1. 关键字和保留字
用于定义数据类型的关键字
| class | interface | enum | byte | short |
|---|---|---|---|---|
| int | long | float | double | char |
| boolean | void |
用于定义流程控制的关键字
| if | else | switch | case | default |
|---|---|---|---|---|
| while | do | for | break | continue |
| return |
用于定义访问权限修饰符的关键字
| private | protected | public |
|---|---|---|
用于定义类、函数、变量修饰符的关键字：
abstract、final、static、synchronized
用于定义类与类之间关系的关键字
extends、implements
用于定义建立实例以及应用实例，判断实例的关键字
new、this、super、instanceof
用于异常处理的关键字
try、catch、finally、throw、throws
用于包的关键字
package、import
其他修饰符关键字
native、strictfp、transient、volatile、assert
用于定义数据类型值的字面值
true、false、null
保留字：goto、const
2. 标识符
Java对各种变量、方法和类等要素命名时使用的字符序列称为标识符
技巧：凡是自己可以起名字的地方都叫标识符
定义合法标识符规则：
- 由26个英文字母大小写 0-9，
_或$组成 - 数字不可以开头
- 不可以使用关键字和保留字，但能包含关键字和保留字。
- Java中严格区分大小写，长度无限制。
- 标识符不能包含空格。
Java中的名称命名规范：
- 包名：多单词组成是所有字母都小写：xxxyyzz
- 类名、接口名：多单词组成时，所有单词的首字母大写：XxxYyyZzz
- 变量名、方法名：多单词组成时，第一个单词首字母小写，第二个单词开始每个单词首字母大写：xxxYyyZzz
- 常量名：所有字母都大写。多单词时每个单词用下划线连接XXX_YYY_ZZZ
注意：
- java采用unicode字符集，因此标识符也可以使用汉字声明，但是不建议使用。
3. 变量
需要掌握的知识点：
- 基本数据类型
- 基本数据类型变量间转换
- 基本数据类型与String间转换
- 进制与进制间的转换
使用变量注意点：
- Java中每个变量必须先声明，后使用
- 使用变量名来访问这块区域的数据
- 变量的作用域；其定义所在的一对
{}内 - 变量只有在其作用域内才有效
- 同一个作用域内，不能定义重名的变量
声明变量
- 语法：
<数据类型> <变量名称> - 例如：
int var
变量的赋值
- 语法：
<变量名称> = <值> - 例如：
var = 10;
声明和赋值变量
- 语法：
<数据类型> <变量名> = <初始化值> - 例如：
int var = 10;
按数据类型分类
对于每一种数据都定义了明确的具体数据类型（强类型语言），在内存中分配了不同大小的内存空间。
按声明的位置
- 在方法体外，类体内声明的变量称为成员变量。
- 在方法体内部声明的变量称为局部变量
两者在初始化值方面的异同：
- 同：都有生命周期
- 异：局部变量除形参外，需显式初始化。
3.1 整数类型：byte、short、int、long
- Java中各整数类型又固定的表数范围和字段长度，不受具体OS的影响，以保证java程序的可移植性。
- java的整型常量默认为int型，声明long型常量须后加'l'或'L'
- java程序中变量通常声明为int性，除非不足以表示较大的数，才使用long
| 类型 | 占用存储空间 | 表数范围 |
|---|---|---|
| byte | 1字节=8bit位 | -128~127 |
| short | 2字节 | -215~215-1 |
| int | 4字节 | -231~231-1（约21亿） |
| long | 8字节 | -263~263-1 |
• 定义 long 类型的变量，赋值时需要以"l"或"L"作为后缀。
• Java 程序中变量通常声明为 int 型，除非不足以表示较大的数，才使用 long。
• Java 的整型常量默认为 int 型。
500MB 1MB = 1024KB 1KB = 1024B B=byte ? bit?
