Java基础篇——从入门到入土

Java基础篇——从入门到入土

一、Java语言历史

Java的第一个开发工具包（JDK 1.0）JDK 1.1 JDK 1.2 JDK 1.3 JDK1.4。Java SE 5.0（内部版本号1.5.0） Java SE 6 Java7 Java8，我们不用最新的版本用最稳定的版本Java8，我们现在要学Java 涉及到JDK的安装JDK（Java Development Kit）称为Java开发包或Java开发工具，是一个编写Java的应用程序的程序开发环境。JDK是整个Java的核心，包括了Java运行环境（Java Runtime Environment），Java虚拟机 JVM，JRE是支持Java程序运行的标准环境 。JDK、JRE、JVM三者的关系，JDK包含了JRE同时包含了JVM、JRE是个运行环境，JDK是个开发环境。因此写Java程序的时候需要JDK，而运行Java程序的时候就需要JRE。而JDK里面已经包含了JRE，因此只要安装了JDK，就可以编辑Java程序，也可以正常运行Java程序。Windows系统，安装文件是.exe的文件，JDK也要安装因此JDK也是一个.exe的文件，并不会像其他软件一样生成快捷方式。

二、Java语言特点

1. 简单性

2. 面向对象

3. 分布性

4. 编译性和解释性
   ①　编译性
   语言执行时需要先进行编译就是编译型语言，现在的高级语言在执行时，计算机不识别这个代码文件，需要先进行编译，形成字节码文件让计算机可以识别，程序才可以运行。编译型语言，肯定会形成出新的文件。（文件类型区分？？？ 可以通过文件后缀区分文件，Java文件后缀是.java编译形成新的文件，新文件的后缀是.class类型）
   编译的过程
   原来文件——规则——生成新的文件（字节码文件）
   文件后缀 .java——javac（编译）——.class文件
   执行的过程
   javac A.java（文件名+后缀）

   ②　解释性
   两个人交流时，中间的翻译（解释）.class文件计算机不认识而JVM就是.class和计算机之间的（翻译）因此Java 是解释性语言也是编译性语言。
   执行class文件——翻译器（JVM）翻译给电脑
   java A 文件名（不加后缀）

5. 可移植性
   跨平台可以运行再不同的操作系统上

三、Java文件的创建

创建记事本，修改文件后缀 .java(文件一定显示后缀)然后写代码，不同的语言有不同的书写规则，Java是一个严格区分大小写的语言（大写和小写字母的含
义不同），所有的当前文件中的代码都要写在{}文件中。例如：

public class A（文件名） {
//Java程序运行时需要有一个入口（程序从哪开始执行）
	//入口的书写方式：
	public static void main(String[]  args){
		//程序员入门必经之路 hello world
		//Java中的输出语句		
		System.out.println(“hello world”);//(英文分号结束) 打印完成后换行
		System.out.print("Hello World"); 打印后不换行
	} 
} 

四、Java语言基础

只要学编程语言就必须要学习的内容

1、常量和变量

• 常量 值不能改变 例如 数字就是常量 1 2 3 4 …
• 变量 值可以改变 例如 x+y=10;x=1; x=2;x=3;——x值从1变成2

定义变量的格式  数据类型 变量名 = 值

2、基本数据类型——整数、小数、字符、布尔

(1)整数

整数：根据数字表示的范围分成了四类 byte、short、int、long(表示的数字范围不同) ，其中byte字节是计算机中存储文件时，衡量文件大
小的单位，所有的文件 在计算机上以0和1的方式进行的文件存储（byte字节和位的关系1byte= 8位）。

类型	字节数	位数	范围	计算方式
byte	1个字节	8位	-128到127	-2的7次方到2的7次方-1
short	2个字节	16位	-32768到32767	-2的15次方到2的15次方-1
int	4个字节	32位	-2147483648到2147483647	2的31次方到2的31次方-1
long	8个字节	64位	略	-2的63次方到2的63次方-1

四个整数表示的数据范围不同 byte

(2)小数

小数：根据占用的空间（字节）不同，表示的范围不同分成了两类float，double各自占用的字节数、位数、数据范围、小数位不同。Java中
直接书写的一个小数，默认是double类型。

类型	字节数	位数	精度
float	4个字节	32位	7位—8位----单精度（存储结构和整数不同）
double	8个字节	64位	15位—16位-------双精度小数

数据范围double>float>整数。为了区分float类型的数据和double类型的数据，需要在小数末尾+f或者F的后缀就是float类
型，如果定义的数字没有小数点f可以省略就是默	认的double类型，如果定义的数字有小数点必须加f后缀。

