Java[1] 语法基础-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/DO_Lee/article/details/146377404

教材

《Java核心技术·卷I 开发基础（原书第12版）》 ...... （ P25 - P91 ）

思维导图

6.6 构建字符串 StringBuilder类

10.6 排序数组 Arrays.sort() 方法

10.7 多维数组

10.8 不规则数组

一、简单程序

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

Java区分大小写

1.1 public 访问修饰符

用于控制程序的其他部分代码对这段代码的访问级别

1.2 class 类关键字

Java程序中的所有内容都必须放在类中
类名：必须以字母开头；字母和数字的任意组合；不能使用Java保留字；驼峰命名法。

1.3 方法

object.method(parameters)

Java 中任何方法的代码都必须以 “ { ” 开始 “ } ” 结束
每个语句必须使用 “ ; ” 结束
一条语句可以跨多行
使用 “ . ” 调用对象的方法。

1.4 文件名

源代码的文件名必须与公共类的类名相同
用 .java 作为扩展名

1.5 运行

从指定类中 main 方法的代码开始执行
类的源代码中必须包含一个 main 方法

二、注释

2.1 //

从 “ // ” 开始到本行结尾都是注释

public class Example{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("Hello, World!");    // This is a note.
    }
}

2.2 /* */

使用 “ /* ” 和 “ */ ” 将一段长注释括起来

public class Example{
    public static void main(String[] args){
        /*
        This is a long note.
        */
        System.out.println("Hello, World!");    // This is a note.
    }
}

2.3 /** */

以 “ /** ” 开始以 “ */ ” 结束自动生成文档

/**
 * This is an example of a simple program.
 * @version 1.00 2025-03-20
 * @author Oliver Lee
 */
public class Example{
    public static void main(String[] args){
        /*
        This is a long note.
        */
        System.out.println("Hello, World!");    // This is a note.
    }
}

三、数据类型

Java是一种强类型语言必须为每一个变量声明一个类型

3.1 整型

类型	存储	范围
int	4字节	-21,4748,3648 ~ 21,4748,3647
short	2字节	-3,2768 ~ 3,2767
long	8字节	-922,3372,0368,5477,5808 ~ 922,3372,0368,5477,5807
byte	1字节	-128 ~ 127

3.2 浮点型

类型	存储	范围
float	4字节	±3.40282347e38（6~7位有效数字）
double	8字节	±1.79769313486231570e308（15位有效数字）

3.3 字符型 char

字面量值使用单引号括起来

3.4 布尔型 boolean

值为 flase 或 true
整型值与布尔型值之间不能相互转换

四、变量与常量

4.1 变量

声明：type（数据类型） variable（变量名）;（int number;）

每个声明都以 “ ; ” 结束

public class Example{
    public static void main(String[] args){
        int integer;    // declare a integer variable
        double number;    // declare a double variable
        char character;    // declare a char variable
        boolean logic;    // declare a boolean variable
    }
}

变量名：由字母数字货币符号标点连接符组成；第一个字符不能是数字；区分大小写;不能使用java关键字。
初始化：variable = value；（number = 1;）

可以将变量的声明和初始化放在同一行中（int number = 1;）

public class Example{
    public static void main(String[] args){
        int integer;    // declare a integer variable
        integer = 0;    // initialize a variable

        double number = 3.14;    // declare and initialize a double variable

        char character;    // declare a char variable
        boolean logic;    // declare a boolean variable
    }
}

4.2 常量

final（final int NUMBER = 1;）

只能被赋值一次不能更改

常量名使用全大写

public class Example{
    public static void main(String[] args){
        final int NUMBER = 1;
    }
}

类常量：static final（public static final int NUMBER = 1;）

声明位于 main 方法之外

被声明为 public 其他方法可调用

public class Example{
    public static final int NUMBER = 1

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

4.3 枚举类型

包括有限个命名值

后续详细介绍

五、运算符

5.1 算术运算符

加减乘除余 + - * / %

两个整数（整型值）相除结果是整数（整型值）

否则结果是小数（浮点型值）

public class LearnOne{
    public static void main(String[] args){
        int x = 9;
        int y = 4;
        double z = 4.0;

