Java第三章

Java第三章

3.1Java主类结构

Java 语言是面向对象的程序设计语言，Java 程序的基本组成单元是类，类体中又包括属性与方法两部分每一个应用程序都必须包含一个 main()方法，含有 main()方法的类称为主类。

【例 3.1】创建主类并调用其主方法（实例位置：资源包\TMis3M）

在在 Eclipse 下依次创建项目 item、包 Number 和类 Frist。在类体中输入以下代码，实现在控制台上输出"你好，Java"。

注意：

代码中的所有标点符号都是英文字符。不要在中文输入法状醒号，否则会导致编译错误。

文件名必须和类名 Frist 相同，即 Fristjava。还要注意大小写，Java 是区分大小写的。

1.包声明

一个 Java 应用程序是由若干个类组成的。在例 3.1 中就是一个类名为 Frist 的类，语句 packageNumber 为声明该类所在的包，package 为包的关键字。

2.声明成员变量和局部变量

通常将类的属性称为类的全局变量（成员变量)，将方法中的属性称为局部变量。全局变量声明在类体中，局部变量声明在方法体中。全局变量和局部变量都有各自的应用范围。在例 3.1 中，s1 是成员变量，s2 是局部变量。

3.编写主方法

main（)方法是类体中的主方法。该方法从“{”开始，至“}”结束。public、static 和 void 分别是main()方法的权限修饰符、静态修饰符和返回值修饰符，Java 程序中的 main)方法必须声明为 public static void。String［］args 是一个字符串类型的数组，它是 main)方法的参数main(方法是程序开始执行的位置。

4.导入 API 类库

在 Java 语言中可以通过 import 关键字导入相关的类。在 JDK 的 API 中（应用程序接口）提供了130 多个包，如java.awt、java.io 等。可以通过 JDK 的 API文档来查看这些包中的类，把握类的继承结构、类的应用、成员变量表、构造方法表等，并对每个变量的使用目的进行了解，API 文档是程序开发人员不可或缺的工具。

3.2数据基本类型

基本数据类型范围四种：整数类型，浮点类型，字符类型、布尔类型。

3.2.1 整数类型

整数类型简称整型，用来存储整数数值，即没有小数部分的数值。可以是正数，也可以是负数。整数数据根据它所占内存大小的不同，分为byte、short、int和long这四种类型。它们具有不同的取值范围，取值范围如下图所示：

整型数据类型

数据类型内存空间（8位等于1个字节）取值范围

byte8位-128（-2^7）~127(2^7-1)

short16位-2^15~2^15-1

int32位-2^31~2^31-1

long64位-2^63~2^63-1

用四种类型编写一个程序，运行结果，并用文字描述。(注意：long类型，在赋值的时候要和int类型做区分，需要在整数后加L（大写的L）)

3.2.2浮点类型

浮点类型简称浮点型，用来存储含小数部分的数值。Java语言中浮点类型分为单精度浮点类型（float）和双精度浮点类型（double），它们具有不同的取值范围。如图所示：

浮点型数据类型

数据类型 内存空间（8位等于1字节） 取值范围 float 32位 1.4E-45~3.4028235E38 double 64位 4.9E-342~1.7976931348623157E308

用两种浮点型编写一个程序，运行结果，并用文字描述。（注意：使用float型小数，需要在小数后面添加F或f）

浮点型的例题：【例3.2】根据身高体重计算BMI指数（实例位置：资源包、TM\sl\3\2）

创建BMIexponent类，声明double型变量height来记录身高，单位为米： 声明int型变量weight记录体重，单位为千克： 根据BMI=体重/（身高*身高）计算BMI指数。实例代码如下

package zuoye;

