第一章 开发前言
1.1 Java语言概述
什么是Java语言
Java语言是美国Sun公司（Stanford University Network），在1995年推出的高级的编程语言。所谓编程语言，是计算机的语言，人们可以使用编程语言对计算机下达命令，让计算机完成人们需要的功能。
Java语言发展历史
1995年Sun公司发布Java1.0版本
1997年发布Java 1.1版本
1998年发布Java 1.2版本
2000年发布Java 1.3版本
2002年发布Java 1.4版本
2004年发布Java 1.5版本
2006年发布Java 1.6版本
2009年Oracle甲骨文公司收购Sun公司，并于2011发布Java 1.7版本
2014年发布Java 1.8版本
2017年发布Java 9.0版本
Java语言能做什么
Java语言主要应用在互联网程序的开发领域。常见的互联网程序比如天猫、京东、物流系统、网银系统等，以及服务器后台处理大数据的存储、查询、数据挖掘等也有很多应用。
1.2 计算机基础知识
二进制
计算机中的数据不同于人们生活中的数据，人们生活采用十进制数，而计算机中全部采用二进制数表示，它只包含0、1两个数，逢二进一，1+1=10。每一个0或者每一个1，叫做一个bit（比特）。
下面了解一下十进制和二进制数据之间的转换计算。
-
十进制数据转成二进制数据：使用除以2获取余数的方式
-
二进制数据转成十进制数据：使用8421编码的方式
小贴士：
二进制数系统中，每个0或1就是一个位，叫做bit（比特）。
字节
字节是我们常见的计算机中最小存储单元。计算机存储任何的数据，都是以字节的形式存储，右键点击文件属性，我们可以查看文件的字节大小。
8个bit（二进制位） 0000-0000表示为1个字节，写成1 byte或者1 B。
- 8 bit = 1 B
- 1024 B =1 KB
- 1024 KB =1 MB
- 1024 MB =1 GB
- 1024 GB = 1 TB
常用DOS命令
Java语言的初学者，学习一些DOS命令，会非常有帮助。DOS是一个早期的操作系统，现在已经被Windows系统取代，对于我们开发人员，目前需要在DOS中完成一些事情，因此就需要掌握一些必要的命令。
- 进入DOS操作窗口
- 开始---所有程序-----附件----命令提示符
- windows + R 输入cmd，回车（enter）
- shift + 鼠标右键
- 打开指定路径的黑窗口
清除指定路径后输入cmd然后输入回车(enter)
按下Windows+R键盘，打开运行窗口，输入cmd回车，进入到DOS的操作窗口。
- 打开DOS命令行后，看到一个路径 c:\user 就表示我们现在操作的磁盘是c盘。
- 常用命令
| 命令 | 操作符号 |
|---|---|
| 盘符切换命令 | 盘符名： |
| 查看当前文件夹 | dir |
| 进入文件夹命令 | cd 文件夹名 |
| 退出文件夹命令 | cd.. |
| 退出到磁盘根目录 | cd \ |
| 清屏 | cls |
| 追加重定向创建文件 | echo *** >> fileName |
| 查看文件内容 | type fileName |
| 创建文件夹 | mkdir directoryName |
| 创建文件夹 | md direatoryName |
| 删除指定文件 | del fileName |
| 删除空文件夹 | rd directoryName |
| 打开已经创建好的文本文件 | notepad fileName.txt |
| 创建空文件 | cd pathDirectory >> filename |
| 删除非空文件夹 | rmdir /s directoryName |
第二章Java语言开发环境搭建
2.1 Java虚拟机一一JVM
- JVM(Java Virtual Machine): Java虚拟机，简称JVM，是运行所有Java程序的假想计算机，是Java程序的运行环境，是Java最具吸引力的特性之一。我们编写的Java代码，都运行在JVM之上。
- 跨平台：任何软件的运行，都必须要运行在操作系统之上，而我们用Java编写的软件可以运行在任何的操作系 统上，这个特性称为Java语言的跨平台特性。该特性是由JVM实现的，我们编写的程序运行在JVM上，而JVM 运行在操作系统上。
如图所示，Java的虚拟机本身不具备跨平台功能的，每个操作系统下都有不同版本的虚拟机。一次编写（编译），到处运行。在某个操作系统平台上，开发，编译出来的字节码文件，可以在其他的所有操作系统平台上运行。
