Java基础笔记(1)-语言基础

Java的简单介绍

1.Java技术体系平台

版本	描述
Java SE（Java Standard Edition）标准版	支持面向桌面级应用的Java平台，提供完整的Java核心API
Java EE（Java Enterprise Edition）企业版	为开发企业环境下的应用程序提供解决方案，主要针对Web应用开发
Java ME（Java Micro Edition）小型版	支持运行在移动终端上的平台，对Java API有所精简（目前使用较少）

2.Java的重要特点

简单性：一方面，Java剔除了C++中许多很少使用、难以理解、易混淆的特性，以便系统更容易理解。另一方面，Java的目标之一是支持开发能够在小型机器上独立运行的软件。
面向对象（OOP）
分布式：Java有一个丰富的例程库，用于处理HTTP、FTP之类的TCP/IP协议
健壮性：强类型机制、异常处理、垃圾自动回收等
安全性
体系结构中立
可移植性
- .java->.class
- 一个编译好的.class文件可以在多个平台上的Java虚拟机上运行
解释型
- 解释型语言：编译后的代码不能被机器直接执行，需要解释器来执行
- 编译型语言：编译后的代码能够被机器直接执行
高性能：即时编译器可以监控经常执行哪些代码，并优化这些代码以提高执行速度。
多线程
动态性

3.Java的运行机制和运行过程

.java程序通过编译成为.class，.class文件运行在JVM（Java虚拟机、Java Virtual Machine）中。

JVM是一个虚拟的计算机，具有指令集并使用不同的存储区域、负责执行执行，管理数据、内存、寄存器等，包含在JDK中
对于不同的平台，有不同的虚拟机
Java虚拟机机制屏蔽了底层运行平台的差别，“一次编译、到处运行”

指令：

javac：编译，从.java编译成.class
java：运行

4.JDK和JRE

JDK：（Java Development Kit Java开发工具包）
- JDK = JRE + java的开发工具（java、javac、javadoc、javap等）
- 提供给java开发人员使用，包括了JRE，无需单独安装
JRE：（Java Runtime Environment Java运行环境）
- JRE = JVM + Java的核心类库
- 只能运行开发好的Java程序（.class），提供给java使用人员使用

5.Hello World

//Hello.java

public class Hello{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("hello,World");
    }
}

注意事项：
- 可能出现控制台的文件编码问题（默认下控制台的编码为GBK）
- java后的指令不需要加.class（默认是运行一个类，类的名字为Hello）
细节说明：
- 入口程序有固定的书写程序
- 严格区分大小写
- 语句最后带分号
- 一个源文件中最多只能由一个public类，其他类的个数不限
  - 编译后每一个类都对应生成一个.class文件
- 如果源文件中包含一个public类，则文件名必须按照该类的名称来命名
- 也可以将main方法写在非public类当中，然后指定运行非public类，这样入口方法就是非public的main方法
  - 每个类都可以有自己的入口方法

Java快速入门

1.注释

单行注释
    //...
    
多行注释 不允许嵌套
    /*...
    ...
    */

文档注释 注释内容可以被JDK提供的工具javadoc所解析，生成一套一网页文件形式体现的该程序的说明文档，一般写在类
    
/**
	* @author:xxx
	* @version:1.0
*/

基本格式
- Javadoc标签，不能随便乱写
生成文档注释
- javadoc -d 目标文件夹 -xx -yy java文件
- -xx -yy表示对应需要生成的Javadoc标签
- 之后会在目标目录下生成一堆html文件

2.变量相关

Java是一种强类型语言，这意味着必须为每个变量声明一种类型。

在Java中，一共有8种基本类型，其中有4种整型、2种浮点类型、1种字符类型和1种布尔类型。

基本数据类型
- 整数型
  - byte（1）、short（2）、int（4）、long（8）
- 浮点型
  - float（4）、double（8）
- 字符型
  - char（2）
- 布尔型
  - boolean（1）
引用数据类型
- 类（class）
- 接口（interface）
- 数组（[]）