字节（Byte）： 是计算机用于计量存储容量的基本单位，一个字节等于 8 bit。
bit：计算机中的最小存储单位。byte：计算机中基本存储单元。
位（bit）： 是数据存储的最小单位。二进制数系统中，每个 0 或 1 就是一个位，叫做 bit
（比特），其中 8 bit 就称为一个字节(Byte)。
转换关系：
– 8 bit = 1 Byte
– 1024 Byte = 1 KB
– 1024 KB = 1 MB
– 1024 MB = 1 GB
– 1024 GB = 1 TB
3.2 浮点类型：float、double
- 与整数类型类似，Java浮点类型也有固定的表数范围和字段长度，不受具体操作系统的影响。
- 浮点型常量有两种表示形式：
-
- 十进制形式：如：5.12 512.0f .512（必须有小数点）
- 科学计数法形式：如：5.12e2 512E2 100e-2
- float：单精度，位数可以精确到7位有效数字。很多情况下，精度很难满足需求。
- double：双精度，精度是float的两倍。通常采用此类型。
- Java的浮点型常量默认为double型，声明float型常量，须后加'f'或'F'
| 类型 | 占用存储空间 | 表数范围 |
|---|---|---|
| 单精度float | 4字节 | -3.403E38 ~ 3.403E38 |
| 双精度double | 8字节 | -1.798E308 ~ 1.798E308 |
关于浮点型精度的说明
• 并不是所有的小数都能可以精确的用二进制浮点数表示。二进制浮点数不能精确的表
示 0.1、0.01、0.001 这样 10 的负次幂。
• 浮点类型 float、double 的数据不适合在不容许舍入误差的金融计算领域。如果需要
精确数字计算或保留指定位数的精度，需要使用 BigDecimal 类。
3.3 字符类型：char
- char性数据用来表示通常意义上“字符”（2字节）
- java中的所有字符都使用Unicode编码，故一个字符可以存储一个字母，一个汉字，或其他书面语的一个字符。
- 字符型变量的三种表现形式：
-
- 字符常量是用但引号（‘’）括起来的单个字符。例如：
char c1 = 'a'; char c2 = '中'; char c3 = '9'； - Java中还允许使用转义字符``来将气候的字符转变为特殊字符型常量。例如，
char c3 = '\n'； - 直接使用Unicode值来表示字符型常量：
'\uXXXX'。其中，XXXX代表一个十六进制整数。如：\u000a表示\n。
- 字符常量是用但引号（‘’）括起来的单个字符。例如：
- char类型是可以进行运算的。因为它都对应有Unicode码。
了解 ASCII 码
- 在计算机内部，所有数据都使用二进制表示。每一个二进制（bit）有0和1两种状态，因此8个二进制位就可以组合出256种状态，这被称为一个字节（byte）。一个字节一共可以用来表示256种不同的状态，每一个状态对应一个符号，就是256个符号，从 0000000 到 1111111.
- ASCII码：上个世纪60年代，美国制定了一套字符编码，对英语字符与二进制位之间的关系，做了统一规定。这被称为ASCII码。ASCII码一共规定了128个字符的编码，比如空格“SPACE”是32（二进制00100000），大写的字母A是65（二进制01000001）。这128个符号（包括32个不能打印出来的控制符号），只占用了一个字节的后面7位，最前面的1位统一规定为0。
缺点：
- 不能表示所有字符。
- 相同的编码表示的字符不一样：比如，130在法语编码中代表了é，在希伯来语编码中却代表(ג) 了字母Gimel
了解 Unicode 编码
- 乱码：世界上存在着多种编码方式，同一个二进制数字可以被解释成不同的符号。因此，要想打开一个文本文件，就必须知道它的编码方式，否则用错误的编码方式解读，就会出现乱码。
- Unicode：一种编码，将世界上所有的符号都纳入其中。每一个符号都给予一个独一 无二的编码，使用 Unicode 没有乱码的问题。
- Unicode 的缺点：Unicode 只规定了符号的二进制代码，却没有规定这个二进制代码应该如何存储：无法区别 Unicode 和 ASCII：计算机无法区分三个字节表示一个符号还是分别表示三个符号。另外，我们知道，英文字母只用一个字节表示就够了，如果unicode统一规定，每个符号用三个或四个字节表示，那么每个英文字母前都必然有二到三个字节是0，这对于存储空间来说是极大的浪费。
了解UTF-8
- UTF-8 是在互联网上使用最广的一种 Unicode 的实现方式。
- UTF-8 是一种变长的编码方式。它可以使用 1-6 个字节表示一个符号，根据
不同的符号而变化字节长度。 - UTF-8的编码规则：
-
- 对于单字节的UTF-8编码，该字节的最高位为0，其余7位用来对字符进行编码（等同于ASCII码）。