2.2 JRE 和 JDK
- JRE (Java Runtime Environment):是Java程序的运行时环境，包含JVM和运行时所需要的核心类库。
- JDK (Java Development Kit):是Java程序开发工具包，包含JRE和开发人员使用的工具。
我们想要运行一个已有的Java程序，那么只需安装JRE即可。
我们想要开发一个全新的Java程序，那么必须安装JDK。
小贴士：
三者关系： JDK > JRE > JVM
2.3 JDK9安装图解
小贴士：
安装路径中，不要包含中文和空格。
2.4 JAVA_HOME环境变量的配置
配置环境变量作用
开发ava程序，需要使用JDK中提供的工具，工具在JDK9安装目录的bin目录下。
在DOS命令行下使用这些工具，就要先进入到JDK的bin目录下，这个过程就会非常的麻烦。
配置环境变量步骤
Windows 7,8版本
- 计算机鼠标右键，选择属性
- 选择高级系统设置
- 高级选项卡，点击环境变量
- 点击新建，创建新的环境变量
- 变量名输入JAVA_H0ME，变量值输入JDK9的安装目录，例如：c:\Java9\jdk-9.0.1
6.选中Path环境变量，双击或者点击编辑
7.在变量值的最前面，键入％JAVA_HOME%\bin；分号必须要写，必须是英文格式。
8.环境变量配置完成，重新开启DOS命令行，在任意目录下输入javac命令，运行成功。
Windows 10版本
- 文件资源管理器--> 此电脑鼠标右键--> 选择属性
- 选择高级系统设置--> 选择 环境变量
- 点击下方系统变量的新建,创建新的环境变量，变量名输入JAVA_HOME, 变量值输入JDK9的安装目录 ,例如：D:\02_DevelopTools\Java\jdk-9 .0.1
4.选中Path环境变量，双击或者点击编辑
- 点击新建，键入％JAVA_HOME%\bin ,必须是英文格式。选中该行，上移到最上方，点击确定。
- 环境变量配置完成，重新开启DOS命令行，在任意目录下输入javac命令。
第三章HelloWorld入门程序
3.1 程序开发步骤(开发流程)说明
开发环境已经搭建完毕，可以开发我们第一个Java程序了。
Java程序开发三步骤：编写、编译、运行。
Java程序开发的三个步骤
3.2编写Java源程序
- 在d:\day01目录下新建文本文件，完整的文件名修改为HelloWorld.java ,其中文件名为HelloWorld , 后缀名必须为 .java
- 用记事本打开
使用notepad++记事本软件。
- 在文件中键入文本并保存，代码如下：
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World!");
}
}
文件名必须是HelloWorld ,保证文件名和类的名字是一致的，注意大小写。
每个字母和符号必须与示例代码一模一样。
第一个HelloWord源程序就编写完成了，但是这个文件是程序员编写的，JVM是看不懂的，也就不能运行，因此我 们必须将编写好的Java源文件编译成JVM可以看懂的字节码文件。
3.3 编译Java源文件
在DOS命令行中，进入Java源文件的目录，使用javac命令进行编译。 命令：
javac Java源文件名.后缀名
举例：
javac HelloWorld.java
编译成功后，命令行没有任何提示。打开d:\day01目录，发现产生了一个新的文件HelloWorld.class，该文件就是编译后的文件，是Java的可运行文件，称为字节码文件，有了字节码文件，就可以运行程序了。
Java源文件的编译工具javac.exe，在JDK安装目录的bin目录下。但是由于配置了环境变量，可以再任意目录下使用。
3.4 运行Java程序
在DOS命令行中，进入Java源文件的目录，使用java命令进行运行。
命令：
java 类名字
举例：
java HelloWorld
java HelloWord 不要写 不要写 不要写 .class
Java程序.class文件的运行工具java.exe ,在JDK安装目录的bin目录下。但是由于配置了环境变量，可以再任意目录下使用。
3.5 入门程序说明
编译和运行是两回事
编译：是指将我们编写的Java源文件翻译成JVM认识的class文件，在这个过程中，javac编译器会检查我们所写的程序是否有错误，有错误就会提示出来，如果没有错误就会编译成功。
运行：是指将class文件交给JVM去运行，此时JVM就会去执行我们编写的程序了。
