Java核心技术（第8版）学习笔记_基本的程序设计结构

第3章 Java基本的程序设计结构

__3_1 简单的Java程序

1.关键字public称为访问修饰符(access modifier)。用于控制程序的其他部分对这段代码的访问级别。(c5中详细介绍)
2.类名定义：以字母开头，后面可跟字母和数字的任意组合。长度基本没有限制。不可使用Java保留字。
标准规范：大写字母开头（每个单词）。这种在一个单词中间使用大写字母的方式称为骆驼命名法。
源文件的文件名必须与公有类的名字相同，并使用.java作为扩展名
3.当使用 java ClassName 运行编译程序时，Java虚拟机将从指定类中的main方法开始执行

__3_2 注释

1./* … /格式的注释可用于自动生成文档
2./* … */注释不能嵌套

__3_3 数据类型

Java是一种强类型语言，必须为每一个变量声明一种类型，Java中共有8种基本类型(primitive type)。

• 整形

类型	空间	表示范围
int	4字节	正好超过20亿
short	2字节
long	8字节
byte	1字节

长整形数值后有后缀L
Java没有任何无符号类型(unsigned type)

• 浮点型
  float 4字节 有效位6~7位
  double 8字节 有效位15位
  1)只有很少的情况适合使用float类型，例如，需要快速处理单精度数据，或者需要存储大量数据。
  2)float型数值后有后缀F，没有后缀F的浮点数值默认为double型，也可在double型数值后加后缀D。
  3)十六进制表示浮点数值 —— 0.125 可表示为 0x1.0p-3，p表示指数而非e，位数采用十六进制，指数采用十进制，指数基数为2。
  4)表示溢出和出错的三个特殊浮点数值,分别对应三个常量

含义	对应常量
正无穷大	Double.POSITIVE_INFINITY
负无穷大	Double.NEGATIVE_INFINITY
NaN(不是一个数字)	Double.NaN

所有“非数值”的值认为是不相同的，使用Double.isNaN方法，而非==来检测一个特定值是否等于Double.NaN
5)浮点数值不适用于禁止出现舍入误差的金融计算中，例如System.out.println(2.0-1.1);将输出0.899999…而非0.9，因二进制无法精确表示1/10。

• char型
  1)转义序列符\u表示Unicode代码单元的编码，它也可以出现在字符常量或字符串的引号外，如 public static void main(String\u005B\u005D args)符合规则。而除此之外的转义序列均不可。
  2)代码点(code point)是指与一个编码表中的某个字符对应的代码值。Unicode的代码点可分为17个代码级别(code plane)。第一个级别为基本的多语言级别(basic multilingual plane),代码点从U+0000到U+FFFF,其中包括了经典的Unicode代码；其余的16个附加级别，从U+10000到U+10FFFF包括了一些辅助字符。
  UTF-16编码采用不同长度的编码表示所有Unicode代码点。在基本的多语言级别中，每个字符用16位表示，通常被称为代码单元(code unit);而辅助字符采用一对连续的代码单元进行编码。可以迅速知道一个代码单元是一个字符的编码，还是辅助字符的第一或第二部分。
  3)强烈建议不要在程序中使用char型，最好将需要处理的字符串用抽象数据类型表示。
• boolean型

__3_4 变量

1.在Java中，不区别变量的声明与定义。
2.在Java中，使用final声明常量，即该变量只能被赋值一次，习惯上，常量名使用大写。经常希望某个常量可以在一个类中的多个方法使用，通常称其为类常量，使用static final设置之。
3.const为保留关键字，但目前未使用。

__3_5 运算符

1.整数除0会产生一个异常，而浮点数被0除将会得到无穷大或NaN结果。
2.在默认情况下，虚拟机设计者将中间计算结果采用扩展的精度。但是使用strictfp关键字标记的地方必须使用严格的浮点计算来产生理想的结果。例如，

    public static strictfp void main(String[] args)

如果将一个类标记为strictfp，这个类中的所有方法都要使用严格的浮点计算。
3.“短路”方式求值的逻辑计算
4.三元操作 ?:
condition ? expression1 : expression2
x < y ? x : y 将返回x,y中较小的那个值
5.位运算
1)逻辑位运算