- 对于多字节的UTF-8编码，如果编码包含n个字节，那么第一个字节的前n位为1，第一个字节的第n+1位为0，该字节的剩余各位用来对字符进行编码。在第一个字节之后的所有字节，都是最高两位为"10"，其余6位用来对字符进行编码。
3.4 布尔类型：boolean
boolean类型用来判断逻辑条件，一般用于程序流程控制：
- if条件控制语句；
- while循环控制语句；
- do-while循环控制语句；
- for循环控制语句；
boolean类型数据只允许取值true和false，无null。
- 不可以使用0或非 0 的整数替代false和true，这点和C语言不同。
- Java虚拟机中没有任何供boolean值专用的字节码指令，Java语言表达所操作的
boolean值，在编译之后都使用java虚拟机中的int数据类型来代替：true用1表示，false用0表示。———《java虚拟机规范 8版》
4. 基本数据类型转换
- 自动类型转换：容量小的类型自动转换为容量大的数据类型。数据类型按容量大小排序为：
- 有多种类型的数据混合运算时，系统首先自动将所有数据转换成容量最大的那种数据类型，然后再进行计算。
- byte，short，char之间不会相互转换，他们三者在计算时首先转换为int类型。
- boolean类型不能与其它数据类型运算。
- 当把任何基本数据类型的值和字符串（String）进行连接运算时（+）,基本数据类型的值将自动转化为字符串（String）类型
4.1. 自动类型提升
规则：将取值范围小（或容量小）的类型自动提升为取值范围大（或容量大） 的类型 。
（1）当把存储范围小的值（常量值、变量的值、表达式计算的结果值）赋值给
了存储范围大的变量时
（2）当存储范围小的数据类型与存储范围大的数据类型变量一起混合运算时，
会按照其中最大的类型运算。
（3）当 byte,short,char 数据类型的变量进行算术运算时，按照 int 类型处理。
4.2. 字符串类型：String
- String不是基本数据类型，属于引用数据类型
- 使用方式与基本数据类型一致。例如：String str = "abcd"；
- 一个字符串可以串接另一个字符串，也可以直接串接其他类型的数据。例如：
str = str + "xya";
int n = 100;
str = str + n;
示例——StringTest类
public class StringTest {
public static void main(String[] args) {
int no = 10;
String str = "abcdef";
String str1 = str + "xyz" + no;
str1 = str1 + "123";
char c = "国";
double pi = 3.1416;
str1 = str1 + pi;
boolean b = false;
str1 = str1 + b;
str1 = str1 + c;
System.out.println("str1 = " + str1);
}
}
4.2 强制类型转换
- 自动类型转换的逆过程，将容量大的数据类型转换为容量小的数据类型。使用时要加上强制转换符：
()，但可能造成精度降低或者溢出，格外要注意。 - 通常，字符串不能直接转换为基本类型，但通过基本类型对应的包装类则可以实现把字符串转成基本类型。
-
String a = "43"; int i = Integer.parseInt(a);- boolean类型不可以转换为其它的数据类型。
判断是否能通过编译：
// 1
short s = 5;
s = s - 2; // no
// 2
byte b = 3;
b = b + 4; // 判断：no
b = (byte)(b + 4) // 判断：yes
// 3
char c = 'a';
int i = 5;
float d = .314F;
double result = c + i + d; // yes
// 4
byte b = 5;
short s = 3;
short t = s + b; // no
5. 进制
对于整数，有四种表示方式：
- 二进制（binary）：0,1，满2进1，以0b或0B开头
- 十进制（decimal）：0-9，满10进1
- 八进制（octal）：0-7，满8进1，以数字0开头表示。
- 十六进制（hex）：0-9及A-F，满16进1，以0x或0X开头表示。此处的A-F不区分大小写。
二进制
- Java整数常量默认是int类型，当用二进制定义整数时，其第32位是符号位；当是long类型时，二进制默认占64位，第64位是符号位。
- 二进制的整数有如下三种形式：
-
- 原码：直接将一个数值换成二进制数。最高位是符号位。
- 负数的反码：是对原码按位取反，只是最高位（符号位）确定为1.
