1.1 Java基础--Java基础语法

小白弱鸡
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第一章 HelloWorld入门程序

1.1 程序开发步骤说明

Java程序开发三步骤：编写、编译、运行。

1.2 编写Java源程序

  1. 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 。
  2. 用记事本打开。

使用notepad++记事本软件。

  1. 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。

1.3 编译Java源文件并运行Java程序

  1. 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

  1. 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。

  2. 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

1.4 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。

第二章 常量

2.1 概述

常量：是指在Java程序中固定不变的数据。

2.2 分类

类型含义数据举例
整数常量所有的整数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

第三章 变量和数据类型

3.1 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。
  • 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。

3.2 数据类型

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byte1个字节-128~127
短整型short2个字节-32768~32767
整型int（默认）4个字节-231次方~2的31次方-1
长整型long8个字节-2的63次方~2的63次方-1
单精度浮点数float4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char2个字节0-65535
布尔类型boolean1个字节true，false

Java中的默认类型：
整数类型是int 、浮点类型是double。

3.3 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;

long类型：建议数据后加L表示。 float类型：建议数据后加F表示。

3.4 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：定义的变量，不赋值不能使用。

第四章 数据类型转换

4.1 自动转换

一个int 类型变量和一个byte 类型变量进行加法运算， 结果会是什么数据类型？

int i = 1;
byte b = 2;

运算结果，变量的类型将是 int 类型，这就是出现了数据类型的自动类型转换现象。

  • 自动转换：将取值范围小的类型自动提升为取值范围大的类型 。
byte、short、char‐‐>int‐‐>long‐‐>float‐‐>double

4.2 强制转换

将1.5 赋值到 int 类型变量会发生什么？产生编译失败，肯定无法赋值。

int i = 1.5; // 错误

想要赋值成功，只有通过强制类型转换，将double 类型强制转换成int 类型才能赋值。

  • 强制类型转换：将取值范围大的类型强制转换成取值范围小的类型。
  • 转换格式：

数据类型 变量名 = （数据类型）被转数据值；

将1.5 赋值到int 类型，代码修改为：

// double类型数据强制转成int类型，直接去掉小数点。
int i = (int)1.5;

强烈注意:

  • 浮点转成整数，直接取消小数点，可能造成数据损失精度。
  • int 强制转成short 砍掉2个字节，可能造成数据丢失。

4.3 ASCII编码表

字符数值
048
957
A65
Z90
a97
z122

第五章 运算符

5.1 算数运算符

  • ++ 运算，变量自己增长1。反之， -- 运算，变量自己减少1，用法与++ 一致。
    • 独立运算：
      • 变量在独立运算时， 前++ 和后++ 没有区别 。
      • 变量前++ ：例如 ++i 。
      • 变量后++ ：例如 i++ 。
    • 混合运算：
      • 和其他变量放在一起， 前++ 和后++ 就产生了不同。
      • 变量前++ ：变量a自己加1，将加1后的结果赋值给b，也就是说a先计算。a和b的结果都是2。
      • 变量后++ ：变量a先把自己的值1，赋值给变量b，此时变量b的值就是1，变量a自己再加1。a的结果是2，b的结果是1。
  • +符号在字符串中的操作：
    • +符号在遇到字符串的时候，表示连接、拼接的含义。
    • "a"+"b"的结果是“ab”，连接含义

5.2 赋值运算符

值运算符包括符号
=等于号
+=加等于
-=减等于
*=乘等于
/=除等于
%=取模等

5.3 比较运算符

比较运算符，是两个数据之间进行比较的运算，运算结果都是布尔值true 或者false 。

5.4 逻辑运算符

逻辑运算符，是用来连接两个布尔类型结果的运算符，运算结果都是布尔值true 或者false 。

5.5 三元运算符

  • 三元运算符格式：

数据类型 变量名 = 布尔类型表达式？结果1：结果2

第六章 方法入门

6.1 方法的定义

  • 定义格式：
修饰符 返回值类型 方法名 （参数列表）｛
代码...
return ;
｝
  • 定义格式解释：
    • 修饰符： 目前固定写法 public static 。
    • 返回值类型： 目前固定写法 void ，其他返回值类型在后面的课程讲解。
    • 方法名：为我们定义的方法起名，满足标识符的规范，用来调用方法。
    • 参数列表： 目前无参数， 带有参数的方法在后面的课程讲解。
    • return：方法结束。因为返回值类型是void，方法大括号内的return可以不写。