(3)字符

字符定义方式： 

char c = 'a';

只能写一个字符，计算机数据存储时实际上二进制进行的数据存放是0和1 。二进制数字可以转成十进制 （数字和数字之间的关系），编码
集（数字和字符对应表）字母（符号）和数字之间的关系，也就是字符和数字之间表示的对应的表（写什么数字对应到不同字符）。

Ascii 表：

例如 Int a = 64;Int类型的数据（十进制的数）按照ascii 对应到具体的char字符上，扩展的ascii表0-255 范围，每个国家都编写了自己的编码
集gbk2312(中文) 、Unicode编码集、中文编码集utf-8(现在使用多的中文编码集)

(4)布尔类型

boolean只有两个值true和false ，注意不要加双引号

boolean a = true  
//boolean a = false 

(5)数据类型转换

1. 小范围数据转大范围数据 --------------转换规则：直接转换

//大范围数据类型   接收结果的变量 =  小范围数据变量
byte a = 10; 	float b = a; 
int a = 10; 	long b = a;

1. 大范围数据转小范围数据-----------------转换规则： 强制类型转换

//小范围数据类型   接收结果的变量 = （小范围数据类型） 大范围数据变量
float a = 10;	 byte b = (byte) a;
long a = 10;     int b = (int) a; 

(6)二进制和十进制

二进制：

计算机中进行数据存储时只有0和1两个数字存放，这就是二进制存储。二进制的存放，每个位上都是二进制。字节表示，通过8位
的二进制数字进行表示。二进制表示时，表示的位数比较多，四位一组进行表示，方便查看。
例如：一个二进制数字 ：0000 0011对应的字节类型是哪个值？——>2的0次方+2的1次方=3

Java中的数据类型存储时，如果存储有符号的数字 （+ 大于0的数 - 小于0的数）八位中最前面的一位，表示数字的符号0表示正号，1表示
负号。
例如：0 111 1111   1+2+4+8+16+32+64=127

十进制：

生活中见到的数字： 629一个十进制的数也是三位数
百位   十位   个位------------都是十进制的数
6       2      9-------------十进制的数 0-9十个数，不能取10 
现在的数字每个位上的数字和进制之间的关系
6*10的2次方 + 2*10的1次方+ 9* 10的0次方---------------629

3、变量名的命名规范（变量名怎么起名）

1. 数字(不能开头)、字母、下划线、$

2. java中的保留字—关键字(java留下来的单词给自己使用 使用时 具有特殊的含义)例如 public class static
   void byte short int long float double boolean char true false

3. 定义变量时，遵循规则，见名知义（不同单词组合再一起定义变量名）

4. 驼峰命名法

   小驼峰命名：Java 变量 （方法）多个单词组合表示变量名 首个单词首字母小写其他的单词首字母大写，例如 testboolean testBoolean
   大驼峰：文件起名，多个单词组合表示变量名，所有单词首字母大写,写一个项目的文件，放到一个文件夹中，文件夹中根据文件内容，分不同的文件夹存储文件（java 给文件夹起了别的名字——包）

   包命名：都用小写字母来表示，用甲方公司域名的倒叙
   baidu.com -----------com.baidu
   bjpowernode.com----------com.bjpowernode

4、运算符的分类极其运用

(1)算数运算符

加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）、取模/取余（%）、自增（++）、自减（--）、字符串连接符（+）。 

1. 数字运算 + - * /

   先乘除后加减 + - * 基本上和我们学的数学运算一致 ，/ 参与运算的是整数 结果也是整；
   int 和 int 数据运算，结果默认类型是 int类型；long 和 long 数据运算，结果默认类型是 long类型；
   byte 和 byte、byte 和short、short和short 数据运算，结果默认类型是int类型；
   不同的数据类型之间做运算，例如 int 和long运算，结果默认类型用大范围的数据接收。

2. 小数运算 + - * /
   float和float 做运算，结果默认是float类型，double 和double做运算 结果默认是double类型。
   不同的数据类型之间做运算，结果默认类型用大范围的数据接收！

3. 字符类型也可以参数算术运算

   字符类型char 字符和十进制数之间的对应关系（编码集）分为两种情况：
   1、直接字符做运算 + -（多） (* / % 少)

   int a = '0' + 1;   
   //char a = '0' + 1;   
   

