Java复习——基础语法

JavaSE

一、基础语法

1.变量与数据类型

1.1变量

变量就是系统为程序分配的一块内存单元，用来存储各种类型的数据。由于该存储单元中的数据可以发生改变，因此得名为"变量"。
变量分类：

• 按所属的数据类型划分：
  基本数据类型变量
  引用数据类型
• 按被声明的位置划分：
  局部变量：方法或语句块内部定义的变量
  成员变量：方法外部、类的内部定义的变量
  注意：类的外面不能有变量的声明

1.2数据类型

由于变量记录的数据内容大小不同, 导致所需的存储单元大小不同，在 Java 语言中使用数据类型的概念加以描述。
字节是计算机信息技术用于计量存储容量的一种计量单位，作为一个单位来处理的一个二进制数字串，是构成信息的一个小单位。Java 中的字节是八位的字节，即它包含八位的二进制数。

类型	占用内存(字节)	值范围（含边界值）	默认值
整数型（int）	4	-2147483648~2147483647（稍大于20亿）	0
短整数型（short）	2	-32768~32767	0
长整数型（long）	8	-9223372036854775808L~9223372036854775807L	0
字节型（byte）	1	-128~127	0
浮点型（float）	4	-3.40292347E+38-3.40292347E+38	0.0f
双精度型（double）	8	-1.79769313486231570E+308-1.79769313486231570E+308	0.0d
布尔型（boolean	1	true或false	false
字符型（char）	2	‘\u0000-u\ffff’	‘\u0000’

1.3标识符

Java 对包、类、方法、参数和变量等要素命名时使用的字符序列称为标识符。规则如下:

• 由字母、数字、下划线（_）和美元符号（$）组成。
• 不能以数字开头
• 区分大小写
• 长度无限制
• 不能是Java中的保留字
  命名规范：
  类名规范：首字母大写，后面每个单词首字母大写（大驼峰式）。
  方法名规范： 首字母小写，后面每个单词首字母大写（小驼峰式）。
  变量名规范：全部小写。
  示例：
  合法标识符：HelloWord、username2、user_name、_userName、$abc_123
  非法标识符：2UserName、user#Name、Hello World、class

1.4类型转换

boolean类型不能转换成人和其他数据类型

自动类型转换： 容量小的类型自动转换成容量大的数据类型
byte,short,int -> float ->long ->double
byte,short,int 不会互相转换，它们三者在计算时会转换成 int 类型

强制类型转换： 容量大的类型转换成容量小的数据类型时，要加上强制转换符
long l = 100L;
int i = (int)l;
有可能造成精度降低或数据溢出，使用时要小心。

1.5关键字

Java 中有一些赋予特定的含义，有专门用途的字符串称为关键字（keyword）。全部是小写。

保留字：没有定义用途，但保留备用
goto、const

1.6方法

方法用于封装一段特定的逻辑功能。方法的主要要素有：权限修饰符 方法名、参数列表和返回值。
格式：
权限修饰符 返回值类型声明 方法名称(参数列表){
方法中封装的逻辑功能;
return 返回值;
}
权限修饰符介绍

访问修饰符	同一个类	同包	不同包，子类	不同包，非子类
private	√
默认	√	√
protected	√	√	√
public	√	√	√	√

返回值介绍
方法调用结束后可以返回一个数据，称之为返回值。
方法在声明时必须指定返回值的类型。
通过 return 语句返回，return 语句的作用在于结束方法且将数据返回。
如果方法没有返回值（即方法不需要返回数据），需将返回值类型声明为 void。

参数列表介绍
方法的参数列表：在调用时传递给方法，需要被方法处理的数据。
在方法定义时，需要声明该方法所需要的参数变量。
在方法调用时，会将实际参数值传递给方法的参数变量。必须保证传递参数的类型和个数符合方法的声明。

方法示例：
public void say(int a,int b){
System.out.println(“方法 say 正在执行”);
}

1.7运算符

• 算术运算符

运算符	描述	示例	结果
+	加	5+5	10
–	减	5–3	2
*	乘	5*3	15
/	除	10/3	3
%	求余（取模）	10%3	1
++	自增
– –	自减

++： 如果是变量前缀：先对此变量加 1，再执行其他的操作。
如果是变量后缀：先执行当前语句的其他操作，再对此变量加 1
– --： 如果是变量前缀：先对此变量减 1，再执行其他的操作。
如果是变量后缀：先执行当前语句的其他操作，再对此变量减 1

