这篇博客详细介绍了Java语言的基础知识，包括跨平台性原理、HelloWorld程序的开发步骤、注释、关键字、标识符、数据类型及其分类、常量、变量、运算符、switch语句，以及数组的创建和访问等。内容涵盖了Java初学者需要掌握的核心概念和技术。
目录
Java语言跨平台性原理
- 跨平台：任何软件的运行，都必须运行在操作系统上，而我们用Java编写的软件可以运行在任何的操作系统上，这个特性称为Java语言的跨平台特性。该特性是由JVM实现的，我们编写的程序运行在JVM上，而JVM运行在操作系统上。
- JVM（Java Virtual Machine ）：Java虚拟机，简称JVM，是运行所有Java程序的假想计算机，是Java程序的运行环境之一，也是Java 最具吸引力的特性之一。我们编写的Java代码，都运行在JVM 之上。
- 跨平台的实质：每个操作系统下都有不同版本的虚拟机
-
JDK (Java Development Kit)：是Java程序开发工具包，包含
JRE和开发人员使用的工具。 -
JRE (Java Runtime Environment) ：是Java程序的运行时环境，包含
JVM和运行时所需要的核心类库。
我们想要运行一个已有的Java程序，那么只需安装
JRE即可。我们想要开发一个全新的Java程序，那么必须安装
JDK，其内部包含JRE。
入门程序 HelloWorld
程序开发步骤说明
Java程序开发三步骤：编写、编译、运行。
- 编写源程序.java文件
- 编译：javac Java源文件名.后缀名，产生字节码文件
- 运行：java 类名字
HelloWorld案例常见错误
- 单词拼写问题
- Java语言是一门严格区分大小写的语言
- 标点符号使用问题
- 不能用中文符号，英文半角的标点符号（正确）
- 括号问题，成对出现
编写Java程序时注意的问题
编码过程：字符转换为二进制的数值
解码过程：将二进制数值转换为字符
乱码：编码和解码过程中使用的字符集不一致。
1.字符编码问题
当cmd命令行窗口的字符编码与.java源文件的字符编码不一致，如何解决？
解决方案一：
在Notepad++等编辑器中，修改源文件的字符编码
解决方案二：
在使用javac命令式，可以指定源文件的字符编码
javac -encoding utf-8 Java源文件名.后缀名
2.一个源文件中是否可以有多个类？public呢？
一个源文件中可以有多个类，编译后会生成多个.class字节码文件。
但是一个源文件只能有一个public的类。
3.main必须在public的类中吗？
不是。
但是后面写代码时，基本上main习惯上都在public类中。
注释（comment）
注释的概念：在编写程序的过程中，对程序代码进行解释说明。
-
代码本身和人类的自然语言相比，可读性肯定是要差一些，所以为了更快能够知道代码的含义、作用、需要注意地方，所有程序员都应该养成写注释的好习惯。
-
由于注释的内容是给程序员看的，需要使用人类的自然语言，而自然语言又不符合编程语言的语法，所以必须通过特定的符号，标记出来这部分的内容是注释，而不是要执行的程序的代码。
- 注释：就是对代码的解释和说明。其目的是让人们能够更加轻松地了解代码。为代码添加注释，是十分必须要的，它不影响程序的编译和运行。
- Java中有
单行注释、多行注释和文档注释- 单行注释以
//开头，以换行结束 -
多行注释以
/*开头，以*/结束-
多行注释不能嵌套
-
-
文档注释以
/**开头，以*/结束-
Javadoc命令可以抽取每个类、方法中的文档注释，生成API手册
-
- 单行注释以
/**
这里是一个文档注释，通常包括对类或方法的介绍，还有作者、日期等信息。
类名：HelloWorld
整个程序执行的入口：main函数
*/
public class HelloWorld{
/*
多行注释：注释内容可以分很多行编写
注意：多行注释不能嵌套，嵌套会导致多行注释提前结束
main函数是整个程序的入口
main函数的声明格式是固定的
每一个类中最多只能有一个main函数*/
public static void main(String[] args){
// 单行注释：在命令行窗口内打印一句话
// 单行注释仅对当前行有效
}
}
关键字（KeyWord）
关键字：是指在程序中，Java已经定义好的单词，具有特殊含义。
-
HelloWorld案例中，出现的关键字有
public、class、static、void等，这些单词已经被Java定义好 -
关键字的特点：全部都是
小写字母。
关键字一共50个，其中const和goto是保留字。
true,false,null看起来像关键字，但从技术角度，它们是特殊的布尔值和空值。