public class javake {

public static void main(String[] args) {

// TODO Auto-generated method stub

short a=1;//定义一个短整型数值a=1

byte b=-125;//定义一个整型数值b=-125

System.out.println(a);//输出a的值并换行

System.out.println(b);//输出b的值并换行

int c=123456;//定义一个整型c=123456

long d=33333333333L;//定义一个长整型数值d=33333333333并在末尾加上大写字母“L”，声明此数值为长整型数值

System.out.println(c);//输出c的值并换行

System.out.println(d);//输出d的值并换行

float e=3.14f;//定义一个浮点类型单精度数值e=3.14并在末尾加上大写字母"F"，声明此数值为单精度类型

double g=3.13;//定义一个双精度q=3.13

System.out.println(e);//输出e的值并换行

System.out.println(g);//输出g的值并换行

double h=1.74;//双精度数值，身高h=1.74

int w=65;//整型数值 体重w=65

double exponent=w/(h*h);//bmi计算公式

System.out.println("身高"+h);//输出身高并换行

System.out.println("体重"+w);//输出体重并换行

System.out.println("bmi值"+exponent);//输出bmi值并换行

System.out.println("你的体重属于");//输出您的体重属于

if(exponent>=18.5&&e<24.9){//如果>=18.5 bmi<24.9输出正常

System.out.println("正常");

}

if(exponent>=24.9&&exponent<29.9){//如果>=24.9bmi<29.9

System.out.println("过重");//输出过重

}

if(exponent>=29.9){//如果bmi>=29.9

System.out.println("肥胖");//输出肥胖

}

char b1='\\';//将转义字符赋值给b1

System.out.println(b1);//输出b1

char c1='\u2665';//将转义字符赋值给c1

System.out.print(c1);//输出c1的值

boolean a1=Boolean.TRUE;//判断真假

System.out.println("a1");//输出真a1

}

}

3.2.3字符类型

字符类型（char）用于存储单个字符，站16个位（两个字节）的内存空间。在定义字符型变量时要以单引号表示，如's'表示一个字符。用字符型编写一个程序，运行结果，并用文字描述。如图所示：

【例3.3】查看字符与Unicode码互换的结果（实例位置：资源包\TM\sl\3\3）

在项目中创建类Cess，编写如下代码，将Unicode表中某些位置上的字符以及一些字符在Unicode表中的位置在操作台上输出。

转义字符是一种特殊的字符变量，它以反斜杠“\”开头，后跟一个或多个字符。转义字符具有特定的含义，不同于字符原有的意义。故称”转义“。

【例3.4】输出‘\’字符和‘★’字符（实例位置： 资源包\TM\sl\3\4）

'\'字符的转移为‘\\’；‘★’字符的Unicode码为2605，实例代码如下：

3.2.4布尔类型

布尔类型又称逻辑类型，简称布尔型，通过关键字boolean来定义布尔类型变量。布尔类型只有ture和false两个值，分别代表布尔类型的"真"和"假"。布尔值不能与整数进行互换。布尔类型通常被用在流程图控制中，作为判断条件。用布尔类型编写一个程序，运行结果，并文字描述 。如图所示：

3.3变量与常量

3.3.1标识符何关键词

1：标识符（注意：Java语言中的字母是严格区分大小写的）

标识符是用来标识类名、变量名、方法名、数组名、文件名的有效字符序列。

标识符的要求：

1）：Java语言规定标识符由任意顺序的字母、下划线（_)、数字、美元符号

2）：不能以数字开头

3）：关键字不可以作为标识符

2、关键字

关键字又称保留字，是Java语言中已经被赋予特定意义的一些单词，不可以把这些单词作为标识符来用

3.3.2声明变量（可变化的）

变量的使用是程序设计中一个十分重要的环节。声明变量就是告诉编译器这个变量的数据类型，这样编译器才知道需要配置多少空间给它，以及它能存放什么样的数据。在程序运行过程中，空间内的值是变化的，这个内存空间内的值就是变量值。

变量名的要求：

1：变量名必须是一个有效的标识符

2：变量名不可以使用Java中的关键字

3：变量名不能重复

4：应选择有意义的单词作为变量名

3.3.3声明常量（不可变化的）

在程序运行过程中一直不会改变的量成为常量（constant）,通常也被称为"final变量"。常量在整个程序中只能被赋值一次。常量命通常用大写字母，但这不是必须的。

final 整数类型 常量名称 [= 值]