• 赋值运算符
  赋值运算符作用是将一个值赋给一个变量，运算顺序从右到左
  （=、+=、-=、*=、/=、%=）
  等于、加等于、减等于、乘等于、除等于、模等于

• 关系运算符
  关系运算符作用是比较两边的操作数，结果总是 boolean 型的。
  （==、!=、<、>、<=、>=）
  相等、不相等、小于、大于、小于等于、大于等于

• 逻辑运算符
  型结果的表达式进行运算，运算结果总是 boolean 型
  （&、|、^、!、&&、||）
  与、或、异或、非、

• 字符串连接运算
  String s=“He” + “llo”; 结果"Hello"
  "+“除了可用于字符串相连接，也能将字符串与其它的数据类型相连成一个新的字符串。
  如：String s=“x” + 123; 结果"x123”

• 三目运算符
  X ? Y : Z X 为 boolean 类型表达式，先计算 x 的值，若为 true，整个三目运算的结果为表达式 y 的值，否则整个运算结果为表达式 z 的值。 例：int score = 75; String type = score >=60 ? “及格” : “不及格”;

• 操作符优先级
  运算符的优先次序
  表达式的运算按照运算符的优先顺序从高到低进行,同级运算符从左到右进行：
  1 [] ()
  2 ++ 、- -、 ! ~ instanceof
  3 new (type)
  4 * / %
  5 + -
  6 >>、 >>>、 <<
  7 > 、< 、>=、 <=
  8 ==、 !=
  9 &
  10 ^
  11 |
  12 &&
  13 ||
  14 ?:
  15 = 、+=、 -=、 *=、 /=、 %=、 ^=
  16 &=、 |=、 <<=、 >>=、 >>>=

1.8转义字符

所有的ASCII码都可以用“\”加数字（一般是8进制数字）来表示。而C中定义了一些字母前加""来表示常见的那些不能 显示的ASCII字符，如\0,\t,\n等，就称为转义字符，因为后面的字符，都不是它本来的ASCII字符意思了

转义字符	意义	ASCII码值（十进制）
\n	换行，将当前位置移到下一行开头	010
\r	回车 ，将当前位置移到本行开头	013
\t	水平制表(HT) （跳到下一个TAB位置）	009
|代表一个反斜线字符’‘’	092
’	代表一个单引号（撇号）字符	039
"	代表一个双引号字符	034

2.执行结构

任何简单或复杂的算法都可以由顺序结构、分支结构和循环结构这三种基本 结构组合而成。
它们的共同点是都包含一个入口和一个出口，它们的每个代码都有机会被执行，不会出现死循环。

• 顺序结构：
  顺序结构是一种基本的控制结构，它按照语句出现的顺序执行操作
• 分支结构：
  分支结构又被称为选择结构，根据条件成立与否来执行操作
• 循环结构：
  循环结构是一种重复结构，如果条件成立，它会重复执行某一循环体，直到出现不满足的条件为止

2.1顺序结构

非常容易理解，顺序执行

2.2分支结构

• if条件语句

  if 条件结构是根据条件判断之后再做处理
  if(条件语句){…}
  if (条件语句){…}else{…}
  if (条件语句){…}else if(条件语句){…}
  if (条件语句){…}else if(条件语句){…}else{…}
  例子：用户输入学生成绩，判断成绩是否及格，判断条件为 优良： > 90、良好：81-90、中：60-80、不及格：<60

import java.util.Scanner;
public class Demo4{
    public static void main(String[] args){
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入成绩：");
        int score s= input.nextInt();
// 91 优 81-90 良 60-80 中 60 差 
        if(score >= 91){
            System.out.println("您的成绩是优秀！继续加油哦！");
        }else if(score >= 81 & score < 91){
            System.out.println("您的成绩是良好！还要努力哦！");
        }else if(score >= 60 & score <= 80){
            System.out.println("您的成绩是中等！还要加倍努力哦！");
        }else{
            System.out.println("您的成绩是差！准备补考费吧！");
        }
    }
}