运算符	含义
&	与
|	或
^	异或
~	非

& | 应用于布尔值将得到布尔值，与&& ||相似，只是不按“短路”方式计算
2)移位运算

运算符	含义	说明
>>	算数右移	用符号位填充高位
>>>	逻辑右移	用0填充高位
<<	左移	（无<<<)

移位运算对右侧参数进行模32的运算，long型模64
6.数学函数与常量
Math.sqrt(x); 计算平方根
Math.pow(x,a); 计算x的a次幂 (double)
Math.sin, cos, tan, atan, atan2 三角函数
Math.exp, log 指数函数及其反函数，自然对数
Math.PI PI的近似值
Math.E e的近似值
从JDK 5.0开始不必添加前缀Math，只需
import static java.lang.Math.*;
使用StrictMath类可确保在所有平台上得到相同的结果。
7.类型转换
不同类型的操作数，若其中一个为double，则另一个转为double
否则，若其中一个为float，则另一个转为float
否则，若其中一个为long，则另一个转为long
否则，转为int
8.强制类型转换
浮点型转整形保留整数部分
使用Math.round()舍入以得到浮点参数最接近的整数，Math.round()返回long类型
注： 不要在boolean类型与任何数值类型间强转，使用 b? 1:0
9.括号与运算符级别
按照运算符优先级次序进行计算，同级别的运算符按照从左到右进行计算（除右结合运算符外）
运算符优先级

运算符	结合性
[] . () (方法调用)	从左向右
! ~ ++ – new (强制类型转换)	从右向左
/ %	从左向右
=	从左向右
<< >> >>>	从左向右
< <= > >= instanceof	从左向右
== !=	从左向右
&	从左向右
^	从左向右
|	从左向右
&&	从左向右
||	从左向右
?:	从右向左
= += -= *= /= %= &= |= ^= = <<= >>= >>>==	从左向右

10.枚举类型
enum Size { SMALL, MEDIUM, LARGE, EXTRA_LARGE }；
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，或者null值。

__3_6 字符串

Java字符串就是Unicode字符序列，Java没有内置的字符串类型，而是在标准Java类库中提供的一个预定义类String，每个用双引号括起来的字符串都是String类的一个实例。
1.substring(a,b) 第一个参数为开始复制的位置，第二个参数为不想复制的第一个位置，子串长度为b-a
2.使用+拼接两个字符串。
3.String类对象为不可变字符串。
4.s.equals(t) s,t可以是字符串变量，也可以是字符串常量。
不区分大小写 equalsIgnoreCase()
实际上只有字符串常量是共享的，而+或substring等操作产生的结果不是共享的。
5.代码点与代码单元
1)length返回代码单元数量，字符串实际的长度，即代码点数量使用codePointCount

    String greeting = "Hello";
    int n = greeting.length();
    int cpCount = greeting.codePointCount(0, greeting.length());

2)s.charAt(n)将返回位置n的代码单元,除非对底层的代码单元感兴趣，否则不应调用。
3)想要得到第i个代码点，使用

    int index = greeting.offsetByCodePoints(0,i);
    int cp = greeting.codePointAt(index);

4)遍历字符串，依次查看代码点

    int cp = sentence.codePointAt(i);
    if(Character.isSupplementaryCodePoint(cp))
        i += 2;
    else
        i++;

5)replace(CharSequence oldString, CharSequence newString),用newString代替原始字符串中所有的oldString。可用String或StringBuilder对象作为CharSequence参数。
6)toLowerCase() toUpperCase()
7)构建字符串
由较短的字符串构建字符串时，使用字符串连接的方式效率低，因每次连接创建新String对象，耗时且浪费空间。使用字符串构建器。

        StringBuilder builder = new StringBuilder();

每次需要添加时调用append方法
builder.append(str);
需要构建字符串时，使用
String completedString = builder.toString();
注：StringBuilder的前身使StringBuffer，效率略低但允许采用多线程执行添加或删除字符的操作。

__3_7 输入输出

1)

Scanner in = new Scanner(System.in);        //构造Scanner对象并与标准输入流System.in关联。import java.util.*
    in.nextLine();
    in.next();
    in.nextInt();
    in.nextDouble();

2) 读取密码 为安全起见，读取结果应存放至数组中，并在处理密码后立刻用一个填充值覆盖数组元素

    Console cons = System.console();
    String username = cons.readLine("User name: ");
    char[] passwd = cons.readPassword("Password: ");