数据类型对应的字节数在不同的操作系统上是固定的（JVM）

整型常量默认为int，长整型指定需要加l或者L

可以为数字字面量增加下划线，如1_000_000。这些下划线只是为了让人更加易读，Java编译器会去除这些下划线

不同进制：0b/0B、无、0、0x/0X

浮点类型的精度问题同样存在

java没有无符号数，都是有符号的

java的char是两个字节，c++的char是一个字节

java中的char可以直接存放中文，C++中则不可以

在C++中，数值甚至是指针可以代替boolean值，即值0相当于布尔值的false，但是在Java中不能够这样

3.常见的字符编码表

ASCII：一个字节，128个字符
Unicode：固定大小编码，使用两个字节来表示，字母和汉字都使用两个字节
UTF-8：大小可变编码，字母使用一个字节，汉字使用3个字节
gbk：可以表示汉字，而且范围广，字母使用一个字节，汉字使用2个字节
gb2312：可以表示汉字，gb2312 < gbk
big5：繁体中文

4.类型转换

自动类型转换：按照精度向上自动转换（精度小 -> 精度大）

byte：把具体的数赋值给byte的时候，先判断该数是否在范围内，如果在范围内就可以进行复制；但是如果是将变量赋值给byte的话，则直接进行类型判断

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2
3

byte a = 10; // 正确
int b = 1;
byte c = b; // 错误

byte（short）、char之间不会进行自动转换（char直接到int层面）
byte、short、char可以进行运算，在（单独或者混合）运算的时候直接提升到int，

强制类型转换：需要加上强制转换符（），可能会造成精度降低或者溢出

5.基本数据类型和String的转换

基本数据类型转String：加双引号

1 2	`int n1 = 100; String n1S = n1 + "";`

String转基本数据类型：通过包装类某某调用parse某某方法

String s = "123";
int si = Integer.parseInt(s);
double sd = Double.parseDouble(s);
byte sb = Byte.parseByte(s);

6.运算符

运算符

算术运算符
- +、-、*、/、%、++、--
赋值运算符
- =、+=、-= 、*=、/=、%=
关系运算符（比较）
- ==、!=、<、>、<=、>=、instanceof()
逻辑运算符
- 短路与&& 短路或|| 取反!
- 逻辑与& 逻辑或| 逻辑异或^
  - 短路与判断到能够得出结果后就不会进行后续的条件判断了
  - 逻辑与会继续判断所有的条件
  - 最终结果还是一样的
位运算符
- >>、<<、>>>、&、|、~、^
- >>>：无符号右移，高位补0
- >>：算术右移，高位补符号位
- <<：算术左移，低位补0
三元运算符
- 条件表达式 ? 表达式1 : 表达式2

7.标识符命名规范

包名：多单词组成，所有字母都小写，单词之间使用.（aaa.bbb.ccc）
类名，接口名：所有单词首字母大写（大驼峰）
变量名，方法名：第一个单词首字母小写，后面的单词首字母大写（小驼峰）
常量名：所有字母都大写，单词之间使用_（TAX_RATE）

8.键盘输入

需要使用Scanner（类）

使用步骤：

导入该类所在的包，这里是java.util.*
创建该类的对象（声明变量）
调用里面的功能（使用相关的方法）

import java.util.Scanner;


public class Study {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        int a = input.nextInt();
        System.out.println(a);
    }
}

因为输入是可见的，所以Scanner类不适用于从控制台读取密码。Java6引入了Console类来实现这个目的，读取密码可以使用下列的代码
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Console cons = System.console();
String username = cons.readLine("User name: ");
char[] passwd = cons.readPassword("Password: ");
为了安全期间，返回的密码存放在一个字符数组中，而不是字符串中。在对密码处理完成之后，应该马上用一个填充值覆盖数组元素（不保存密码的原文）

Console对象处理输入，必须每次读取一行输入

9.标准输出

标准输出使用System.out.println()或者System.out.print()

并且在Java中，还沿用了C中的printf方法提供格式化输出。System.out.printf()