标识符( identifier)
简单的说，凡是程序员自己命名的部分都可以称为标识符。
即给类、变量、方法、包等命名的字符序列，称为标识符。
1、标识符的命名规则（必须遵守）
规则是硬性规定：一旦违反，程序就会在编译过程中报错
（1）Java的标识符只能使用26个英文字母大小写，0-9的数字，下划线_，美元符号$
（2）不能使用Java的关键字（包含保留字）和特殊值
（3）数字不能开头
（4）不能包含空格
（5）严格区分大小写
2、标识符的命名规范（行业共识）
（1）见名知意
（2）类名、接口名等：每个单词的首字母都大写，形式：XxxYyyZzz，
例如：HelloWorld，String，System等
（3）变量、方法名等：从第二个单词开始首字母大写，其余字母小写，形式：xxxYyyZzz，
例如：age,name,bookName,main
（4）包名等：每一个单词都小写，单词之间使用点.分割，形式：xxx.yyy.zzz，
例如：java.lang
（5）常量名等：每一个单词都大写，单词之间使用下划线_分割，形式：XXX_YYY_ZZZ，
例如：MAX_VALUE,PI
数据类型(data type)
数据类型分类
Java的数据类型分为两大类：
-
基本数据类型：包括
整数、浮点数、字符、布尔。 -
引用数据类型：包括
类、数组、接口。
基本数据类型
四类八种基本数据类型：
Java中的默认类型：整数类型是
int、浮点类型是double。
-
常量整数值，
赋值给byte，只要在byte范围内即可。
赋值给short，只要在short范围即可。
赋值给int，只要在int范围即可。
赋值给long，在int范围内的，可以加也可以不用加L，会自动升级为long，如果数字超过int范围，必须加L。 -
小数常量值，无论多少，不加F/f，就是double类型。
常量（constant）
-
常量：在程序执行的过程中，其值不可以发生改变的量
-
常量的分类：
-
自定义常量：通过final关键字定义
-
字面值常量：
-
| 字面值常量 | 举例 |
|---|---|
| 字符串常量 | ”Hello World！“ |
| 整数常量 | 6 |
| 浮点常量 | 6.6 |
| 字符常量 | 's','i','x' |
| 布尔常量 | true，false |
| 空常量 | null |
变量（variable）
变量：在程序执行的过程中，其值可以发生改变的量
变量的作用：用来存储数据，代表内存的一块存储区域，这块内存中的值是可以改变的。
变量的三要素
1、数据类型
2、变量名
3、值
变量的使用应该注意什么？
1、先声明后使用
如果没有声明，会报“找不到符号”错误
2、在使用之前必须初始化
如果没有初始化，会报“未初始化”错误
3、变量有作用域
如果超过作用域，也会报“找不到符号”错误
4、在同一个作用域中不能重名
变量的声明和赋值、使用的语法格式
1、变量的声明的语法格式：
数据类型 变量名;
例如：
int age;
String name;
double weight;
char gender;
boolean isMarry;
2、变量的赋值的语法格式：
变量名 = 值;
例如：
age = 18;
name = "灰二"; //字符串的值必须用""
weight = 60;
gender = '男';//单字符的值必须使用''
isMarry = false;
3、变量的使用的语法格式：
通过变量名直接引用
例如：
(1)输出变量的值
System.out.println(age);
System.out.println(name);
System.out.println(weight);
System.out.println(gender);
System.out.println(isMarry);(2)计算
age = age + 1;//年龄增加1岁
long类型：如果赋值的常量整数超过int范围，那么需要在数字后面加L。
float类型：如果赋值为常量小数，那么需要在小数后面加F/f。
char类型：使用单引号''
String类型：使用双引号""
两种常见的输出语句
-
换行输出语句：输出内容，完毕后进行换行，格式如下：
System.out.println(输出内容);
-
直接输出语句：输出内容，完毕后不做任何处理，格式如下
System.out.print(输出内容);
注意事项：
换行输出语句，括号内可以什么都不写，只做换行处理
直接输出语句，括号内什么都不写的话，编译报错
如果()中有多项内容，那么必须使用 + 连接起来
如果某些内容想要原样输出，就用""引起来，而要输出变量中的内容，则不要把变量名用""引起来
进制数
（1）十进制：正常表示
