Java基础(一)之基础语法知识

Java

---参考于《Java核心技术卷》

一、基本知识

1.Java对大小写敏感。

2.Java程序中的全部内容都包含在类中，这里将类看做一个加载程序逻辑的容器，程序逻辑定义了应用程序的行为。

3.源代码的文件名必须与公共类的名字相同，并用.java作为扩展名。

4.根据Java语言规范，main方法必须声明为public。并且main方法必须是静态的，关键字void表示这个方法没有返回值，所不同的是main方法没有给操作系统返回"退出代码"。

5.Java中所有函数都属于某个类的方法。标准术语将其称为方法，而不是成员函数。

二、注释

1.行注释//
1）说明：注释内容从//开始到本行结尾
2）例子：

System.out.print("Hello World");//say hello

2.长篇注释/*....*/
用来将一段比较长的注释括起来，可以跨行。/**/注释不能嵌套，也就是说如果代码本身包括了一个*/,就不能用/*和*/将注释括起来

3.生成自动文档/**....*/

三、数据类型

1.8种数据类型

4种整型：byte、short、int、long
2种浮点型：float、double
1种字符类型：char
1种布尔类型：boolean

2.整型

byte类型   1字节
short类型  2字节
int类型    4字节
long类型   8字节//长整型后面有个L，如400000000000L

在Java中，整型的范围与运行Java代码的机器无关。也就是说，在任意一台电脑上，int的长度都是4字节(不同于C/C++)。Java中没有任何无符号类型(unsigned)

3.浮点类型
浮点类型用于表示有小数部分的数值。

float   4字节//有一个后缀F，如3.14F
double  8字节

绝大部分应用程序使用double类型，很多情况下float类型的精度很难满足需求。
Java中表示溢出和出错的情况的三个特殊的浮点数值：

正无穷大//正整数除以0的结果为正无穷大
负无穷大
NaN(不是一个数字)//计算0/0或者负数的平方根的结果为NaN

Double.NaN不等于自身
浮点数采用二进制系统表示，而二进制系统中无法精确表示分数1/10，所以浮点数不适用与精度计算中。如果需要在数值计算中不含任何舍入误差，就应该使用BigDecimal类。

4.char类型
char类型用于表示单个字符。通常用来表示字符常量。
在Java中，char类型采用UTF-16编码描述一个代码单元。
强烈建议不要在程序中使用char类型！！。最好将处理的字符串用抽象数据类型表示。

5.boolean类型
boolean类型有两个值：true和false。整型值和布尔值之间不能进行相互转换。(不同于C/C++)

四、变量

在Java中，每一个变量属于一种类型。

1.变量声明

double salary;//变量所属类型位于变量名之前

2.变量初始化
声明一个变量之后，必须用赋值语句对变量进行显式初始化。

double salary = 10.0;

在Java中，变量的声明尽可能靠近变量第一次使用的地方。Java中不区分变量的声明与定义。

3.常量
在Java中，用final关键字指示常量。

public static void main(String[] args){
    public final DC = 1;
}

关键字final表示这个变量只能被赋值一次。一旦被赋值之后，就不能再次更改了。习惯上常量名使用全大写。

类常量：在Java中，经常希望某个常量可以在一个类中多个方法中使用，通常将这些常量称为类常量，使用static final设置。

public class Test{
    public static final int DDD = 1;
}

五、运算符

1.基本运算符

+  表示加
-  表示减
*  表示乘
/  表示除//在Java中，两个整数相除得到整数，否则得到浮点数。
   整数被0除将会产生一个异常，浮点数被0除得到无穷大或者NaN

2.自增运算符和自减运算符

n++  ++n//自增运算符只能改变变量的值，不能改变数值的值。
n--  --n
4++//错误！！

3.关系运算符与boolean运算符

==   使用两个等号检测是否相等，返回布尔值：true或false
!=   检测两个值是否不相等
&&   逻辑"与"//逻辑运算符&&和||都按照"短路方式"求值
||   逻辑"或"
!    逻辑"非"
x < y ? x : y;//Java支持三元操作符

4.位运算符
在处理整型数值时，可以直接对组成整型数值的各个位进行操作，这意味着可以使用屏蔽技术获得整数中的各个位。

&   按位与：两个位都为1，结果为1
|   按位或：两个位都为0，结果为0
^   按位异或：两个位相同为0，不同为1
~   按位非：1变0,0变1
<<  左移操作：各二进位全部左移若干位，高位丢弃，低位补0
>>  右移操作:各二进位全部右移若干位，无符号数高位补0，有符号数高位用符号位填充
>>> 无符号右移操作：各二进位全部右移若干位，无论是否是有(无)符号，高位补0