   结果类型的问题：取决于用什么类型接收结果：int类型接收就是数字char类型接收就是字符
   2、字符变量做运算

   	char a= '0'; 
   	int b = a + 1;
   	//char b = a + 1;
   

   结果类型是什么：默认是int类型

4. %（取模/取余）
   在做取余运算的时候，先按正数进行取余，然后看%左边数字的符号，如果%左边的数字是正数，那么结果就是正数。
   

5. ++/–（自增自减运算）
   ++ 给变量加一,给当前的变量加一
   – 给变量减一,给当前的变量减一
   变量和++（–） 组合使用 位置关系
   变量a++(–) 先用变量的值用完了之后，再加一------------先用后加(减)
   变量++(–) a 先加一，加完后再用a的值---------------------先加（减）后用
   

6. +（字符串拼接符/连接符）
   和字符串 String 有关系的 +，比如字符串和数字或者字符串和字符串用+进行操作，不是求和拼接（+左侧和右侧的内容连接起来）进行数据打印时为了方便我们查看，可以给打印的变量加上一些描述信息。

(2)赋值运算符

十二个运算符：=（等于） +=（加等） -=（减等） *=（乘等） /=（除等） %=（取余等） &=（与等） |=（或等） ^=（异或等） <<=（左
移等） >>=（右移等） >>>=（无符号右移等） 

赋值运算符：把符号右侧的值赋给左侧的变量，除了=以外，其余的赋值运算符要求这个变量必须有初始值。
复合运算符：（二元运算符）就是算术运算符和赋值运算符连接在一起形成的
例如：

 int a = 10; 
 int b = 20;
 int c = a + b; 
 a=a+b; 
//a=a+b 出现了两个a 希望简化 只有一个a
//a+=b; 通过a保存a和b的和

复合运算符和算术运算是两大类的运算符,运算符的优先级是算术运算符大于复合运算符

byte a =10;
a+=10; 
//在自己本身的基础上进行的数据修改
//a的类型为byte类型（类型不发生变化，short也是）

(3)关系运算符

七个运算符：==等于、!= 不等于、>(大于) 、<（小于）、>=（大于等于）、<=（小于等于）

比较两个数的关系，结果都是boolean类型，boolean类型有两个结果值true关系成立、false 关系不成立。一个等式中可能会出现多个条件同时比较

(4)逻辑运算符

六个运算符：&与（And）、|或（Or）、!非(Not)、^异或、&&短路与、||短路或 

结果都是boolean类型，用来连接关系表达式

	//a>b>c  这样写是错误的要写成下面哪样  
	a>b && b>c

1. &与（And）
   当连接的表达式同时成立时，结果才是true，否则是false。如果把ture当做1，false当做0，即全1出1，有0出0。
2. |或（Or）
   当连接的表达式表达式都不成立时，结果才是false，否则是true。即有1出1，全0出0。
3. !非(Not)
   取反，非否即是，非是即否。
4. ^异或
   相同则为false，不同则为true。即相同为0，不同为1 。
5. &&短路与
   表达式1&&表达式2，如果现在表达式1已经可以决定整个表达式的结果，后边的表达式2不执行，也就是表达式2被短路 了，即如果前边的表达式的结果为false，则后边的表达式就不再运算。
6. ||短路或
   表达式1 || 表达式2，如果现在表达式1已经可以决定整个表达式的结果，后边的表达式2不执行-，也就是表达式2被短路 了，即如果前边的表达式的结果为true，则后边的表达式就不再运算。

其中 &与（And）、 |或（Or）又被称为全路运算符，不管前面的表达式是不是能决定整个表达式的结果，后面的都执行。&&短路与、||短路或被称为短路运算符，即如果前面的表达式1已经可以决定整个表达式的结果，后边的表达式2不执行。关系运算符优先级大于逻辑运算符

(5)位运算符

7个运算符号： &（与）、|（或）、 ^（异或）、<<（左移）、>>（右移）、>>>（无符号右移）、~（取反） 

在了解每个运算符的运算规则前我们要先了解，位运算符运算的是什么东西？
位运算符针对的是整数，运算的对象是数据的补码。
数字之间的位运算：（数字必须是二进制才行）。
运算符左右两侧是数字那么结果就是数字。

那么我们就要了解一下补码是什么东西了。

1. 原、反、补码
   数据在计算机中是以补码形式来存储的。最高位是一个符号位：如果是正数，最高位为0，如果是负数，最高位为1。对于正数而言，原反补三码一致。负数的反码是在原码的基础上，最高位不变，其余位0变1,1变0，负数的补码是在反码的基础上+1。