- 负数的补码：其反码加1。
- 计算机以二进制补码的形式保存所有的整数。
-
- 正数的原码、反码、补码都相同
- 负数的补码是其反码+1
- 为什么要使用原码、反码、补码表示形式？
计算机辨别“符号位”显然会让计算机的基础电路设计变得十分复杂! 于是 人们想出了将符号位也参与运算的方法. 我们知道, 根据运算法则减去一个正 数等于加上一个负数, 即: 1-1 = 1 + (-1) = 0 , 所以机器可以只有加法而没有 减法, 这样计算机运算的设计就更简单了。
进制间转化
- 十进制 二进制互转
-
- 二进制转成十进制 乘2的幂数
- 十进制转成二进制 除以2取余数
- 二进制 八进制互转
- 二进制 十六进制互转
- 十进制 八进制互转
- 十进制 十六进制互转
6. 运算符
运算符是一种特殊的符号，用以表示数据的运算、赋值和比较等。
- 算术运算符
- 赋值运算符
- 比较运算符（关系运算符）
- 逻辑运算符
- 位运算符
- 三元运算符
| 运算符 | 运算 | 范例 | 结果 |
|---|---|---|---|
| + | 正号 | +3 | 3 |
| - | 负号 | b=4;-b | -4 |
| + | 加 | 5+5 | 10 |
| - | 减 | 6-4 | 2 |
| * | 乘 | 3*4 | 12 |
| / | 除 | 5/5 | 1 |
| % | 取模（取余） | 7%5 | 2 |
| ++ | 自增（前）：先运算后取值 | a=2;b=++a; | a=3;b=3 |
| ++ | 自增（后）：先取值后运算 | a=2;b=a++; | a=3;b=2 |
| -- | 自减（前）：先运算后取值 | a=2;b=--a | a=1;b=1 |
| -- | 自减（后）：先取值后运算 | a=2;b=a-- | a=1;b=2 |
| + | 字符串连接 | “He” + "llo" | "Hello" |
6.1. 算数运算符的注意问题
- 如果对负数取模，可以把模数负号忽略不记，如：5%-2=1。 但被模数是 负数则不可忽略。此外，取模运算的结果不一定总是整数。
- 对于除号
/，它的整数除和小数除是有区别的：整数之间做法除法时，只保留整数部分而舍弃小数部分。例如：int x=3510; x=x/1000*1000;x的结果是？ - “+”除字符串相加功能外，还能把非字符串转换成字符串，例如：
System.out.println("5+5="+5+5);
6.2. 赋值运算符
- 符号：=
-
- 当“=”两侧数据类型不一致时，可以使用自动类型转换或使用枪支类型转换原则进行处理。
- 支持连续赋值。
- 扩展赋值运算符：+=，-=，*=，/=，%=
6.3. 比较运算符
| 运算符 | 运算 | 范例 | 结果 |
|---|---|---|---|
| == | 相等于 | 4==3 | false |
| != | 不等于 | 4!=3 | true |
| < | 小于 | 4<3 | flase |
| 大于 | 4>3 | true | |
| <= | 小于等于 | 4<=3 | false |
| >= | 大于等于 | 4>=3 | true |
| instanceof | 检查是否是类的对象 | “Hello” instanceof String | true |
- 比较运算符的结果都是boolean型，也就是要么是true，要么是false。
- 比较运算符"=="不能误写成"="
6.4. 逻辑运算符
| a | b | a&b | a&&b | a|b | a||b | !a | a^b |
| ----- | ----- | ----- | ----- | ------ | -------- | ----- | ----- |
| true | true | true | true | true | true | false | false |
| true | false | false | false | true | true | false | true |
| false | true | false | false | true | true | true | true |
| false | false | false | false | false | false | true | false |
- 逻辑运算符用于连接布尔型表达式，在Java中不可以写成
3<x<6，应该写成x>3 & x<6。 - "&"和"&&"的区别：
-
- 单&时，左边无论真假，右边都进行运算；
- 双&时，如果左边为真，右边参与运算，如果左边为假，那么右边不参与运算。