当变量被final关键字修饰时，该变量就变成了常量，必须在定义时就设定它的初值，否则将会产生编译错误。

【例3.5】尝试给常量赋值，观察是否会发生错误（实例位置：资源包\TM\sl\3\5）

在项目中创建类Exampiead，在类体中创造变量age与常量PI。在主方法中分别将变量与常量赋值，通过输出信息可测试变量与常量的有效范围。

3.3.4变量的有效范围

由于变量被定义出来后只是暂存在内存中，等到程序执行到某一个点，该变量会被释放掉，也就是说变量有它的生命周期。因此，变量的有效范围是指程序代码能够访问该变量的区域，若超出该区域，则在编译时会出现错误。在程序中，一般会根据变量的"有效范围"将变量分为"成员变量"和"局部变量"。

1、成员变量

类体中所声明的变量被称为成员变量，朝阳北路在整个类中都有效。类的成员变量又可以分为两种，即静态变量和实例变量。

2、局部变量

在类的方法体中声明的变量（方法内部定义，"{"与"}"之间的代码中声明的变量）成为局部变量。局部变量只在当前代码块中有效，也就是只能在"{"与"}"之内使用。

在类的方法中声明的变量，包括方法的参数，都属于局部变量。局部变量只在前定义的方法内有效，不能用于类的其他方法中。局部变量的生命周期取决于方法，当方法被调用时Java虚拟机会为方法中的局部变量分配内存空间，当该方法的调用结束后，则会释放中局部变量占用的内存空间，局部变量也将会被销毁。

【例3.6】把成员变量"排挤掉"的局部变量（实例位置：资源包\TM\sl\3\6）

在项目中创建类Val，分别定义名称相同的局部变量与成员变量，当名称相同成员变量将被隐藏。

3.4运算符

3.4.1赋值运算符

赋值运算符以符号“=”表示，它是一个二元运算符（对两个操作数作处理)，其功能是将右方操作数所含的赋值给左方的操作数。

【例3.7】使用赋值运算符同时为两个变量赋值（实例位置：资源包\TM\sl\3\7）

在项目中创建类Eval，在主方法中定义变量，使用赋值运算符变为变量赋值。

由于赋值运算符“=”处理时会先取得右方表达式处理后的结果，因此一个表达式中若含有两个以上的“=”运算符，会从最右方的“=”开始处理。

3.4.2算术运算符

Java中的算术运算符主要有+（加）、-（减）、*（乘）、/（除）、%（余数），它们都是二元运算符。如图所示。其中"+"和"-"运算符还可以作为数值的正负号。

【例3.8】使用算术运算符模拟计算机（实例位置：资源包\TM\sl\3\8）

创建ArithmeticOperator类，让用户输入两个数字，分别用5种运算符对这两个数字进行计算。

3.4.3自增和自减运算符

自增、自减运算符是单目运算符，可以放在操作元之前，也可以放在操作元之后。操作元必须是一个整型或浮点型变量。自增、自减运算符的作用是使变量的值增1或减1.放在操作元前面的自增、自减运算符，会先将变量的值加1（减1），然后再使用该变量参与表达式的运算。放在操作元后面的自增、自减运算符，会先使变量参与表达式的运算符，然后再使该变量加1（减1）。

3.4.4比较运算符

比较运算符属于二元运算符，用于程序中的变量之间、变量和白变量之间以及其他类型的信息之间的比较。比较运算符的运算结果是 boolean 型。当运算符对应的关系成立时，运算结果为 true，否则为 false。所有比较运算符通常作为判断的依据用在条件语句中。比较运算符共有 6 个.