6.2 注意事项

  • 方法定义注意事项：
    • 方法必须定义在一类中方法外
    • 方法不能定义在另一个方法的里面

第七章 JShell脚本工具

什么时候会用到JShell 工具呢，当我们编写的代码非常少的时候，而又不愿意编写类，main方法，也不愿意去编译和运行，这个时候可以使用JShell工具。JShell工具，只适合片段代码的测试。

  • 启动JShell工具，在DOS命令行直接输入JShell命令。
  • 接下来可以编写Java代码，无需写类和方法，直接写方法中的代码即可，同时无需编译和运行，直接回车即可。

第八章 扩展知识点

8.1 +=符号的扩展

下面的程序有问题吗？

public static void main(String[] args){
short s = 1;
s+=1;
System.out.println(s);
}

分析：
s += 1 逻辑上看作是s = s + 1 计算结果被提升为int类型，再向short类型赋值时发生错误，因为不能将取值范围大的类型赋值到取值范围小的类型。但是， s=s+1进行两次运算， += 是一个运算符，只运算一次，并带有强制转换的特点，也就是说s += 1 就是s = (short)(s + 1) ，因此程序没有问题编译通过，运行结果是2.

8.2 常量和变量的运算

下面的程序有问题吗？

public static void main(String[] args){
byte b1=1;
byte b2=2;
byte b3=1 + 2;
byte b4=b1 + b2;
System.out.println(b3);
System.out.println(b4);
}

分析：
b3 = 1 + 2 ， 1 和 2 是常量，为固定不变的数据，在编译的时候（编译器javac），已经确定了1+2 的结果并没有超过byte类型的取值范围，可以赋值给变量b3 ，因此b3=1 + 2 是正确的。
反之， b4 = b1 + b2 ， b1 和 b2 是变量，变量的值是可能变化的，在编译的时候，编译器javac不确定b1+b2的结果是什么，因此会将结果以int类型进行处理，所以int类型不能赋值给byte类型，因此编译失败。

第九章 判断语句

9.1 判断语句1--if

9.2 判断语句2--if...else

9.3 判断语句3--if..else if...else

9.4 if语句和三元运算符的互换

第十章 选择语句

10.1 选择语句--switch

  • switch语句格式：
switch(表达式) {
case 常量值1:
语句体1;
break;
case 常量值2:
语句体2;
break;
...
default:
语句体n+1;
break;
}
  • 执行流程
    • 首先计算出表达式的值
    • 其次，和case依次比较，一旦有对应的值，就会执行相应的语句，在执行的过程中，遇到break就会结束。
    • 最后，如果所有的case都和表达式的值不匹配，就会执行default语句体部分，然后程序结束掉。

10.2 case的穿透性

在switch语句中，如果case的后面不写break，将出现穿透现象，也就是不会在判断下一个case的值，直接向后运 行，直到遇到break，或者整体switch结束。

第十一章 循环语句

11.1 循环语句1--for

  • for循环语句格式：
for(初始化表达式①; 布尔表达式②; 步进表达式④){
循环体③
}

11.2 循环语句2--while

  • while循环语句格式：
初始化表达式①
while(布尔表达式②){
循环体③
步进表达式④
}

11.3 循环语句3--do...while

  • do...while循环格式
初始化表达式①
do{
循环体③
步进表达式④
}while(布尔表达式②);

do...while循环的特点：无条件执行一次循环体，即使我们将循环条件直接写成false，也依然会循环一次。这样的 循环具有一定的风险性，因此初学者不建议使用do...while循环。