- “|”和“||”的区别同理，||表示：当左边为真，右边不参与运算。
- 异或（^）与或（|）的不同之处是：当左右都为true时，结果为false。
6.5. 位运算符
| 运算符 | 运算 | 范例 | ||
|---|---|---|---|---|
<< | 左移 | 3<<2 = 12 --> 3*2*2=12 | ||
>> | 右移 | 3>>1=1 --> 3/2=1 | ||
>>> | 无符号右移 | 3>>>1 = 1 --> 3/2=1 | ||
& | 与运算 | 6 & 3 = 2 | ||
| ` | ` | 或运算 | `6 | 3 = 7` |
^ | 异或运算 | 6 ^ 3 = 5 | ||
~ | 取反运算 | ~6=-7 |
位运算时直接对整数的二进制进行的运算
| 运算符 | 含义 | |||
|---|---|---|---|---|
<< | 空位补0，被移除的高位丢弃，空缺位补0。 | |||
>> | 被以为的二进制最高位是0，右移后，空缺位补0；最高位是1，空缺位补1. | |||
>>> | 被移位二进制最高位无论是0或者是1，空缺位都是0补。 | |||
& | 二进制位进行&运算，只有1&1时结果是1，否则是0; | |||
| ` | ` | 二进制位进行 | 运算，只有 0 | 0 时结果是0，否则是 1； |
^ | 相同二进制位进行 ^ 运算，结果是0；1 ^ 1 = 0, 0 ^ 0 = 0 不相同二进制位运算结果是1。10=1,0^1=1 | |||
~ | 正数取反，各二进制码按补码各位取反 负数取反，各二进制码按补码各位取反 |
6.6. 三元运算符
优先级
| 方向 | 操作 | ||
|---|---|---|---|
. () {} ; , | |||
| R->L | ++、--、~、!(data type) | ||
| L->R | *、/、% | ||
| L->R | +、- | ||
| L->R | <<、>>、>>> | ||
| L->R | <、>、<=、>=、instanceof | ||
| L->R | ==、!= | ||
| L->R | & | ||
| L->R | ^ | ||
| L->R | ` | ` | |
| L->R | && | ||
| L->R | ` | ` | |
| R->L | ?、: | ||
| R->L | =、*=、/=、%= | ||
+=、-=、<<=、>>= | |||
| `>>>=、&=、^=、 | =` |
7. 程序流程控制
- 流程控制语句是用来控制程序中各语句执行顺序的语句，可以把语句组合成能完成一定功能的小逻辑模块。
- 其流程控制方式采用结构化程序设计中规定的三种基本流程结构，即：
-
- 顺序结构
- 分支结构
- 循环结构
7.1. 顺序结构
- 程序从上到下逐行地执行，中间没有任何判断和跳转。
7.2. 分支结构
- 根据条件，选择性地执行某段代码。
- 有if...else和switch-case两种分支语句。
7.3. 循环结构
根据循环条件，重复性的执行某段代码。
有while、do...while、for三种循环语句。
注：JDK1.5提供了foreach循环，方便的遍历集合、数组元素。
8. 数组
8.1. 一维数组
8.1.1. 声明方式
type var[] 或 type[] var
例如：
int a[];
int[] a1;
double b[];
String[] c; // 引用类型变量数组
- java语言中声明数组时不能指定其长度（数组中元素的数），例如：
int a[5];// 这是非法的 - 动态初始化：数组声明且为数组元素分配空间与赋值的操作分开进行
int[] arr = new int[3];
arr[0] = 3;
arr[1] = 9;
arr[2] = 8;
String names[];
names = new String[3];
names[0] = "小明"
names[1] = "小华"
names[2] = "小黑"
- 静态初始化：在定义数组的同时就为数组元素分配空间并赋值。
int arr[] = new int[]{3, 9, 8}
// 或
int[] arr = {3, 9, 8}
String names[] = {
"小明", "小华"
}
- 定义并用运算符
new为之分配空间后，才可以引用数组中的每个元素； - 数组元素的引用方式：数组名[数组元素下标]
-
- 数组元素下标可以是整型常量或整型表达式。如a[3]，b[i]，c[6*i];
- 数组元素下标从0开始；长度为n的数组合法下标取值范围：0 -> n - 1; 如 int a[] = new int[3]; 可引用的数组元素为a[0]、a[1]、a[2]
