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Java学习-2.简介、关键字、标识符、变量、数据类型、运算符

发布时间 2023-07-29 17:42:51作者: highlightyys

一、Java简介

Java最早是由SUN公司（已被Oracle收购）的詹姆斯·高斯林（高司令，人称Java之父）在上个世纪90年代初开发的一种编程语言，最初被命名为Oak，目标是针对小型家电设备的嵌入式应用，结果市场没啥反响。谁料到互联网的崛起，让Oak重新焕发了生机，于是SUN公司改造了Oak，在1995年以Java的名称正式发布，原因是Oak已经被人注册了，因此SUN注册了Java这个商标。随着互联网的高速发展，Java逐渐成为最重要的网络编程语言。

随着Java的发展，SUN给Java又分出了三个不同版本：

  • Java EE：Enterprise Edition，企业版，它只是在Java SE的基础上加上了大量的API和库，以便方便开发Web应用、数据库、消息服务等，Java EE的应用使用的虚拟机和Java SE完全相同。

  • Java SE：Standard Edition，标准版，包含标准的JVM和标准库

  • Java ME：Micro Edition，它是一个针对嵌入式设备的“瘦身版”，Java SE的标准库无法在Java ME上使用，Java ME的虚拟机也是“瘦身版”。

┌───────────────────────────┐
│Java EE                    │
│    ┌────────────────────┐ │
│    │Java SE             │ │
│    │    ┌─────────────┐ │ │
│    │    │   Java ME   │ │ │
│    │    └─────────────┘ │ │
│    └────────────────────┘ │
└───────────────────────────┘

 

Java介于编译型语言和解释型语言之间。编译型语言如C、C++，代码是直接编译成机器码执行，但是不同的平台（x86、ARM等）CPU的指令集不同，因此，需要编译出每一种平台的对应机器码。解释型语言如Python、Ruby没有这个问题，可以由解释器直接加载源码然后运行，代价是运行效率太低。而Java是将代码编译成一种“字节码”，它类似于抽象的CPU指令，然后，针对不同平台编写虚拟机，不同平台的虚拟机负责加载字节码并执行，这样就实现了“一次编写，到处运行”的效果。当然，这是针对Java开发者而言。对于虚拟机，需要为每个平台分别开发。为了保证不同平台、不同公司开发的虚拟机都能正确执行Java字节码，SUN公司制定了一系列的Java虚拟机规范。从实践的角度看，JVM的兼容性做得非常好，低版本的Java字节码完全可以正常运行在高版本的JVM上。

 

JRE(Java Runtime Environment    Java运行环境)：包括Java虚拟机(JVM Java Virtual Machine)和Java程序所需的核心类库等，如果想要运行一个开发好的Java程序，计算机中只需要安装JRE即可。

JDK(Java Development Kit    Java开发工具包)：JDK是提供给Java开发人员使用的，其中包含了java的开发工具，也包括了JRE。所以安装了JDK，就不用在单独安装JRE了。其中的开发工具：编译工具(javac.exe)  打包工具(jar.exe)等

简单而言：使用JDK开发完成的java程序，交给JRE去运行。

二者关系如下：

  ┌─    ┌──────────────────────────────────┐
  │     │     Compiler, debugger, etc.     │
  │     └──────────────────────────────────┘
 JDK ┌─ ┌──────────────────────────────────┐
  │  │  │                                  │
  │ JRE │      JVM + Runtime Library       │
  │  │  │                                  │
  └─ └─ └──────────────────────────────────┘
        ┌───────┐┌───────┐┌───────┐┌───────┐
        │Windows││ Linux ││ macOS ││others │
        └───────┘└───────┘└───────┘└───────┘

 

Java语言特点：

  • 简单性
  • 解释性
  • 面向对象
  • 高性能
  • 分布式处理
  • 多线程
  • 健壮性
  • 动态
  • 结构中立
  • 安全性
  • 开源
  • 跨平台：通过Java语言编写的应用程序在不同的系统平台上都可以运行。原理：只要在需要运行java应用程序的操作系统上，先安装一个java虚拟机JVM即可。

 

程序解析：

  • 首先编写java源代码程序，扩展名.java
  • 在命令行模式中，输入javac命令对源代码进行编译，生成字节码文件 ： javac 源文件名.java
  • 编译完成后，如果没有报错信息，输入java命令对class字节码文件进行解释运行,执行时不需要添加.class扩展名：java HelloWorld

运行原理：

一个Java源码只能定义一个public类型的class，并且class名称和文件名要完全一致；

使用javac可以将.java源码编译成.class字节码；

使用java可以运行一个已编译的Java程序，参数是类名。

 

 

二、基础语法

1.关键字和标识符

关键字：被Java语言赋予特定含义的单词
关键字特点：组成关键字的字母全部小写
关键字注意事项：goto和const作为保留字存在,目前并不使用。类似Notepad++这样的高级记事本,针对关键字有特殊的颜色标记，非常直观。

