   
2. 引用数据类型：包括字符串、类、数组、接口、Lambda
3. 和C/C++不同的一点：true和false可以作为结果打印

   System.out.println(0>1); 	//打印false
   

（2）显式表示数据类型

1. 表示二进制：加前缀0b或0B
2. 表示十六进制：加前缀0x或0X
3. 浮点数加后缀f/F：指出是float型，如3.0f，float类型赋值时要这样写，否则强转double
4. 浮点数加后缀d/D：指出是double型，如3.0d，不加后缀默认也是double
5. 整数加后缀L/l：指出是long型，long类型赋值时要这样写，否则强转int

4. 常量

1. 用final修饰变量定义语句，类似C中const

   final double PI = 3.1415926;
   

2. 字面值常量
   1. 整数常量：所有的整数 （0，1， 567， -9）
   2. 小数常量：所有的小数 （0.0， -0.1， 2.55）
   3. 字符常量：单引号引起来,只能写一个字符,必须有内容 （‘a’ ， ’ '， ‘好’）
   4. 字符串常量：双引号引起来,可以写多个字符,也可以不写 （“A” ，“Hello” ，“你好” ，""）
   5. 布尔常量：只有两个值（true ， false）
   6. 空常量：只有一个值（null）

三、基础操作

1. 用Scanner从控制台读取输入

1. System.out用来表示标准输出设备；
   System.in用来表示标准输入设备；

2. 创建一个Scanner类对象来读取来自System.in的输入，如：

   Scanner input = new Scanner(System.in);
   

3. Scanner是一个扫描器，我们录取到键盘的数据，先存到缓存区等待读取，它判断读取结束的标示是 空白符，比如空格，回车，tab 等等

4. Scanner类在包java.util中

   1. 明确导入：import java.util.Scanner （导入java.util包中的Scanner类）
   2. 通配导入：import java.util.* （导入java.util包中的所有类）
      • 注意：除非代码中用到了某个类，否则通配导入中的其他类不会在编译运行时被读入，所以性能上没什么区别

5. Scanner中的方法：

   1. .nextByte()：返回一个byte数据

   2. .nextShort()：返回一个Short数据

   3. .nextInt()：返回一个int数据

   4. .nextLong()：…

   5. .nextFloat()：…

   6. .nextDouble()：…

   7. .next()：返回一个字符串，读到第一个空白符结束，不读空白符

   8. .nextLine()：返回一个字符串，读到回车结束，回车也读走，但是返回的字符串中无回车

      注意一下：.next()和.nextLine()的区别

double r = input.nextDouble();

2. 向控制台输出

1. 四种常见输出形式

   System.out.println(1111);			//换行打印
   System.out.print(1111);				//不换行打印
   System.out.write(2222);				//字节输出
   System.out.printf("%+8.3f\n", 3.14);//标准输出
   

2. 引用自：Java的常用输入输出语句

   • System.out.println(); 是最常用的输出语句，它会把括号里的内容转换成字符串输出到输出窗口（控制台），并且换行，当输出的是一个基本数据类型时，会自动转换成字符串，如果输出的是一个对象，会自动调用对象的toString();方法，将返回值输出到控制台
   • System.out.print(); 与第一个很相似，区别就是上一个输出后会换行，而这个命令输出后并不换行。
   • System.out.printf(); 这个方法延续了C语言的输出方式，通过格式化文本和参数列表输出

3. 常见转义字符
   

4. 标准输出详解

   • 用System.out.printf("...");进行标准格式输出

   • %b - 布尔值
     %c - 字符
     %d - 十进制整数
     %f - 浮点数
     %e - 科学计数法
     %s - 字符串

   • "%n1.n2X"指输出宽度至少n1，小数点后保留2位数字，不足则左补空格，超过则自动增加宽度

   • 显示带逗号的数字：在n1前加,

     System.out.printf("%,8d",12345678);	//输出12,345,678
     

   • 设置补充字符：在n1前指定补充字符：

     System.out.printf("%08d",1234);		//输出00001234
     

   • 对齐：

     • 默认是右对齐的
     • 在n1前加一个-，要求项在指定域是左对齐的

       System.out.printf("%7.2f%6d%-4s", 45.556, 14, "AB");		//__45.56____14AB__ （_是空格）
       System.out.printf(%7.2f%6d%4s", 45.556, 14, "AB");			//__45.56____14__AB （_是空格）
       

3. 基本运算

1. 四则运算：+、-、*、/、%、+=、-=、*=、/=、%=、++(分前后)、--(分前后) 和C的特性一样
   1. 其中对负数进行%计算，相当于对正数用%再取负数
   2. 对整形进行/运算，舍去小数部分
2. 比较运算：==、!=、<、>、>=、<= 和C的特性一样
3. 逻辑运算：&&、||、! 和C的特性一样
4. 三元运算符：布尔表达式 ? 结果1：结果2 和C的特性一样
5. 其他数学运算：JAVA API中的Math类提供了更多数学运算，如用Math.pow(a,b)计算a的b次方。Math类属于java.lang，可以不import直接用

4. 类型转换

1. Java程序中要求参与的计算的数据，必须要保证数据类型的一致性，如果数据类型不一致将发生类型的转换，将取值范围小的类型转为取值范围大的类型byte/short/char -> int -> long -> float -> double：

   double y = 3/4.0;	//自动转为 3.0/4.0
   
   int x = 3
   double z = x*4.5;	//自动转为 3.0*4.5 		
   

2. 强制类型转换：

   • 通过在括号中给出目标类型实现强制类型转换

     (int)1.7 == 1	
     (double)1/2 == 1.0/2 == 0.5
     

   2. boolean和int不能强制类型转换（会报错）

3. 隐式强制类型转换： 对于byte/short/char三种类型来说，如果右侧赋值的数值没有超过表示范围，那么javac编译器会自动（在.class文件中）隐含地补上(byte)/(short)/(char)；如果右侧赋值的数值超过了表示范围，编译器报错

   char a = 65;	// 正确：等价与char a = (char)65;
   short s = 1;	// 正确：等价于short s = (short)1;		
   

4. 编译器的常量优化：在给变量赋值时，如果右边全是常量没有变量，编译器会直接将若干常量表达式计算得到结果。也就是说编译时即执行运算，提升了运行效率。这个优化也会配合上面一条起作用。

   short a = 5;
   short b = 8;
   short c = a + b;	//这里右边自动转换为int+int，再赋值时会报错	
   
   short res = 5 + 8;		//正确：等价于short res = 13; 
   short res = 5 + res ;	//报错，右边没有常量优化了，右边自动转int型
   

5. 利用类型转换进行四舍五入：

   1. 四舍五入到整数：(int)(x+0.5)
   2. 向上四舍五入保留两位：(int)(x*100+0.5)/100.0
   3. 向下四舍五入保留两位：(int)(x*100)/100.0

5. 赋值语句

1. 赋值时必须数据类型一致，不能自动类型转换

2. 特殊的赋值

   //以下两种写法等价
   System.out.println(x=1);	// 1
   
   x = 1						// 2
   System.out.println(x);
   
   //以下两种写法等价
   i = j = k = 1;				// 1
   
   k = 1						// 2
   j = k
   i = j
   
   //赋值时不会自动类型转换，只能强转
   int a = 1.5;		//欲把double赋值给int报错
   int a = (int)1.5;	//a赋值为1
   
   short s = 1;
   s = s+1;			//等号右边自动转换为int型，欲把int赋值给short，报错
   s = (short)(s+1);	//赋值成功