- 每个数组都有一个属性length指明它的长度，例如：a.length指明数组a的长度（元素个数）
-
- 数组一旦初始化，其长度是不可变的
- 数组是引用类型，它的元素相当于类的成员变量，因此数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照成员变量同样的方式被隐式初始化。例如：
public class Test {
public static void main(String argv[]) {
int a[] = new int[5];
System.out.println(a[3]) // a[3]的默认值为0
}
}
-
- 对于基本数据类型而言，默认初始化值各有不同
- 对于引用数据类型而言，默认初始化值为null（注意与0不同！）
| 数组元素类型 | 元素默认初始值 |
|---|---|
| byte | 0 |
| short | 0 |
| int | 0 |
| long | 0L |
| float | 0.0F |
| double | 0.0 |
| char | 0或写为：'\u0000'（表现为空） |
| boolean | false |
| 引用类型 | null |
8.1.2. 创建基本数据类型数组
- Java中使用关键字 new 来创建数组
- 如下是创建基本数据类型元素的一维数组
public class Test {
public static void main(String args[]) {
int[] s;
s = new int[10];
for(int i = 0; i < 10; i++) {
s[i] = 2*i + 1;
System.out.println(s[i])
}
}
}
8.2. 多维数组
动态初始化1：in[][] arr = new int[3][2]
定义了名称为arr的二维数组
二维数组中有3个一维数组
每一个一维数组中有2个元素
一维数组的名称分别为arr[0]，arr[1]，arr[2]
给第一个一维数组1脚标位赋值为78写法是：arr[0][1]=78;
动态初始化2： int[][] arr = new int[3][]
二维数组中有3个一维数组。
每个一维数组都是默认初始化值null（注意：区别于格式1）
可以对这个三个一维数组分别进行初始化
arr[0] = new int[3]; arr[1] = new int[1]; arr[2] = new int[2];
注： int[][]arr = new int[][3]; // 非法
静态初始化
int[][] arr = new int[][]{{3, 8, 2}, {2, 7}, {9, 0, 1, 6}}
定义一个名称为arr的二维数组，二维数组中有三个一维数组
每一个一维数组中具体元素也都已初始化
第一个一维数组 arr[0] = { 3, 8, 2 }
第二个一维数组 arr[1] = {2, 7}
第三个一维数组 arr[2] = {9, 0, 1, 6}
第三个一维数组的长度表示方式：arr[2].length;
- 注意特殊写法情况：int[] x, y[]; x是一维数组，y是二维数组。
- java中多维数组不必都是规则矩阵形式
8.3. Arrays工具类的使用
java.util.Arrays类即为操作数组的工具类，包含了用来操作数组（比如排序和搜索）的各种方法。
| 方法 | 作用 |
|---|---|
| boolean equeals(int[] a, int[] b) | 判断两个数组是否相等 |
| String toString(int[] a) | 输出数组信息 |
| void fill(int[] a, int val) | 将制定值填充到数组之中 |
| void sort(int[] a) | 对数组进行排序 |
| int binarySearch(int[] a, int key) | 对排序后的数组进行二分法检索制定的值 |
8.4. 数组使用中的常见异常
数组脚标越界异常（ArrayIndexOutOfBoundsException）
int[] arr = new int[2];
System.out.println(arr[2]);
System.out.println(arr[-1])
访问到了数组中的不存在的脚标时发生。
空指针异常（NullPointerException）
int[] arr = null;
System.out.println(arr[0])
arr引用没有指向实体，却在操作实体中的元素时。