 

标识符：就是给类,接口,方法,变量等起名字时使用的字符序列。

组成规则：
  英文大小写字母
  数字字符
  $和_
注意事项：
  不能以数字开头
  不能是Java中的关键字
  区分大小写

常见命名规则：

  1. 变量名（驼峰命名法）：变量的名字可大小写混用，但首字符应小写。词由大写字母分隔，限制用下划线，限制使用美元符（$），因为这个字符对内部类有特殊的含义。如：inputTextSize。
  2. 包名：应该都是由一个小写单词组成。如：net.test.modules。
  3. 类名：每个单词的首字母都要大写，通常由多个单词合成一个类名。如：DataFile、InfoParser。
  4. 接口名：与类的命名一致，因为接口也是类的一种。
  5. 常量名：常量命名则前面应该是static final，后面变量的名字全部大写。如：static final MAX = 1024。常量名通常全部大写。
  6. 方法名：第一个单词应该是动词，但首字母小写，后面每个单词的首字母大写。大写字母将词分隔并限制使用下划线。方法如果有传入参数，参数的名字必须和变量的命名规范一致。使用有意义的参数命名，如果可能的话，使用和要赋值的字段一样的名字。

2. 注释

// 单号注释

/* */ 多行注释

/** */ 文本注释

 

3.变量和数据类型

变量概述：在程序执行的过程中，在某个范围内其值可以发生改变的量。

变量定义格式：数据类型 变量名 = 初始化值;

1:从本质上讲，变量其实是内存中的一小块区域，使用变量名来访问这块区域，因此，每一个变量使用前必须要先申请（声明），然后必须进行赋值（填充内容），才能使用。
    数据类型，变量名，变量值
2:为什么要定义变量呢
    用来不断的存放同一类型的常量，并可以重复使用

var关键字：如果想省略变量类型，可以使用var关键字。编译器会根据赋值语句自动推断出变量的类型。

定义变量时，要遵循作用域最小化原则，尽量将变量定义在尽可能小的作用域，并且，不要重复使用变量名。

 

Java语言是强类型语言，对于每一种数据都定义了明确的具体数据类型，在内存总分配了不同大小的内存空间。

除了上述基本类型的变量，剩下的都是引用类型。例如，引用类型最常用的就是String字符串

byte：-128 ~ 127
short: -32768 ~ 32767
int: -2147483648 ~ 2147483647
long: -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807

Java语言对布尔类型的存储并没有做规定，因为理论上存储布尔类型只需要1 bit，但是通常JVM内部会把boolean表示为4字节整数。

整数默认：int    小数默认：double

Java 各整数类型有固定的表数范围和字段长度，其不受具体操作系统的影响，以保证Java程序的可移植性。
Java语言的整型常量默认为int型，声明long型常量可以后加‘ l ’或‘ L ’ ，如：
       int i1 = 600; //正确     long l1 = 88888888888L; //必须加l否则会出错

特别注意：整数的除法对于除数为0时运行时将报错，但编译不会报错。

整数由于存在范围限制，如果计算结果超出了范围，就会产生溢出，而溢出不会出错，却会得到一个奇怪的结果。

 

与整数类型类似，Java浮点类型有固定的表数范围和字段长度，不受平台影响。
Java 浮点类型常量有两种表示形式
      十进制数形式，如: 3.14       314.0
科学记数法形式，如 3.14e2 3.14*10^2
Java 浮点型常量默认为 double 型，如要声明一个常量为 float 型，则需在数字后面加 f 或 F ，如：
double d = 12345.6; //正确   float f = 12.3f; //必须加f否则会出错

在计算机中，浮点数虽然表示的范围大，但是，浮点数有个非常重要的特点，就是浮点数常常无法精确表示。

浮点数0.1在计算机中就无法精确表示，因为十进制的0.1换算成二进制是一个无限循环小数，很显然，无论使用float还是double，都只能存储一个0.1的近似值。但是，0.5这个浮点数又可以精确地表示。

因为浮点数常常无法精确表示，因此，浮点数运算会产生误差。

需要特别注意，在一个复杂的四则运算中，两个整数的运算不会出现自动提升的情况。

double d = 1.2 + 24 / 5; // 5.2

整数运算在除数为0时会报错，而浮点数运算在除数为0时，不会报错，但会返回几个特殊值：

  • NaN表示Not a Number
  • Infinity表示无穷大
  • -Infinity表示负无穷大
double d1 = 0.0 / 0; // NaN
double d2 = 1.0 / 0; // Infinity
double d3 = -1.0 / 0; // -Infinity

 

char 型数据用来表示通常意义上的“字符”
字符常量为用单引号括起来的单个字符，例如：char ch1= 'a'; char ch2='中';
Java 字符采用 Unicode 编码，每个字符占两个字节，因而可用十六进制编码形式表示。注：Unicode是全球语言统一编码