System.out.println(10);
（2）二进制：0b或0B开头
System.out.println(0B10);
（3）八进制：0开头
System.out.println(010);
（4）十六进制：0x或0X开头
System.out.println(0X10);
计算机存储单位
-
字节（Byte）：是计算机信息技术用于计量存储容量的一种计量单位，一字节等于八位。
-
位（bit）：是数据存储的最小单位。也就是二进制。二进制数系统中，每个0或1就是一个位，叫做bit（比特），其中8 bit 就称为一个字节(Byte)。
-
转换关系：
-
8 bit = 1 Byte
-
1024 Byte = 1 KB
-
1024 KB = 1 MB
-
1024 MB = 1 GB
-
1024 GB = 1 TB
-
Java的基本数据类型的存储范围
1、整型系列
（1）byte：字节类型
-
占内存：1个字节
-
存储范围：-128~127
（2）short：短整型类型
-
占内存：2个字节
-
存储范围：-32768~32767
（3）int：整型
-
占内存：4个字节
-
存储范围：-2的31次方 ~ 2的31次方-1
（4）long：整型
-
占内存：8个字节
-
存储范围：-2的63次方 ~ 2的63次方-1
注意：如果要表示某个超过int范围的常量整数它是long类型，那么需要在数字后面加L
2、浮点型系列（小数）
（1）float：单精度浮点型
-
占内存：4个字节
-
精度：科学记数法的小数点后6~7位
注意：如果要表示某个常量小数是float类型，那么需要在数字后面加F或f，否则就是double类型
（2）double：双精度浮点型
-
占内存：8个字节
-
精度：科学记数法的小数点后15~16位
float f = 12.0F;//右边如果赋值小数常量值，那么必须加F或f
3、单字符类型：char
-
占内存：2个字节
4、布尔类型
boolean：只能存储true或false
虽然计算机底层使用0和1表示false和true，但是在代码中不能给boolean类型的变量赋值0和1，只能赋值false和true
基本数据类型转换（Conversion）
在Java程序中，不同的基本数据类型的值经常需要进行相互转换。Java语言所提供的七种数值类型之间可以相互转换，基本数据类型转换有两种转换方式：自动类型转换和强制类型转换。
1、自动类型转换（隐式类型转换）
自动转换：
-
将
取值范围小的类型自动提升为取值范围大的类型。
基本数据类型的转换规则
小结：通过上面案例我们可以得出数据类型的转换关系（取值范围从小到大），如图所示：
（1）当把存储范围小的值（常量值、变量的值、表达式计算的结果值）赋值给了存储范围大的变量时，
（2）当存储范围小的数据类型与存储范围大的数据类型一起混合运算时，会按照其中最大的类型运算
（3）当byte,short,char数据类型进行算术运算时，按照int类型处理
（4）boolean类型不参与
2、强制类型转换（显示类型转换）
-
强制类型转换：将
取值范围大的类型强制转换成取值范围小的类型。
比较而言，自动转换是Java自动执行的，而强制转换需要我们自己手动执行。
转换格式：
数据类型 变量名 = （数据类型）被强转数据值；
（1）当把存储范围大的值（常量值、变量的值、表达式计算的结果值）赋值给了存储范围小的变量时，需要强制类型转换，提示：有风险，
（2）boolean类型不参与
（3）当某个值想要提升数据类型时，也可以使用强制类型转换
可能会损失精度或溢出
3、特殊的数据类型转换
1、任意数据类型的数据与String类型进行“+”运算时，结果一定是String类型
2、但是String类型不能通过强制类型()转换，转为其他的类型
小练习
short s1 = 120;
short s2 = 8;
short s3 = s1 + s2;//报错，左边short类型，右边int类型
short s1 = 120;
short s2 = 8;
byte s3 = (byte)(s1 + s2);// s3 = -128 类型强转有风险
char c1 = '0';
char c2 = '1';
char c3 = c1 + c2;//报错，左边char类型，右边int类型
char c1 = '0';
char c2 = '1';
System.out.println(c1 + c2);//int类型直接输出
int i = 4;
long j = 120; //因为右边120默认是int类型，int的值赋值给long类型是可以的，会自动类型转换，但是要求这个int值不能超过int的存储范围，如果超过int的存储范围必须加L.