5.数学函数与常量
1）数学函数：

Math.sqrt(9);//求一个数的平方根
Math.pow(x,a);//求x的a次幂。pow方法有两个double类型的参数，返回值也是double
Math.round(x);//对一个数四舍五入
Math.random();//随机产生一个0-1之间的浮点数

2）数学常量：

Math.PI//表示π
Math.E//表示常数e

6.数值类型之间的转换
1）合法转换：

实心箭头表示转换无信息丢失，虚箭头表示有精度损失。

2）进行二元操作时的转换

如果一个数是double，则另一个数就会转换成double类型
否则如果一个数是float，则另一个数就会转换为float
否则如果一个数是long，则另一个数就会转换成long
否则，两个数都会转换成int

优先级：double > float > long > int

3）强制类型转换
语法：在圆括号中给出想要转换的目标类型，后面紧跟待转换的变量名

double x = 9.98;
int y = (int)x;

这种转换一般都会有精度丢失，因为转换方式就是截断小数部分。

7.枚举类型
变量的取值只在一个有限的集合内，这种情况下就可以声明一个枚举类型。

enum Size{
    SMALL,MEDIUM,LARGE,EXTRA_LARGE//后面没有分号
};//这里有分号

声明一个枚举类型的变量

Size s = Size.MEDIUM;//Size类型的变量只能存储这个类型声明中给定的某个枚举值。

六、字符串

从概念上讲，Java字符串就是Unicode字符序列。Java中没有内置的字符串类型，而是在标准Java类库中提供了一个预定义的类，叫做String。

String greet = "Hello";//每个用双引号括起来的字符串都是String类的一个实例

1.子串
String类的substring()方法可以从一个较大的字符串中提取较小的字符串。

String greet = "Hello";
String s = greet.substring(0,3);//第一个参数是开始复制的位置，第二个参数是结束复制的位置(不包括该位置)

2.拼接
Java语言允许使用加号"+"对字符串进行拼接。

String s = "Hello" + "World";

当将一个字符串与一个非字符串的值进行拼接的时候，后者被转换成字符串。

String s = "Hello" + 13;//s为Hello13

3.不可变字符串
String类对象称为不可变字符串，即字符串"Hello"永远包含字符H、e、l、l、o，而不能修改其中任何一个字符。但可以修改字符串变量greet，使它引用另一个字符串。

greet = greet.substring(0,3) + "p!";//这样greet的内容就是"Help!"

4.检测字符串是否相等
1）检测两个字符串内容是否相等，采用equals()方法

String s = "Hello";
String r = "Hello";
r.equals(s);//返回true

忽略大小写，采用equalsIgnoreCase()方法

"Hello".采用equalsIgnoreCase("hello");//返回true

2）检测两个字符串是否是同一个字符串，即处在内存中同一位置

String s = "Hello";
String r = "Hello";
System.out.print(s == r);//返回false，因为这两个字符串内存位置不同

5.空串和Null串
1）空串：长度为0的字符串""。调用字符串的length()方法确定字符串的长度

String s = "Hello";
s.length();//返回5

2）Null串，即一个字符串变量指向null。

s == null;//用此方法检测s是否是null

6.构建字符串
采用连接方式构建字符串，每次连接字符串都会构建一个新的String对象，而使用StringBuilder类就可以避免这个问题

StringBuilder builder = new StringBuilder();//构建空的字符串容器
builder.append(str);//使用append()方法添加字符串片段
String realStr = builder.toString();//转化成真正的字符串

7.String、StringBuffer、StringBuilder的区别与联系

1）String是字符串常量，但是它具有不可变性，就是一旦创建，对它进行的任何修改操作都会创建一个新的字符串对象。
2）StringBuffer是字符串可变量，是线程安全的，和StringBuilder类提供的方法完全相同。如果查看java的源代码(即java安装目录的src.zip文件)，就会发现它和StringBuilder类的方法的区别就是，在每个方法前面添加了"synchronized"，保证其是线程安全的。
3）StringBuilder 字符串可变量，是线程不安全的。在java API中指明：这个类是在JDK 5才开始加入的，是StringBuffer的单线程等价类。（其他两个String和StringBuffer类，都是JDK 1.0开始）

七、输入输出

1.读取输入

//首先引入Scanner类
import java.util.Scanner

//然后构造一个Scanner对象，并与标准输入流System.in关联
Scanner in = new Scanner(System.in);

//然后调用Scanner类的各种方法实现输入操作
int a = in.nextInt();//输入一个整数

next()方法和nextLine()方法

next()方法：读取字符串，已空格作为分隔符(结束点)
nextLine()方法：读取输入的下一行，可以包括空格

2.格式化输出
1）printf()方法

System.out.printf("%d",x);//与C语言的输出格式一致

2）使用DecimalFormat类

//引入DecimalFormat类
import java.text.DecimalFormat

//新建DecimalFormat对象
DecimalFormat df = new DecimalFormat();