【例3.9】使用不同的比较运算符判断两个整数的关系（实例位置：资源包\TM\sl\3\9）

在项目中创建类Compare，在主方法中创建整数变量，使用比较运算符对变量进行比较运算，并将运算后的结果输出。

3.4.5逻辑运算符

返回类型为布尔类型的表达式，如比较运算符，可以被组合在一起构成一个更复杂的表达式。这是通过逻辑运算符来实现的。逻辑运算符包括&（&&）（逻辑与）、||（逻辑或）、！（逻辑非）。逻辑运算符的操作元必须是boolean型数据。在逻辑运算符中，除了“！”是一元运算符，其他都是二元运算符。逻辑运算符的用法和含义如图所示：

结果为boolean型的变量或表达式可以通过逻辑运算符组合为逻辑表达式。

用逻辑运算符进行逻辑运算时，结果如图所示：

【例 3.10】使用不同的比较运算符判断两个整数的关系（实例位置：资源包\TM\sI3M10）

在项目中创建类 Calculation，在主方法中创建 3 个整数，分别记录男生人数、女生人数和总人数，使用逻辑运算符来判断“男生人数大于女生人数并且总人数大于 30 人”和“男生人数大于女生人数或者总人数大于30 人”这两种情况是否存在。

3.4.6位运算符

位运算符除“按位与”和“按位或”运算符外，其他只能用于处理整数的操作数。包括byte、short、char、int和 long 等数据类型。位运算是完全针对位方面的操作。整型数据在内存中以二进制的形式表示，如 int 型变量 7 的二进制表示是 00000000 00000000 0000000 000011。

左边最高位是符号位，最高位是 0 表示正数，若为1 则表示负数。负数采用补码表示，如-8的二进制表示为 111111111 111111111 111111 11111000。这样就可以对整型数据进行核位运算。

位移操作：

述运算符，还可以对数据按二进制位进行移位操作。Java 中的移位运算符有以下3种

左移就是将运算符左边的操作数的二进制数据，按照运算符右边操作数指定的位数向左移动。自

分补 0。右移则复杂一些。当使用“>>”符号时，如果最高位是 0.右移空的位就现入0，如果最高位

是 1，右移空的位就填入 1。

3.4.7三元运算符

三元运算符的使用格式为：

条件式 ？ 值1 ：值2

三元运算符的运算规则为:若条件式的值为true，则整个表达式取值1，否则取值2.例如：

boolean b =20 < 45 ? true:false;

上述程序表达式"20<45"的运算结果返回真，那么boolean型变量b取值为true。相反，如果表达式的运算结果返回为假，则boolean型变量b取值为false。

三元运算符等价于if...else语句，例如上述代码等价于：

boolean a; //声明boolean型变量

if(20<45) //将20 < 45 作为判断条件

a=true; //条件成立，将true赋值给a

else

a=false; //条件不成立，将false赋值给a

3.4.8运算符优先级

Java中表达式就是使用运算符连接起来的符合Java规则的式子。运算符的优先级决定了表达式中运算执行的先后顺序。通常，优先级由高到低的顺序依次是：

增量和减量运算

算术运算

比较运算

逻辑运算

赋值运算

如果两个运算符有相同的优先级，那么左边的表达式要比右边表达式先被处理。左Java中众多运算符特定的优先级如图所示：

3.5数据类型转换

类型转换是將一个值从一种类型更改为另一种类型的过程。例如，可以将 String类型的数据“457”转换为数值型，也可以将任意类型的数据转换为 String 类型。

如果从低精度数据类型向高精度数据类型转换，则永远不会溢出，并且总是成功的；而把高数据类型向低精度数据类型转换时，则会有信息丢失，有可能失败。

数据类型转换有两种方式，即隐式转换与显式转换。3.