关于main方法
- main方法：称为主方法。写法是固定格式不可以更改。main方法是程序的入口点或起始点，无论我们编写多少程序，JVM在运行的时候，都会从main方法这里开始执行。
3.6 添加注释comment
注释：就是对代码的解释和说明。其目的是让人们能够更加轻松地了解代码。为代码添加注释，是十分必须要的，它不影响程序的编译和运行。
-
Java中有单行注释和多行注释
单行注释以//开头 换行结束
多行注释以/* 开头以*/ 结束
注意：多行注释中，/** 注释内容 */ 表示文档注释。
3.7 关键字 keywords
- 关键字：是指在程序中，Java已经定义好的单词，具有特殊含义。
- HelloWorld案例中，出现的关键字有public、class、 static、 void等，这些单词已经被Java定义好，全部都是小写字母，notepad++中颜色特殊。
- 关键字比较多，不能死记硬背，学到哪里记到哪里即可。
- 特点：
- 全部小写
- 自己在命名类名，方法名，变量名，接口名等不要和关键字重名
- 有两个保留字：goto，const，目前还未使用，将来是否使用还未知。
3.8标识符
-
标识符：是指在程序中，我们自己定义内容。比如类的名字、方法的名字和变量的名字等等，都是标识符。
- HelloWorld案例中，出现的标识符有类名字HelloWorld。
-
命名规则：硬性要求
标识符可以包含英文字母26个（区分大小写）、0-9数字、$ （美元符号）和_（下划线）。
标识符不能以数字开头。
标识符不能是关键字。
-
命名规范：软性建议
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。不建议使用中文。不建议使用$。
第四章 常量
4.1 概述
常量：是指在Java程序中固定不变的数据。
4.1 分类
常量按照表示形式的分类：
- 字面值常量：看到常量的值就知道该常量所能表示数的大小，eg： 3，4，1.2，-90
- 符号常量：给常量起一个名字，看到名字知道该常量所代表的含义，但是不知道常量的值
常量根据数据类型的分类
| 类型 | 含义 | 数据举例 |
|---|---|---|
| 整数常量 | 所有整数 | 0，1，567，-9 |
| 小数常量 | 所有的小数 | 0.0，-0.1，2.55 |
| 字符常量 | 单引号引起来，只能写一个字符，必须有内容 | 'a'，'好' |
| 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" |
| 布尔常量 | 只有两个值（流程控制中讲解） | true， false |
| 空常量 | 只有一个值（引用数据类型中讲解） | null |
4.3 练习
需求：输出各种类型的常量。
public class ConstantDemo {
public static void main(String[] args){
// 输出整数常量
System.out.println(111);
// 输出小数常量
System.out.println(1.2);
// 输出字符常量 ，必须用单引号括起来，
// 单引号中必须有内容，切为单个字符
System.out.println('A');
//System.out.println('');//程序报错
// 输出布尔常量
System.out.println(true);
// 输出字符串常量 字符串常量可以为空窜
System.out.println (" Hello Java ");
//空常量 输出会报错
//System.out.println(null);
}
}
注意：空常量不能直接输出，由于许多常量都可以拥有空常量，所以当输出空常量时，输出语句并不知道要输出的是字符串的空常量还是Object对象的空常量或者其他数据类型的空常量，因此程序执行到此处会报错。
第五章 变量和数据类型
5.1 变量概述
- 变量：常量是固定不变的数据，那么在程序中可以变化的量称为变量。
数学中，可以使用字母代替数字运算,例如 x=1+5 或者 6=x+5。
程序中，可以使用字母保存数字的方式进行运算，提高计算能力，可以解决更多的问题。比如X保存5, x也可以保存6,这样x保存的数据是可以改变的，也就是我们所讲解的变量。
Java中要求一个变量每次只能保存一个数据，必须要明确保存的数据类型。
5.2 数据类型
java是一个强类型的语言：需要显示的说明数据所占用内存的大小。声明变量的时候，就需要说明变量的数据类型，以此来表示内存的大小。
数据类型分类