11.4 循环语句的区别

  • for 和 while 的小区别：
    • 控制条件语句所控制的那个变量，在for循环结束后，就不能再被访问到了，而while循环结束还可以继续使用，如果你想继续使用，就用while，否则推荐使用for。原因是for循环结束，该变量就从内存中消失，能够提高内存的使用效率。
    • 在已知循环次数的时候使用推荐使用for，循环次数未知的时推荐使用while。

11.5 跳出语句

break

  • 使用场景：终止switch或者循环
    • 在选择结构switch语句中
    • 在循环语句中
    • 离开使用场景的存在是没有意义的

continue

  • 使用场景：结束本次循环，继续下一次的循环

第十二章 数组定义和访问

12.1 数组的定义

方式一

  • 格式：

数组存储的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度];

  • 举例： 定义可以存储3个整数的数组容器，代码如下：
int[] arr = new int[3];

方式二

  • 格式：

数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};

  • 举例： 定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器。
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};

方式三

  • 格式：

数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3...};

  • 举例： 定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器
int[] arr = {1,2,3,4,5};

12.2 数组的访问

  • 格式：

数组名[索引]

  • 索引访问数组中的元素：
    • 数组名[索引]=数值，为数组中的元素赋值
    • 变量=数组名[索引]，获取出数组中的元素

第十三章 数组原理内存图

13.1 Java虚拟机的内存划分

  • JVM的内存划分：
区域名称作用
寄存器给CPU使用，和我们开发无关。
本地方法栈JVM在使用操作系统功能的时候使用，和我们开发无关。
方法区存储可以运行的class文件。
堆内存存储对象或者数组，new来创建的，都存储在堆内存。
方法栈方法运行时使用的内存，比如main方法运行，进入方法栈中执行。

13.2 数组在内存中的存储

  • 一个数组内存图
public static void main(String[] args) {
    int[] arr = new int[3];
    System.out.println(arr);//[I@5f150435
}

以上方法执行，输出的结果是[I@5f150435，这个是什么呢？是数组在内存中的地址。new出来的内容，都是在堆内存中存储的，而方法中的变量arr保存的是数组的地址。

输出arr[0]，就会输出arr保存的内存地址中数组中0索引上的元素

  • 两个数组内存图
public static void main(String[] args) {
    int[] arr = new int[3];
    int[] arr2 = new int[2];
    System.out.println(arr);
    System.out.println(arr2);
}

13.3 数组越界异常

观察一下代码，运行后会出现什么结果。

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1,2,3};
    System.out.println(arr[3]);
}

创建数组，赋值3个元素，数组的索引就是0，1，2，没有3索引，因此我们不能访问数组中不存在的索引，程序运行后，将会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 数组越界异常。在开发中，数组的越界异常是不能出现的，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码。

13.4 数组空指针异常

观察一下代码，运行后会出现什么结果。

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1,2,3};
    arr = null;
    System.out.println(arr[0]);
｝

arr = null 这行代码，意味着变量arr将不会在保存数组的内存地址，也就不允许再操作数组了，因此运行的时候 会抛出NullPointerException 空指针异常。在开发中，数组的越界异常是不能出现的，一旦出现了，就必须要修 改我们编写的代码。

13.5 数组获取最大值元素

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = { 5, 15, 2000, 10000, 100, 4000 };
    //定义变量，保存数组中0索引的元素
    int max = arr[0];
    //遍历数组，取出每个元素
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    //遍历到的元素和变量max比较
    //如果数组元素大于max
    if (arr[i] > max) {
        //max记录住大值
        max = arr[i];
        }
    }
    System.out.println("数组最大值是： " + max);
｝

13.6 数组反转

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    /*
    循环中定义变量min=0最小索引
    max=arr.length‐1最大索引
    min++,max‐‐
    */
    for (int min = 0, max = arr.length ‐ 1; min <= max; min++, max‐‐) {
    //利用第三方变量完成数组中的元素交换
    int temp = arr[min];
    arr[min] = arr[max];
    arr[max] = temp;
    }
    // 反转后，遍历数组
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        System.out.println(arr[i]);
    }
｝
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