3.5.1 隐式类型转换

从低级类型向高级类型的转换，系统将自动执行，程序员无须进行任何操作。这种类型的转换称为隐式转换。下列基本数据类型会涉及数据转换，不包括逻辑类型和字符类型。这些类型按精度从低到高排列的顺序为 byte <short <int<long <float <double。

例如，可以将 int 型变量直接赋值给 float 型变量，此时 int 型变量将隐式转换成 float 型变量。代

码如下:

int x = 50; //声明 int 型变量 x

float y = x; //将 ×赋值给 y，y 的值为 50.0

隐式转换也要遵循一定的规则，来解决在什么情况下将哪种类型的数据转换成另一种类型的数据。

表 3.10 列出了各种数据类型隐式转换的一般规则。

隐式类型转换规则

操作数1的数据类型操作数2的数据类型转换后的数据类型

byte、short、charintint

byte、short、char、int、longlong

byte、short、char、int、longfloatfloat

byte、short、char、int、long、floatdoubledouble

下面通过一个简单实例介绍数据类型隐式转换。

【例 3.11】使用隐式转换提升数值的精度（实例位置：资源包\TM\sI\3\11）

在项目中创建类 Conver，在主方法中创建不同数值型的变量，实现将各变量隐式转换。

3.5.2显式类型转换

当把高精度的变量的值赋给低精度的变量时，必须使用显式类型转换运算（又称强制类型转换）。语法如下：

（类型名）要转换的值

比如，将高精度数字转为低精度数字。代码如下：

int a = (int)45.23; //此时输出a的值为45

long y = (long)456.6F //此时输出y的值为456

int b = （int)'d'; //此时输出b的值为100

执行显式类型转换时，可能会导致精度损失。除boolean类型外，其他基本类型都能以显式类型转换的方式实现转换。

3.6代码注释与编码规范

在程序代码中适当地添加注释，可以提高程序的可读性和可维护性。好的编码规范可以使程序易阅读和理解。本节将介绍Java中的代码注释方法以及应该注意的编码规范。

3.6.1代码注释

1、单行注释

"//"为单行注释标记，从符号"//"开始直到换行为止的所有内容均作为注释被编译器忽略。

2、多行注释

"/* */"为多行注释标记，符号"/*"与"*/"之间的所有内容均为注释内容。注释中的内容可以换行。

3、文档注释

“/***”为文档注释标记。符号“p*”与“*”之间的内容均为文档注释内容。当文档注释出现在声明（如类的声明、类的成员变量的声明、类的成员方法的声明等）之前时，会被 Javadoc 文档工具读取作为Javadoc 文档内容。除注释标记不同外，文档注释的格式与多行注释的格式相同。

3.6.2编码规范

在学习开发的过程中要养成良好的编码习惯，规整的代码格式会为程序日后的维护工作提供极大的便利。在此对编码规则做了以下总结，供读者学习：

1、回每条语句尽量单独占一行，每条语句都要以分号结束。

“注意:程序代码中的分号必须为英文状态下输入的，初学者经常会将“;”写成中文状态下的“；”，此时编译器会报出 InvalidCharacter（非法字符）这样的错误信息。

2、在声明变量时，尽量使每个变量单独占一行，即使有多个数据类型相同的变量，也应将其各自放置在单独的一行上，这样有助于添加注释。对于局部变量，应在声明的同时对其赋予初始值。

3、在 Java代码中，空格仅提供分隔使用，无其他含义，开发者应控制好空格的数量，不要写过多的无用空格。

4、为了方便日后的维护，不要使用技术性很高、难懂、易混淆的语句。因为程序的开发者与维

护者可能不是同一个人，所以应尽量使用简洁、清晰的代码编写程序需要的功能。

5、对于关键的方法要多加注释，这样有助于阅读者了解代码的结构与设计思路。

代码应该写在哪？这可能是第一次学习编程的读者最大的疑惑了。笔者对 Java 代码的主要结构做出了几点总结:

1、package 语句要写在类文件的第一行。如果类不在任何包中，可以不写 package 语句。

2、import 语句要写在类上方、package 语句下方

3、方法必须写在类的{}之内。方法的{}内不可以创建其他方法。

4、类的成员变量必须定义在类的{}之内、方法的{}之外的位置。方法的{}之内定义的变量均为局部变量。

5、除了上面几种类型的代码，其他类型代码都应该写在某个{}中（如代码块或方法体之内)。其他类型的代码包括局部变量、内部类等。