举个例子：
比如说5，因为是正数那么它的原码/反码/补码都是一致的
00000000 00000000 00000000 00000101——原码/反码/补码
如果是-5
10000000 00000000 00000000 00000101——原码，负数高位为1
11111111 11111111 11111111 11111010——反码，最高位不变，其余位0变1,1变0
11111111 11111111 11111111 11111011——补码，在反码的基础上+1
当然也可以逆向推理
11111111 11111111 11111111 11110111——补码
11111111 11111111 11111111 11110110——反码，那么反码就要在补码的的基础上-1
10000000 00000000 00000000 00001001——原码，最高位不变，其余位0变1,1变0
最后得到的就是-9

2. &（与）、|（或）、 ^（异或）
   
   很明显我们可以利用&的特性来判断数据是否是奇偶数。 这个判断很简单，因为奇数的二进制数末尾一定是1，而偶数的末尾一定是0，那么我拿一个数和1相与，结果是0就是偶数，结果是1就是奇数。

   例如：4&1
   4的二进制是：0100
   1的二进制是：0001
   结果就是0000转换为十进制也就是0表示这个是偶数
   

3. <<（左移）、>>（右移）、>>>（无符号右移）
   首先要明白一点，这里面所有的操作都是针对存储在计算机中的二进制的操作，那么就要知道，正数在计算机中是用二进制表示的，负数在计算机中使用补码表示的。

   有符号移位

   右移 >>
   向右移动一位，按二进制形式把所有的数字向右移动对应的位数，低位移出(舍弃)，高位的空位补符号位，即正数补零，负数补1。在一定范围内可以看做变成了原来的一半 。

   右移举个例子：
   比如用12，因为是正数那么它的原码/反码/补码都是一致
   00000000 00000000 00000000 00001100——原码/反码/补码
   12>>2直接在原码上面进行操作
   00000000 00000000 00000000 00000011——原码
   得到的值是2^0+2^1=3
   
   如果是-12
   10000000 00000000 00000000 00001100——原码，负数高位为1
   11111111 11111111 11111111 11110011——反码，最高位不变，其余位0变1,1变0
   11111111 11111111 11111111 11110100——补码，在反码的基础上+1
   -12>>2是在补码上进行操作的
   11111111 11111111 11111111 11111101——补码
   11111111 11111111 11111111 11111100——反码，那么反码就要在补码的的基础上-1
   10000000 00000000 00000000 00000011——原码，最高位不变，其余位0变1,1变0
   得到的值是-（2^0+2^1）=-3
   

   左移 <<
   向左移动一位，按二进制形式把所有的数字向左移动对应的位数，高位移出(舍弃)，低位的空位补零。在一定范围内可以看做变成了原来的一倍。

   左移举个例子：
   比如用5，因为是正数那么它的原码/反码/补码都是一致
   00000000 00000000 00000000 00000101——原码/反码/补码
   5<<2直接在原码上面进行操作
   00000000 00000000 00000000 00010100——原码
   得到的值是2^2+2^4=20
   
   如果是-5
   10000000 00000000 00000000 00000101——原码，负数高位为1
   11111111 11111111 11111111 11111010——反码，最高位不变，其余位0变1,1变0
   11111111 11111111 11111111 11111011——补码，在反码的基础上+1
   -5<<2是在补码上进行操作的
   11111111 11111111 11111111 11101100——补码
   11111111 11111111 11111111 11101011——反码，那么反码就要在补码的的基础上-1
   10000000 00000000 00000000 00010100——原码，最高位不变，其余位0变1,1变0
   得到的值是-（2^2+2^4）=-20
   
   这时候就有一个有意思的地方了，如果说左移一位表示乘2，那么左移几百位呢？
   1<<100?这会等于多少？最后答案是16，1实际位移了100%32=4，也就是1<<4
   可以看到100位明显是超过了int32位的最大位数了，但是左移的结果却并不是0，根据结果我们能猜的出来，虚拟机在做移位操作的时
   候对移位位数根据当前数据类型做了取余操作。也就是如果是int类型变量左移，会把需要左移的位数和32取余，如果用的是long类型	
   的变量则会根据64位取余，值得注意的是像byte类型的变量在做移位操作的时候会被转换为int类型。
   

   

   无符号移位

   右移 >>>
   无符号右移就是右移之后，无论该数为正还是为负，右移之后左边都是补上0

   为什么没有无符号左移？
   主要是无符号左移<<<和左移<<是一样的概念，回忆一下左移是在后面补0，右移是在前面边补1或0，有无符号是取决于数的前面的第一位是0还是1，所以右移是会产生到底补1还是0的问题，而左移始终是在右边补，不会产生符号问题，所以没有必要无符号左移<<<。