//创建格式化字符串
String style = "0.00";//保留两位小数

//确定输出风格
df.applyPatter(style);

//格式化输出
System.out.print(df.format(1.2345));

也可以直接创建带有默认输出样式的DecimalFormat对象
DecimalFormat df = new DecimalFormat("0.00");

3.文件输入与输出
1）对文件进行读取，就需要用一个File对象构造一个Scanner对象。

Scanner in = new Scanner(Paths.get("myfile.txt"));

然后就可以用Scanner类的方法对文件进行读取了

2）要想写入文件，就需要构造一个PrintWriter对象。

PrintWriter out = new PrintWriter("myfile.txt");

如果文件不存在，就创建该文件，然后可以调用out对象的print()、printf()、println()方法进行输出了

八、控制流程

1.作用域
Java中有三种作用域：类作用域、方法作用域和块作用域。不能在同一级作用域中声明两个同名的变量。

2.条件语句

if...else...

3.循环语句

while(){...}
do{...}while(condition)
for()//确定循环

4.多重选择

switch(){
    case variables:
    ...
}
case标签可以是整型、枚举常量以及字符串字面量(Java SE7之后)

5.中断流程控制语句

break  跳出流程控制语句。后面可以加标签，相当于goto作用
continue  将控制转移到最内层循环的首部

九、大数值

如果基本的整数和浮点数精度不能满足要求，就可以使用Java.math包中的BigInteger和BigDecimal类。BigInteger类实现了任意精度的整数运算，BigDecimal类实现了任意精度的浮点数运算。

//将普通数值转换成大数值
BigInteger a = BigInteger.valueOf(100);

//相关操作（Java中没有重载运算符"+"和"*"）
BigInteger c = a.add(b);//两个大数值相加
BigInteger d = c.mutiply(a);//两个大数值相乘
BigInteger e = d.subtract(a)//两个大数值相减
BigInteger f = e.divide(a)//两个大数值相除

十、数组

数组是一种数据结构，用来存储同一类型值的集合。
1.基本知识
数组声明

int[] a;
int a[];

数组的初始化

int[] a = new int[100];//数组长度不要求是常量,不同于C

创建一个数字数组时，所有元素都初始化为0.boolean数组的元素初始化为false。对象数组的元素则初始化为一个特殊值null。

获取数组中元素的个数

array.length//返回数组的长度

一旦创建了数组，就不能够再改变它的大小。如果需要动态数组，可以用ArrayList类。

2.for each循环

for(int element:a){
    System.out.print(element);//打印数组a中每一个元素
}

for each循环语句显得更加简洁、更不易出错(不必为下标的起始值和终止值操心)

打印数组中所有值的更简便的方法：Arrays.toString()方法

int[] a = {1,2,3,4,5};
System.out.print(Arrays.toString(a));//打印"[1,2,3,4,5]"

3.数组初始化及匿名数组
1）初始化方式：

可以通过循环，一个一个为数组中元素赋值
通过字面量的方式给数组赋值：int[] a = {1,2,3,4,5};

2）匿名数组：

new int[] {1,2,3,4,5}//创建一个匿名数组，返回数组的引用

在Java中数组的长度允许为0

4.数组拷贝
1）浅拷贝：
仅仅将一个数组变量拷贝给另一个数组变量，这时两个数组变量引用同一个数组

2）深拷贝：
采用Arrays.copyOf()方法。该方法有两个参数，第一个参数是被拷贝的数组，第二个参数是新数组的长度。

int[] copiedArray = Arrays.copyOf(preArray, preArral.length);

5.命令行参数
Java中main()方法接收一个String args[]参数，这个参数就是命令行参数。程序名并没有存储在args字符串数组中

6.数组排序
采用Array.sort()方法对一个数组排序。该方法使用了优化的快速排序算法。

7.多维数组
多维数组使用多个下标访问数组元素，它适用于表示表格或更加复杂的排列形式。

int[][] a;

for each循环不能自动处理二维数组的每一个元素，它是按照行，也就是一维数组处理的。可以采用两个嵌套的循环进行遍历：

for(int[] row : a){
    for(int x : row){
        ...
    }
}

8.不规则数组
Java实际没有多维数组，只有一维数组。多维数组被解释为"数组的数组"。
所以，可以单独地存取数组的某一行。也可以构造一个"不规则"数组，即数组的每一行有不同的长度。

//首先需要分配一个具有所含行数的数组
int[][] odd = new int[max][];
//接下来分配这些行
for(int n = 0; n < max; n++){
    odd[n] = new int[n];
}