double d = 34;
float f = 1.2;//因为右边1.2默认是double类型，double的值是不能直接赋值给float的，要么加F要么使用强制类型转换。System.out.println(i + j + d + f);//最后是double
int i = 1;
int j = 2;
double d = i/j;// 右边是int类型，左边是double类型
System.out.println(d);//double类型 0.0
运算符（Operator）
-
表达式：用运算符连接起来的式子
-
运算符的分类： 按照功能分：算术运算符、赋值运算符、比较运算符、逻辑运算、条件运算符...
| 分类 | 运算符 |
|---|---|
| 算术运算符 | +、-、*、/、%、++、-- |
| 赋值运算符 | =、+=、-=、*=、/=、%=等 |
| 关系运算符 | >、>=、<、<=、==、!= |
| 逻辑运算符 | &、|、^、!、&&、|| |
| 条件运算符 | (条件表达式)?结果1:结果2； |
| 位运算符（了解） | &、|、~、^、<<、>>、>>> |
三元运算符，如果内部有未知元，结果按照未知元的类型，其余情况，会按照其中最大的类型运算
算术运算符
| 算术运算符 | 符号解释 |
|---|---|
+ | 加法运算，字符串连接运算，正号 |
- | 减法运算，负号 |
* | 乘法运算 |
/ | 除法运算，整数/整数结果还是整数 |
% | 求余运算，余数的符号只看被除数 |
++ 、 -- | 自增自减运算 |
“+”号的两种用法
第一种：对于
+两边都是数值的话，+就是加法的意思第二种：对于
+两边至少有一边是字符串得话，+就是拼接的意思
自加自减运算
理解：++ 运算，变量自己的值加1。反之，-- 运算，变量自己的值减少1，用法与++ 一致。
1、单独使用
变量在单独运算的时候，变量
前++和变量后++，变量的是一样的；变量
前++：例如++a。变量
后++：例如a++。
2、复合使用
和
其他变量放在一起使用或者和输出语句放在一起使用，前++和后++就产生了不同。
变量
前++：变量先自身加1，然后再取值。变量
后++：变量先取值，然后再自身加1。
小结：
++在前，先自加，后使用；
++在后，先使用，后自加。
小练习
public static void main(String[] args){
int i = 1;
int j = i++;// i = 1 j = 1 i = 2
// 2 * 2 + (3+1) * 2 = 12
int k = i++ * ++j + ++i * j++;
System.out.println("i = " + i);//4
System.out.println("j = " + j);//3
System.out.println("k = " + k);//12
}
赋值运算符
注意：所有的赋值运算符的=左边一定是一个变量
| 赋值运算符 | 符号解释 |
|---|---|
= | 将符号右边的值，赋值给左边的变量 |
+= | 将符号左边的值和右边的值进行相加操作，最后将结果赋值给左边的变量 |
-= | 将符号左边的值和右边的值进行相减操作，最后将结果赋值给左边的变量 |
*= | 将符号左边的值和右边的值进行相乘操作，最后将结果赋值给左边的变量 |
/= | 将符号左边的值和右边的值进行相除操作，最后将结果赋值给左边的变量 |
%= | 将符号左边的值和右边的值进行取余操作，最后将结果赋值给左边的变量 |
+=-=*=/=%=扩展赋值运算符在将最后的结果赋值给左边的变量前，都做了一步强制类型转换。
关系运算符/比较运算符
| 关系运算符 | 符号解释 |