• switch语句

switch(表达式){
    case 取值 1: 语句块 1;break;
    case 取值 n: 语句块 n;break;
    default: 语句块 n+1;break;
}

switch 语句有关规则
表达式的返回值必须是下述几种类型之一：int, byte, char, short,String；
case 子句中的取值必须是常量，且所有 case 子句中的取值应是不同的；
default 子句是可选的；
break 语句用来在执行完一个 case 分支后使程序跳出 switch 语句块；如果 case 后面没有写 break 则直接往下面执行！
Case 后面的执行体可写{ }也可以不写{ }

例题：多分支月份输出天数（充分利用语句特性）

import java.util.Scanner;
public class Demo6{
    public static void main(String[] args){
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入月份：");
        int month = input.nextInt();
        switch(month){
            case 1:
            case 3:
            case 5:
            case 7:
            case 8:
            case 10:
            case 12:
                System.out.println(month + "月共有 31 天");
                break;
            case 4:
            case 6:
            case 9:
            case 11:
                System.out.println(month + "月共有 30 天");
                break;
            case 2:
                System.out.println(month + "月共有 28 天");
                break;
            default :
                System.out.println("友情提示，您输入有误！");
                break;
        }
    }
} 

2.3循环语句

在循环条件满足的情况下，反复执行特定代码。分为[for循环]、[while循环]、[do/while循环]

• for循环

  语法：

  for(初始化参数;判断条件;更新循环变量){
  循环体;
  }
  

  示例：

  public class ForLoop {
      public static void main(String [] args){
          int result = 0;
          for(int i=1; i<=100; i++) {
              result += i;
          }
          System.out.println("result=" + result);
      }
  }
  
  

• while循环

  符合条件，循环继续执行；否则，循环退出
  特点：先判断，再执行
  ** 语法:**

  while(条件表达式){
  循环内容;
  }
  

  示例：
  实现示例：
  录入班级人数和学员成绩，计算班级学员的平均成绩
  使用 while 循环的步骤
  1、分析循环条件和循环操作
  2、套用 while 语法写出代码
  3、检查循环是否能够退出

  int sum = 0;
  int score = 0;
  int avg = 0;
  int studentNum = 20; 
  while(i<=studentNum){
      System.out.print("请输入第" + i + "位同学的成绩：");
      score = input.nextInt();
      sum = sum + score;
      i++;
  }
  avg = sum / stuNum ;
  

• do-while

  先执行一遍循环操作，符合条件，循环继续执行；否则，循环退出
  特点：先执行，再判断
  ** 语法：**

  do{
  循环内容；
  }while(条件表达式);
  

while循环和do-while循环的区别：
while:先判断条件，如果条件满足，再执行循环操作
do while:先执行一遍循环操作，然后再判读条件，如果条件满足，继续执行循环操作。

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补充

结束循环语句有两种方式：
1.break：结束当前循环体的所有循环，跳出循环
2.continue：跳过本次循环，进入下次循环(循环变量依然会根据循环次数变化)

另：若想结束外层循环，可在对应的外层循环出打上标记，标记方式为：
	标记内容 ：循环体(){}
结束此循环体时操作：
	break 对应的标记内容;

3.数组

数组是相同数据类型的多个数据的容器。
这些元素按线性顺序排列。所谓线性顺序是指除第一个元素外，每一个元素都有唯一的前驱元素；除最后一个元素外，每一个元素都有唯一的后继元素。（“简单理解就是：一个跟一个顺序排列”）

创建格式：
格式 1. 数据类型[] 数组名称 = new 数据类型[数组长度];
格式 2. 数据类型[] 数组名称 = {数组内容 1,数组内容 2,数组内容 3…数组内容 n};
格式 3. 数据类型[] 数组名;
格式 3 属于只创建了数组引用名， 并未在内存创建数组空间。
格式 4. 数据类型[] 数组名称 = new 数据类型[]{内容 1,内容 2,内容 3…内容 n};

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创建示例：

package com.zhk;
public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        //数组不常用的创建方式：
        //1.	创建数组 ， 不初始化
        //格式：	数据类型[] 数组名;
        int[] nums;
        //2.	创建数组， 并指定数组中的内容
        //格式：	数据类型[] 数组名称 = new 数据类型[]{内容1,内容2,内容3...内容n};
        int[] ages = new int[] {11,12,13,14};

        //创建数组的格式
        //常用格式1.创建数组的同时，制定数组中的内容。
        //	数据类型[] 数组名称 = {数据1,数据2,数据3...数据n};
        int[] ages1 = {10,11,12,13,14};
        //常用格式2.创建数组， 并指定长度， 不指定数组中的内容。
        //	数据类型[] 数组名称 = new 数据类型[数组长度];
        //	数组长度通过int数据指定
        int[] ages2 = new int[10];