Java的数据类型分为两大类：
基本数据类型：包括整数、浮点数、字符、布尔。
引用数据类型：包括类、数组、接口。
基本数据类型
四类八种基本数据类型：
| 数据类型 | 关键字 | 内存占用 | 取值范围 |
|---|---|---|---|
| 字节型 | byte | 1个字节 | -128~127 |
| 短整型 | short | 2个字节 | -32768~32767 |
| 整型 | int （默认） | 4个字节 | -2^31次方 ~ 2^31-1 |
| 长整型 | long | 8个字节 | -2^63次方 ~ 2^63-1 |
| 单精度浮点数 | float | 4个字节 | 1.4013E-45~3.4028E+38 |
| 双精度浮点数 | double （默认） | 8个字节 | 4.9E-324~1.7977E+308 |
| 字符型 | char | 2个字节 | 0-65535 |
| 布尔类型 | boolean | 1个字节 | true，false |
class DataTypeDemo {
public static void main(String[] args) {
//数据类型
//整数类型
byte b = 127;
System.out.println(b);
short s = -32768;
System.out.println(s);
int i = 2147483647;
System.out.println(i);
long l = 83838383838L;//常量的默认类型是int，如果超过int所能表示的范围就要在后面加上L
System.out.println(l);
//小数类型 32 位，最高位符号位，中间八位，阶码，后23位，尾数
//float 4字节 > 8个字节的long类型 IEEE754标准 单精度浮点型数据
float f = 3.14f;
System.out.println(f);
//double 8字节 > 4个字节的float类型 双精度浮点型
double d = 9.38388383838;
System.out.println(d);
//布尔类型
//boolean 未知
boolean boo = true;
System.out.println(boo);
//字符类型
//char 2个字节 0 - 65535 共能表示65536个字符
char ch = 'a';
System.out.println(ch);
}
}
Java中的默认类型：整数类型是int 、浮点类型是double。
5.3 变量的定义
变量定义的格式包括三个要素：数据类型、变量名、数据值。
格式
数据类型 变量名 = 数据值;
练习
定义所有基本数据类型的变量，代码如下：
public class Variable {
public static void main(String[] args){
// 定义字节型变量
byte b = 100; System.out.println(b);
// 定义短整型变量
short s = 1000; System.out.println(s);
//定义整型变量
int i = 123456; System.out.println(i);
// 定义长整型变量
long l = 12345678900L;
System.out.println(l);
//定义单精度浮点型变量
float f = 5.5F;
System.out.println(f);
//定义双精度浮点型变量
double d = 8.5;
System.out.println(d);
// 定义布尔型变量
boolean bool = false;
System.out.println(bool);
// 定义字符型变量
char c = 'A';
System.out.println(c);
}
}
long类型：建议数据后加L表示。
float类型：建议数据后加F表示。
- 整数常量的默认类型是int，随意写出的整数常量就必须在int所能表示的范围之中。
-2147483648--- 2147483647
说明：如果想要表示超过int类型范围的数字，就需要使用long类型的常量，在数字的后面加上一个字母L或者l- 小数常量的默认类型，是double
如果想要表示float类型的小数，就需要在float小数类型的后面加上一个f或者F
5.4 注意事项
- 变量名称：在同一个大括号范围内，变量的名字不可以相同。
- 变量赋值：在方法中定义的变量，必须进行初始化之后，才能使用。