10.文件输入与输出

读取文件：

1	`Scanner in = new Scanner(Path.of("xxx.txt"), StandardCharsets.UTF_8);`

写入文件：构造一个PrintWriter对象，在构造器中提供文件名和字符编码

1	`PrintWriter out = new PrintWriter("xxx.txt", StandardCharsets.UTF_8);`

之后就可以调用对象的print、println、printf等方法了。

文件的相对路径是相对于当前的工作目录的。

对于使用java命令启动的程序，工作目录为启动JVM的位置，即执行该命令的位置

对于集成开发环境来说，启动目录将由IDE来控制。

11.原码、反码和补码

计算机内存当中，二进制均以补码的形式存储，在任何运算的时候都是以补码的方式来进行运算的
- 补码统一了正数和负数的计算
原码和补码：如果是有符号的，首位为符号位，0表示+，1表示-
原码和补码的相互转换
- 原码->补码
  - 正数：补码与原码相同
  - 负数：符号位不变，其它位取反+1
- 补码->原码
  - 首位为0：原码与补码相同
  - 首位为1：符号位不变，其它位取反+1

正数的原码、反码和补码都一样（三码合一）

负数的反码：符号位不变，其它位取反

负数的补码 = 反码 + 1

负数的反码 = 补码 - 1

0的反码，补码都是0

我们看运算结果的时候需要看他的原码

12.控制语句

顺序控制
分支控制
- if、else、else if、switch-case
循环控制
- for、while、do-while
- break、continue、return

Java中提供了一种带标签的break语句，用于跳出多重嵌套的循环语句

13.大数

如果基本的整数和浮点数精度不能满足要求，那么可以使用java.math包中的两个大数类BigInteger和BigDecimal，这两个类可以处理包含任意长度数字序列的数值。

使用valueOf()将普通的数值转换成大数，或者传入带字符串参数的构造器。不能使用普通的算术运算符进行计算，而应该使用提供的add、multiply方法。

14.数组

数组初始化：

// 动态初始化
int[] a = new int[5];
// 静态初始化
int[] a = new int[]{1,2,3,4,5};
// 静态初始化省略格式
int[] a = {1,2,3,4,5};
// Java中也可以写成C风格的 int a[] = new int[5];
// 但是不能直接在第一个[]中指定大小，这点与C不同
// Java动态申请的同时进行赋初值中括号中不能写具体的数字，而C++中必须写

注意事项：

没有指定初始值，会有默认值
使用步骤：声明数组并开辟空间、给数组各个元素赋值、使用数组
引用数据类型拷贝默认情况下是传递地址（引用传递）
.length可以获取长度

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int[] a = {1,2,3,4,5};
int[] b = a;
//修改b的话，a也会随之改变（浅拷贝）

二维数组的使用：

int[][] a = new int[3][4];
int[][] a = {{1,2,3},{1,2,3},{3,2,1}};
//同样可以使用.length来获取长度
//也可以这样声明：int[] a[]、int a[][]

注意事项：

可以不指定后续的第二个[]中的值，第一个[]必须指定
可以使用变量来进行初始化
二维数组的各个一维数组的长度可以相同也可以不相同（不相同的可以在循环中指定）

快速打印数组：

// 快速打印一维数组
Arrays.toString(a);

// 快速打印多维数组
Arrays.deepToString(b);

15.静态导入

在 JDK 1.5 之后，Java增加了一种静态导入的语法，用于导入指定类的某个静态成员变量、方法或全部的静态成员变量、方法。如果一个类中的方法全部是使用 static 声明的静态方法，则在导入时就可以直接使用 import static 的方式导入。静态导入也有两种语法，分别用于导入指定类的单个静态成员变量、方法和全部静态成员变量、方法。分别如下：

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import static package.ClassName.fieldName|methodName;

import static package.ClassName.*;

使用静态导入之后，之前需要利用类名称来调用的静态方法，现在就可以直接调用了。

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Java基础笔记(1)-语言基础

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作者

EverNorif

发布于

2022年9月1日

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