        //通过下标操作数组数据的方式：
        //1.	给数组某个下标 赋值：   数组名称[下标] = 值;
        ages[0] = 100;
        //2.	从数组某个下标 取值： 数组名称[下标]
        System.out.println(ages1[0]);
        ages2[0] = 99;
        System.out.println(ages2[0]);


        System.out.println("------------------------");

        //如何获取数组的长度：  数组名称.length
        //数组的遍历
        for(int index=0;index

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下标
可以理解为数组中内容的数字序号，从 0 开始 ，对于长度为 n 的数组，下标的范围是 0~n-1。
可以通过下标的方式访问数组中的每一个元素。
例如： 创建 int 类型数组 arr ， 给数组 arr 的 5 下标赋值数据 ， 然后打印

int[] arr = new int[10];
arr[5] = 123;
System.out.println(arr[5]);

数组长度获取

数组名.length

** 注：(数组使用不当会出现如下问题)**
数组未赋值： 空指针异常
超出长度的下标操作： 数组越界异常
注意：数组的长度在创建时就固定了。
示例：

package com.zhk.demo1;
public class Demo2 {
	public static void main(String[] args) {
		//常见问题：
		//	1.	数组下标越界问题：
		//int[] nums = {10,11,12,13,14};
		//System.out.println(nums[5]);
		//	2.	空指针问题
		int[] nums = null;
		System.out.println(nums[1]);
	}

}

数组常用算法

• 冒泡排序

因最小（或最大）的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端（降序或升序），就如同水中的气泡最终会上浮到 顶端一样，故名“冒泡排序”。
原理：
- 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
- 对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
- 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
- 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。
代码示例：

    package com.zhk.demo1;
    public class Demo4 {

        /**
         * 冒泡排序
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
            int[] nums = {20,15,18,13,30,60};
            int temp;
            //外层循环控制的是， 比较的轮数。
            //外层循环次数： length-1
            for(int i=0;inums[j+1]) {
                        //两两相比， 满足移动条件
                        temp = nums[j];
                        nums[j] = nums[j+1];
                        nums[j+1] = temp;
                    }
                }
            }
            //排序已经完成。 下面是遍历打印查看的过程
            for(int i=0;i

• 折半查找（二分查找）

  它是一种效率较高的查找方法。但是，二分查找要求数组数据必须采用顺 序存储结构有序排列。
  原理：

  • 首先，假设数组中元素是按升序排列，将数组中间位置的数据与查找数据比较，如果两者相等，则查找成功；否则利用中间位置记录将数组分成前、后两个子数组，如果中间位置数据大于查找数据，则进一步查找前子数组，否则进一步查找后子数组。
  • 重复以上过程，直到找到满足条件的数据，则表示查找成功，
    直到子数组不存在为止，表示查找不成功。

  代码示例：

   package com.zhk.demo1;
  
   public class Demo5 {
  
       /**
        * 二分查找（折半查找）
        */
       public static void main(String[] args) {
           int[] nums = {10,20,30,40,50,60,70,80,90};
  
           //要查找的数据
           int num = 20;
  
           //关键的三个变量：
           //1.	最小范围下标
           int minIndex = 0;
           //2.	最大范围下标
           int maxIndex = nums.length-1;
           //3.	中间数据下标
           int centerIndex = (minIndex+maxIndex)/2;
           while(true) {
               System.out.println("循环了一次");
               if(nums[centerIndex]>num) {
                   //中间数据较大
                   maxIndex = centerIndex-1;
               }else if(nums[centerIndex] maxIndex) {
                   centerIndex = -1;
                   break;
               }
               //当边界发生变化， 需要更新中间下标
               centerIndex = (minIndex+maxIndex)/2;
           }
  
           System.out.println("位置："+centerIndex);
  
       }
   }
  
  

补充：多维数组(以二维数组为例)

类似于套娃，二维数组就是在一维数组的基础上，将一维数组中的元素也设定为数组。
创建格式：

数据类型 [][] 数组名 = new 数据类型[外层数组长度][内层数组长度];
如：
int [][] nums = new int [10][];
外层长度需要写上，内层长度可写可不写