        System.out.printf("x = %d\ty = %d\tz = %f\n", x, y, z);
        System.out.printf("x + y = %d\n", x + y);    // x + y = 13
        System.out.printf("x - y = %d\n", x - y);    // x - y = 5
        System.out.printf("x * y = %d\n", x * y);    // x * y = 36
        System.out.printf("x / y = %d\n", x / y);    // x / y = 2
        System.out.printf("x / z = %f\n", x / z);    // x / z = 2.250000
        /*
        在 Java 的 printf 方法中 % 是格式化占位符的起始符号 若要输出 % 这个字符 就得使用 %%
        编写 System.out.printf("x % y = %d", x % y); 会报错
         */
        System.out.printf("x %% y = %d\n", x % y);  // x % y = 1
        System.out.printf("x %% z = %f", x % z);    // x % z = 1.000000
    }
}

5.2 数学函数 Math类

Math.sqrt(x) 方法平方根
Math.pow(x, a) 方法幂运算
Math.exp(a) 方法指数幂
Math.log(x) 方法自然对数
Math.log10(x) 方法以10为底的对数
Math.PI 圆周率
Math.E 自然常数
三角函数：Math.sin(x) 方法正弦；Math.cos(x) 方法余弦；Math.tan(x) 方法正切

public class LearnOne{
    public static void main(String[] args){
        double x = 9.0;
        double a = 2.0;

        System.out.printf("sqrt(x) = %f\n", Math.sqrt(x));      // sqrt(x) = 3.000000
        System.out.printf("pow(x, a) = %f\n", Math.pow(x, a));  // pow(x, a) = 81.000000
        System.out.printf("exp(a) = %f\n", Math.exp(a));        // exp(a) = 7.389056
        System.out.printf("log(x) = %f\n", Math.log(x));        // log(x) = 2.197225
        System.out.printf("log10(x) = %f\n", Math.log10(x));    // log10(x) = 0.954243
        System.out.printf("pi = %f\n", Math.PI);                // pi = 3.141593
        System.out.printf("e = %f\n", Math.E);                  // e = 2.718282
        System.out.printf("sin(x) = %f\n", Math.sin(x));        // sin(x) = 0.412118
        System.out.printf("cos(x) = %f\n", Math.cos(x));        // cos(x) = -0.911130
        System.out.printf("tan(x) = %f\n", Math.tan(x));        // tan(x) = -0.452316
    }
}

5.3 数值类型转换

合法转换

实线箭头表示无信息丢失的转换虚线箭头表示可能有精度丢失的转换

强制转换

(type) variable;

在圆括号中指定想要转换的目标类型后面紧跟待转换的变量名

public class LearnOne{
    public static void main(String[] args){
        double x = 2.718;
        System.out.printf("(int) x = %d\n", (int) x); // (int) x = 2

        int y = 3;
        System.out.printf("(double) y = %f", (double) y);   // (double) y = 3.000000
    }
}

5.4 自增自减运算符

n++ 或 ++n
n-- 或 --n
前缀形式会先完成加1 后缀形式会使用变量原来的值再加1

5.5 关系和逻辑运算符

等于 ==
小于 <
大于 >
小于等于 <=
大于等于 >=
不等于 !=
非 !
与 &&
或 ||

5.6 条件运算符

condition ? expression1 : expression2;

如果条件（condition）为真（true），返回表达式expression1的值，否则返回expression2的值

public class LearnOne{
    public static void main(String[] args){
        int x = 0;
        int y = 1;
        int z = x > y ? x : y;

        System.out.printf("x > y ? x : y --> %d", z);   // x > y ? x : y --> 1
    }
}

5.7 位运算符

& 且
| 或
^ 异或
~ 非
>> 左移
<< 右移

5.8 括号与运算符级别

六、字符串 String类

String variable ( = "value");（String s = "Hello";）字符串不可变

6.1 子串 substring方法

拼接

使用 “ + ” 拼接两个字符串

当将一个字符串与一个非字符串的值进行拼接时后者会转化成字符串

public class LearnOne{
    public static void main(String[] args){
        String s = "Hello";
        String t = "World";
        System.out.println(s + " " + t + "!");  // Hello World!

        System.out.println(1 + "+" + 1 + "=" + 2);  // 1+1=2
    }
}

6.2 判断相等

s.equals(t)

s.equalsIgnoreCase(t) 忽略大小写

不要使用 “ == ” 运算符判断字符串是否相等’

public class LearnOne{
    public static void main(String[] args){
        String s = "Hello";
        String t = "hello";

        System.out.printf("s.equals(t) --> %b\n", s.equals(t)); // s.equals(t) --> false
        System.out.printf("s.equalsIgnoreCase(t) --> %b", s.equalsIgnoreCase(t));   // s.equalsIgnoreCase(t) --> true
    }
}