一个英文字符和一个中文字符都用一个char类型表示，它们都占用两个字节。要显示一个字符的Unicode编码，只需将char类型直接赋值给int类型即可。

int n1 = 'A'; // 字母“A”的Unicodde编码是65
int n2 = '中'; // 汉字“中”的Unicode编码是20013
// 注意是十六进制:
char c3 = '\u0041'; // 'A'，因为十六进制0041 = 十进制65
char c4 = '\u4e2d'; // '中'，因为十六进制4e2d = 十进制20013

字符串类型：用双引号"..."表示字符串

常见转义字符包括：

  • \" 表示字符"
  • \' 表示字符'
  • \\ 表示字符\
  • \n 表示换行符
  • \r 表示回车符
  • \t 表示Tab
  • \u#### 表示一个Unicode编码的字符

从Java 13开始，字符串可以用"""..."""表示多行字符串（Text Blocks）了。

String s = """
                   SELECT * FROM
                     users
                   WHERE id > 100
                   ORDER BY name DESC
                   """;  //上述多行字符串实际上是5行，在最后一个DESC后面还有一个\n。
String s = """
...........SELECT * FROM
...........  users
...........WHERE id > 100
...........ORDER BY name DESC
...........""";

//多行字符串前面共同的空格会被去掉
//如果多行字符串的排版不规则，那么，去掉的空格就会变成这样
String s = """
.........  SELECT * FROM
.........    users
.........WHERE id > 100
.........  ORDER BY name DESC
.........  """;
//即总是以最短的行首空格为基准。

Java的字符串除了是一个引用类型外，还有个重要特点，就是字符串不可变。基本类型的变量是“持有”某个数值，引用类型的变量是“指向”某个对象；

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
        String t = s;
        s = "world";
        System.out.println(t); // t是"hello"
    }
}

引用类型的变量可以指向一个空值null，它表示不存在，即该变量不指向任何对象。

String s1 = null; // s1是null
String s2 = s1; // s2也是null
String s3 = ""; // s3指向空字符串，不是null

注意要区分空值null和空字符串""，空字符串是一个有效的字符串对象，它不等于null。

 

boolean 类型适于逻辑运算，一般用于程序流程控制 。
boolean 类型数据只允许取值 true 或 false ，不可以 0 或非 0 的整数替代 true 和 false ，这点和C语言不同。

 

使用变量注意事项：
作用域：变量定义在哪一级大括号中，哪个大括号的范围就是这个变量的作用域。相同的作用域中不能定义两个同名变量。
初始化值：没有初始化值不能直接使用。
在一行上建议只定义一个变量，可以定义多个，但是不建议。

 

+是一个运算符, 我们应该能够看懂，做数据的加法。
boolean类型不能转换为其他的数据类型
默认转换
    byte,short,char—int—long—float—double
    byte,short,char相互之间不转换，他们参与运算首先转换为int类型
强制转换
    目标类型 变量名=(目标类型)(被转换的数据);

一般建议，最好不要随意使用强制类型转换，容易造成数据精度的损失。
    （1）容量大的数据类型转换为容量小的数据类型时，要加上强制转换符，但可能造成精度降低或溢出；使用时要格外注意。
    （2）有多种类型的数据混合运算时，系统首先自动的将所有数据转换成容量最大的那一种数据类型，然后再进行计算。

 可以将浮点数强制转型为整数。在转型时，浮点数的小数部分会被丢掉。如果转型后超过了整型能表示的最大范围，将返回整型的最大值。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println('a'); //a
        System.out.println('a'+1); //98

        System.out.println("hello"+'a'+1);  //helloa1
        System.out.println('a'+1+"hello");//98hello
        System.out.println("5+5="+5+5);//5+5=55
        System.out.println(5+5+"=5+5"); //10=5+5

        byte b1=3,b2=4,b;
        b=b1+b2; //不可以，是因为b1和b2是变量，因为变量的值会变化，不确定具体的值，所以默认使用int类型进行存储。
        b=3+4;   //3和4都是常量，所以java在编译时期会检查该常量的和是否超出byte类型的范围。如果没有可以赋值。
    }
}
//任何数据和字符串进行操作，结果都是字符串类型。但是要注意运算的顺序。

 

 4.运算符

 

 除法的时候要注意一个问题：
  整数相除，只能得到整数
  要想得到小数，可以*1.0

 

赋值运算符：

short s=1;s = s+1; //错
short s=1;s+=1;//对

 

 

 比较运算符“==”不能误写成“=”

 

 位运算是直接对二进制进行运算。

 

 

 三目运算符格式：(关系表达式)?表达式1：表达式2；
    如果条件为true，运算后的结果是表达式1；
    如果条件为false，运算后的结果是表达式2；

 

键盘录入数据：

//如何实现键盘录入数据呢?(目前先记住使用)
//导包(位置放到class定义的上面)
import java.util.Scanner;
//创建对象
Scanner sc = new Scanner(System.in);
//接收数据
int x = sc.nextInt();