3)
格式化输出
System.out.printf("%8.2f",x); 宽度8，精度小数点后两位
a)转换符

转换符	类型
d	十进制整数
x	十六进制整数
o	八进制整数
f	定点浮点数
e	指数浮点数
g	通用浮点数
a	十六进制浮点数
s	字符串
c	字符
b	布尔
h	散列码
tx	日期时间
%	百分号
n	与平台有关的行分隔符

b) 标志

标志	含义
+	打印正数和负数的符号
空格	在正数前添加空格
0	数字前面补0
-	左对齐
(	将负数括在括号内
,	添加分组分隔符
(f格式)	包含小数点
(x或0格式)	添加前缀0x或0
$	参数索引
<	格式化说明前面的数值

c)

String msg = String.format("Hello,%s. Next year, you'll be %d", name, age);

d)

System.out.printf("%1$s %2$tB %2$te, %2$tY", "Due date:", new Date());

索引必须紧跟%后且以$终止
e)

System.out.printf("%s %tB %<te, %<tY", "Due date:", new Date());

<表示前面格式说明中的参数将再次被引用
4) 文件输入与输出
a) 使用File对象构造Scanner对象以读取文件

Scanner in = new Scanner(new File("myfile.txt");    //反斜杠需要转义
    Scanner(String data)    //构造一个从给定字符串读取数据的Scanner

b) 构造PrintWriter对象以写入文件

    PrintWriter out = new PrintWriter("myfile.txt");    //可使用print,println等`

c) 关于相对路径，命令行下为命令解释器当前的路径，IDE下由IDE控制，可用String dir = System.getProperty("user.dir");找到
如果用不存在的文件构造Scanner或不能创建的文件名构造PrintWriter，会发生异常
d) 使用重定向将任意文件捆绑到System.in System.out；
java MyProg < myfile.txt > output.txt

__3_8 控制流程

1)break语句可以带标签，可以利用它实现从内层循环跳出的目的。

read_data:
        while(...)
        {
            for()
            {
                if()
                break read_data;
            }
        }

事实上可以将标签应用到任何语句中，甚至使if语句或块语句中：

label:
        {
            if(condition)
                break label;
        }

break语句只能跳出语句块，不能跳入语句块。
2)还有一种带标签的continue语句，将跳到与标签匹配的循环首部。
3)在循环中检测两个浮点数是否相等要格外小心。如
for(double x = 0; x!=10; x+=0.1);
可能永远不会结束，由于舍入误差，最终得不到精确值，因0.1无法用二进制表示。
4)如果在case分支语句的末尾没有break语句，有可能触发多个case分支。case标签必须是整数或枚举常量，不能测试字符串。switch使用枚举常量时不必在每个标签中指明枚举名，case SMALL //no need to use Size.SMALL

__3_9 大数值

java.math包中的BigInteger和BigDecimal可以处理包含任意长度数字序列的数值，分别实现了任意精度的整数运算和任意精度的浮点数运算。

    BigInteger a = BigInteger.valueOf(100);
    BigInteger b = a.add(b);
    BigInteger d = c.multiply(b.add(BigInteger.valueOf(2))); 
    //API
    add()
    subtract()
    multiply()
    divide()
    mod()
    int compareTo()
    static BigInteger valueOf(long x)   

__3_10 数组

1)声明与初始化
int[] a; //声明
int[] a = new int[100] //初始化
可使用int[] a; 或 int a[];
int[] smallPrimes = {2,3,5,7};
匿名数组： new int[] {17,19,23};
2)遍历
For each //只可用于一个数组或者一个实现了Iterable接口的类对象
for(int element : a);
3)输出
Array.toString(a) ==> “[2,3,5,7]”
5)Java中允许数组长度为0，可用于返回数组的方法
new elementType[0]
6)数组拷贝
int[] copiedLuckyNumbers = Arrays.copyTo(luckyNumbers, luckyNumbers.length);
后一参数可用于增加数组大小或截断数组前一部分。
System.arraycopy(from, fromIndex, to, toIndex, count);
7)数组排序
Array.sort(a); //优化的快排
8)随机数生成
Math.random() 返回一个0到1之间，包含0不包含1的随机浮点数，乘N可得0到N-1的随机数。
9)填充数值
fill(type[] a, type v);
10)快速打印二维数组的数组元素列表
System.out.println(Arrays.deepToString(a));
11)不规则数组