6.3 空串

"" 是长度为 0 内容为空的字符串

6.4 Null串

null 表示目前没有任何对象与该变量关联

判断一个字符串是否为 null 可以使用 “ == ”

6.5 码点和代码单元

代码单元

存储字符的最小单位

char类型代表一个代码单元

一个字符需要 1 个或 2 个代码单元

码点

Unicode 标准中为每个字符分配的唯一编号

length方法：返回代码单元个数
codePointCount方法：返回码点个数即字符串的实际长度

public class LearnOne{
    public static void main(String[] args){
        String s = "This is a emoji(\uD83D\uDE00)";
        
        System.out.println(s);  // This is a emoji(😀)
        System.out.printf("length == %d\n", s.length());    // length == 19
        System.out.printf("codePointCount == %d", s.codePointCount(0, s.length())); // codePointCount == 18
    }
}

6.6 构建字符串 StringBuilder类

6.7 文本块

以 """ 开头以 """ 结尾

需要对引号转义的情况

文本块以一个引号结尾

文本块中包含三个或更多引号组成的一个序列

七、输入与输出

7.1 读取输入 System.in类

Step 1：构造与 System.in 类关联的 Scanner 对象

Scanner 类在 java.util 包中定义需要使用 import 导入

Step 2：使用 Scanner 类的方法读取输入

nextLine 方法读取一行输入
next 方法读取输入空白符前的内容
nextInt 方法读取一个整数
nextDouble 方法读取一个浮点数

import java.util.Scanner;
public class LearnOne{
    public static void main(String[] args){
        Scanner in = new Scanner(System.in);

        String text = in.nextLine();    // Good noon!
        System.out.println("This is your input: " + text);  // This is your input: Good noon!

        int number = in.nextInt();  // 3
        System.out.printf("You just input a number %d\n", number);  // You just input a number 3
    }
}

7.2 格式化输出

System.out.print(x) 方法输出x后面没有换行符 “ \n ”
System.out.println(x) 方法输出x后面有换行符 “ \n ”
System.out.printf() 方法与C语言中的printf()函数一样

用于 printf 的转换字符

用于 printf 的标志

格式化字符串 String.format() 方法

import java.util.Scanner;
public class LearnOne{
    public static void main(String[] args){
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        System.out.println("Please tell me how many apples are there?");
        int count = in.nextInt();
        String s = String.format("OK! There are %d apples.", count);    // OK! There are 10 apples.
        System.out.print(s);
    }
}

7.3 文件输入与输出

输入 Scanner(Path.of(), StandardCharsets.UTF_8)

使用给定字符编码从给定路径读取文件

输出 PrintWriter(Path.of(), StandardCharsets.UTF_8)

使用给定字符编码输出文件到给定路径

八、控制流程

8.1 块（作用域）

由若干条Java语句组成并用一对大括号括起来

确定了变量的作用域

8.2 条件语句

if (condition) statement

if (condition) statement1 else statement2

if (condition1) statement1 else if (condition2) statement2 else statement3

import java.util.Scanner;
public class LearnOne{
    public static void main(String[] args){
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        System.out.println("Please input your age: ");
        int age = in.nextInt();

        if(age < 0){
            System.out.println("Wrong age. Please input your age again!");
            age = in.nextInt();
        }

        if(age < 15){
            System.out.println("You are a child.");
        }else if(age >= 15 && age <= 24){
            System.out.println("You are a youth.");
        }else{
            System.out.println("Your age is greater than 24.");
        }
        
        in.close();
    }
}

8.3 循环语句

8.3.1 while循环

while (condition) statement

import java.util.Scanner;
public class LearnOne {
    public static void main(String[] args){
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        int age;

        System.out.println("please input your age:");
        age = in.nextInt();
        while(age < 0){
            System.out.println("wrong age! please input your age again:");
            age = in.nextInt();
        }
        in.close();

        if(age < 15){
            System.out.println("You are a child.");
        }else if(age <= 24){
            System.out.println("You are a youth.");
        }else{
            System.out.println("Your age is greater than 24.");
        }
    }
}

do statement while(condition)

循环体至少执行一次

import java.util.Scanner;
public class LearnOne {
    public static void main(String[] args){
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        int age;

        do{
            System.out.println("please input your age:");
            age = in.nextInt();
        }while(age < 0);
        in.close();

        if(age < 15){
            System.out.println("You are a child.");
        }else if(age <= 24){
            System.out.println("You are a youth.");
        }else{
            System.out.println("Your age is greater than 24.");
        }
    }
}