(6)三元运算符

更据参与运算的数据的个数来进行分类
一元运算符有1个操作数。例如，递增运算符"++"就是一元运算符。
二元运算符有2个操作数。例如，除法运算符"/"有2个操作数。
三元运算符有3个操作数。例如，条件运算符"?:"具有3个操作数。

三元运算符 （三目运算符）
格式 x？y：z
整个表达式的结果是boolean类型，结果的表达式?结果是true 值1：结果是false 值2

如果前面的表达式的结果是成立的（true） 将值1部分的值赋给了结果
如果前面的表达式的结果不成立 （false） 将值2部分的值赋给了结果
只能执行结果值1和值2 中的一个，不能同时执行

5、流程控制语句

(1)分支语句

分支语句有两种if语句和switch语句

①if语句

如果表达式的结果成立（true）执行一段代码，如果表达式的结果不成立 （false） 执行另一段代码，只能执行两段代码中的一段不能同时执行，if 语句有四种形式：单分支、双分支、多分支、嵌套if。

1. 单分支

   if (条件 boolean类型){
   	条件成立时执行的代码块（多条代码）
   }
   

2. 双分支

   if (条件 boolean类型){
   	条件成立时执行的代码块（多条代码）
   }else{
   	条件不成立时执行的代码块
   }
   

3. 多分支，当条件情况比较多时 else if 进行情况判断

   if (条件 boolean类型){
   	条件成立时执行的代码块（多条代码）
   }else if(条件 boolean类型){
   	条件不成立时执行的代码块
   }else{
   	条件都不成立时执行的代码块
   }
   

4. 嵌套if

   if (条件 boolean类型){
   	//条件成立时执行的代码块（多条代码）
   	if (条件 boolean类型){
   		条件成立时 执行的代码块（多条代码）
   	}else{
   		条件不成立时执行的代码块
   	}
   }else{
   	条件都不成立时执行的代码块
   }
   

注意：

1、if分支语句中去掉括号，则对第一行代码有效
2、else不能单独使用

①switch语句

switch分支： 进行值的匹配的----------理解为开关

	//格式：
	switch（表达式）{
		case 值:
			//当表达式中的值等于case的值时 执行case中的代码
			break; //代表case结束
		case 值:
			//当表达式中的值等于case的值时 执行case中的代码
			break; //代表case结束
		default:
			//条件不满足时  默认的情况 （默认执行的一段代码）
			//case中没有匹配到值 执行这的代码
	}

注意：

1、default默认会放在末尾 (也可以放到第一个)，不管case写在default上还是下 都先执行case （case优先级高于default）
2 、switch（可以放的数据类型） byte、short、int、char、String   
3、 case条件结束，如果没有加break，case就会继续向下执行-----------------case穿透，要么执行到下一个break结束，要么执行到default结
束

使用if和switch 选择：

如果进行条件是否成立的判断，用if---------------编程时多
如果比较少的几个值进行配置，用switch-----------编程相比较少

(2)循环语句

针对的是一句代码需要重复多次输出，简化后就是循环了

循环引出：

①循环语句

for循环优点：可以把三个要素写再一起 （不容易丢）
Java循环三个必备要素：循环初始值（从哪开始）；循环条件（循环什么情况下执行 ）；更新初始值

//格式 ：
 for(初始值;循环条件;更新初始值){
		循环体（满足循环时 做什么）
}

注意：

1、 如果忘了更新初始值，循环条件恒成立 ，循环一直执行 ，就会死循环。（for(;;){}  也是死循环 ）
2、变量的作用域（变量的有效作用范围）（变量在哪可以用），找变量作用域的方式：	 找包含定义变量最近一层的{} ；找变量定义时是不是（循环的//方法的）一部分，如果是他的作用域就是当前的循环或者方法。
3、变量作用域使用：在循环外要不要再用这个值，如果要用，提取变量定义，放到main中定义；如果只需要再循环中使用 不用提取
4 、循环手动结束
continue：当次循环 （循环体）不执行，不影响下一次执行
break：循环结束 不影响循环后代码的执行
return：方法结束   

continue：到6的时候跳过了6的输出，不影响后面的执行

break：循环到6的时候跳出了当前循环，执行循环外的语句

return：循环到6的时候跳出了当前整个方法，所以也就结束了

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之后偶尔更新吧