- 变量作用域：变量在哪个大括号内定义，就只能在被定义的大括号内使用。
- 多个变量声明：变量可以在同一行同时声明多个相同的数据变量，并且完成初始化操作。
例子：
class VariableDemo {
public static void main(String[] args) {
//变量的定义及作用域
int age = 18;// 定义一个变量
//int age = 80;//重复定义，变量是不能在同一个作用域中重复定义的
age = 20;//变量定义后可以重复赋值
System.out.println(age);
{
//变量是有作用域的，它在那对大括号中定义，那么起作用的范围就在那对大括号中
int c = 100;
System.out.println(c);
System.out.println(age);
}
//出了大括号就不能访问到了
//System.out.println(c);
//变量初始化
System.out.println("------------------------------------");
//变量在方法中定义时，必须先进行初始化，才能使用
//int high;//变量的声明，变量的定义，没有进行初始化的
//int high = 10;//对变量high进行初始化
//对变量进行初始的时候，变量的声明和变量的初始化可以分开的
int high;
high = 30;
System.out.println(high);
//同时声明多个变量
System.out.println("--------------------------------");
int a = 10,b = 20,d = 30; //不建议这些写
// int a = 10; int b = 20;int d = 30;
System.out.println(a);
System.out.println(b);
System.out.println(d);
}
}
补充：
字符类型
- 使用单引号括号的一个字符。使用的关键字char
- 在计算机中，所有的数据都是使用数字来进行表示的，字符也不例外
- 看到的字符，和计算机中的数字，都有一个对应的关系：
从字符到数字的过程，叫做【编码】
从数字到字符的过程，叫做【解码】
在转换过程中的对应关系，就叫做编码表 - 编码表：最开始老美发明的，最开始的只有英文字母，数字，一些符号，定义在ASCII码表中
ASCII American Standard Information Interchange美国信息交换标准码表
规律：数字，大写字母，小写字母本身连续的，数字到大写字母，大写字母到小写字母，不连续 - 各个国家都有自己字符，所有都要有自己的编码表，其中中国的编码表GB2312，GBK,其中都是中国的汉字，GBK编码表前面的数字都是和ASCII表中的内容相同，GBK编码表中，英文使用的是一个字节表示，中文使用的两个字节
- 各个国家都有自己的编码表。出现了一个统一码，Unicode，使用2个字节来表示一个字符，共能表示65536个，可以表示世界上所有的字符，java语言在内存中表示字符，使用的就是Unicode编码
- UTF-8编码形式，可变长编码，使用1个字节表示英文字母，3个字节表示一个汉字
- 总结：
在内存中一般使用Unicode编码，在磁盘或者网络中使用GBK或者UTF-8，无论是GBK还是UTF-8还是Unicode统统都是兼容ASCII码表，在任意一个码表中，对应的英文字符，都是相同的。 - java中表示字符使用的Unicode编码，所以可以使用Unicode码值去表示一个字符，表示格式‘\uxxxx’
\u代表的是Unicode中字符的一种形式，xxxx表示使用的4个16进制的数字。
举例：
class CharTypeDemo {
public static void main(String[] args) {
//ASCII码表
//字符和数字的对应关系
//根据数字打印ASCII中的字符
System.out.println((char)3);
//根据字符获取一下ASCII码表中对应的数字
System.out.println((int)'a');//直接进行强制类型转换，将char类型转为int型
System.out.println('a' + 0);//进行运算时char类型数据进行向上转换为
//int类型后再与0进行加法操作
//unicode码值，使用\u跟上四个十六进制数的表示
System.out.println('\u7788');
}
}