8.3.2 for循环

for (counter; condition; update) statement

counter 初始化计数器（int i = 1）
condition 执行循环的条件（i <= 10）
update 更新计数器（i++）

for循环语句内部声明的变量不能在循环体外使用

可以在不同的for循环中定义同名的变量

import java.util.Scanner;
public class LearnOne {
    public static void main(String[] args){
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        String s;
        int rowCount;

        System.out.println("please input the character you want to print:");
        s = in.next();
        System.out.println("please input the number of row:");
        rowCount = in.nextInt();
        in.close();

        for(int i = 0; i < rowCount; i++){
            for(int j = 0; j <= i; j++){
                System.out.print(s);
            }
            System.out.print('\n');
        }
    }
}

8.4 多重选择（switch语句）

switch (choice) case statement

case 可以是

数据类型为 char byte short int 的常量表达式

枚举常量

字符串字面量

用逗号分隔的多个字符串

switch形式

switch表达式优于语句

import java.util.Scanner;
public class LearnOne {
    public static void main(String[] args){
        String fruit;
        Scanner in = new Scanner(System.in);

        System.out.println("There are apple, banana and orange.");
        System.out.println("Please choose the fruit you want.");
        fruit = in.next();
        switch(fruit){
            case "apple" : System.out.println("You got apple!");break;
            case "banana": System.out.println("You got banana!");break;
            case "orange": System.out.println("You got orange!");break;
            default: System.out.println("There is not the fruit!");break;
        }
    }
}

8.5 中断流程

break语句

不带标签

跳出当前循环

带标签

跳出多重嵌套的循环

标签必须放在想要跳出的最外层循环之前紧跟一个 “ : ”

continue语句

不带标签

将流程转移到最内层外围循环的首部

带标签

将流程跳转到由匹配标签的循环的首部

九、大数（java.math包）

声明

BigInteger 类

任意精度的整数

BigDecimal 类

任意精度的浮点数

valueOf 方法

将一个普通的数转化为大数

运算

add 方法

multiply 方法

十、数组

一种数据结构用来存储同一类型值通过一个整数索引可以访问数组中的每一个值

10.1 声明

type[] variable;

10.2 创建

type[] variable = new type[n];

n 为数组的长度

一旦创建了数组，就不能改变数组的长度

10.3 初始化

创建时数字数组初始化为 0

创建时布尔数组初始化为 True

创建时对象数组初始化为null

type[] variable = {value1, value2, ..., valuen};

public class LearnOne{
    public static void main(String[] args){
        int[] numbers;
        int[] numbers = new int[10];
        numbers = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
        
        int[] numbers = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    }
}

10.4 遍历数组元素

使用for循环

array.length 获得数组中元素的个数

使用for each循环

for (type variable : collection) statement

将给定变量（variable）设置为集合（collection）中的每一个元素然后执行语句（statement） for each element in collection

import java.util.Scanner;
public class LearnOne{
    public static void main(String[] args){
        int n;
        char[] numbers;
        Scanner in = new Scanner(System.in);

        System.out.println("please input the count of numbers:");
        n = in.nextInt();

        numbers = new char[n];
        System.out.println("please input your number one by one:");
        for(int i = 0; i < n; i++){
            numbers[i] = in.next().charAt(0);
        }

        for(char number: numbers){
            System.out.print(number);
            System.out.print(' ');
        }

        in.close();
    }
}

10.5 复制数组

array_y = array_x;

两个变量指向同一个数组

type[] array_y = Arrays.copyOf(array_x, length);

通常用来增加数组的大小

import java.util.Arrays;
public class LearnOne {
    public static void main(String[] args) {
        int[] x = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
        int[] y = Arrays.copyOf(x, x.length);

        for (int value: y) {
            System.out.print(value);
            System.out.print(' ');
        }
        // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
    }
}

10.6 排序数组 Arrays.sort() 方法

import java.util.Arrays;
public class LearnOne {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1, 9, 3, 8, 2, 6, 0};
        Arrays.sort(array);
        for (int value : array) {
            System.out.print(value);
            System.out.print(' ');
        }
        // 0 1 2 3 6 8 9 
    }
}

10.7 多维数组

type[][] variable;

声明一个二维数组

type[][] variable = new type[m][n]

创建一个m行n列的二维数组

type[][] variable = {{}, {}, ..., {}}

初始化一个二维数组

public class LearnOne {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] matrix;
        int[][] matrix = new int[2][2];
        matrix = {{1, 0}, {0, 1}};

        int[][] matrix = {{1, 0}, {0, 1}};
    }
}