|---|---|
< | 比较符号左边的数据是否小于右边的数据，如果小于结果是true。 |
> | 比较符号左边的数据是否大于右边的数据，如果大于结果是true。 |
<= | 比较符号左边的数据是否小于或者等于右边的数据，如果大于结果是false。 |
>= | 比较符号左边的数据是否大于或者等于右边的数据，如果小于结果是false。 |
== | 比较符号两边数据是否相等，相等结果是true。 |
！= | 不等于符号 ，如果符号两边的数据不相等，结果是true。 |
比较运算符，是两个数据之间进行比较的运算，运算结果一定是boolean值
true或者false。其中>,<,>=,<=不支持boolean，String类型，==和!=支持boolean和String。
逻辑运算符
逻辑运算符，是用来连接两个布尔类型结果的运算符（!除外），运算结果一定是boolean值true或者false
| 逻辑运算符 | 符号解释 | 符号特点 |
|---|---|---|
& | 与，且 | 有false则false |
| | 或 | 有true则true |
^ | 异或 | 相同为false，不同为true |
! | 非 | 非false则true，非true则false |
&& | 双与，短路与 | 左边为false，则右边就不看 |
|| | 双或，短路或 | 左边为true，则右边就不看 |
&&和&区别，||和|区别
&&和&区别：
&&和&结果一样，&&有短路效果，左边为false，右边不执行；&左边无论是什么，右边都会执行。
||和|区别：
||和|结果一样，||有短路效果，左边为true，右边不执行；|左边无论是什么，右边都会执行。
条件运算符
条件表达式？结果1：结果2
条件运算符计算方式：
-
条件判断的结果是true，条件运算符整体结果为结果1，赋值给变量。
-
判断条件的结果是false，条件运算符整体结果为结果2，赋值给变量。
位运算符
| 位运算符 | 符号解释 |
|---|---|
& | 按位与，当两位相同时为1时才返回1 |
| | 按位或，只要有一位为1即可返回1 |
~ | 按位非，将操作数的每个位（包括符号位）全部取反 |
^ | 按位异或。当两位相同时返回0，不同时返回1 |
<< | 左移运算符 |
>> | 右移运算符 |
>>> | 无符号右移运算符 |
| 运算符 | 运算方式 |
|---|---|
| << | 空位补0，被移除的高位丢弃，空缺位补0。 |
| >> | 当最高位是0，右移后，空缺位补0 当最高位是1，空缺位补1。 |
| >>> | 被移位二进制最高位无论是0或者是1，空缺位都用0补。 |
| & | 二进制位进行&运算，只有1&1时结果是1，否则是0; |
| | | 二进制位进行 | 运算，只有0 | 0时结果是0，否则是1; |
| ^ | 二进制位相同是0 二进制位不同是1 |
| ~ | 按补码取反 |
左移：<<
运算规则：左移几位就相当于乘以2的几次方
右移：>>
运算规则：右移几位就相当于除以2的几次方
无符号右移：>>>
运算规则：往右移动后，左边空出来的位直接补0，不看符号位
注意：当左移的位数n超过该数据类型的总位数时，相当于左移（n-总位数）
byte,short,char在计算时按照int类型处理
如何区分&,|,^是逻辑运算符还是位运算符？
如果操作数是boolean类型，就是逻辑运算符，如果操作数是整数，那么就位运算符
运算符优先级
switch语句
①switch(表达式)中表达式的可选值类型
byte
short
int
char
枚举（JDK1.5）
String（JDK1.7）
②case子句
-
case子句中指定的值必须是常量，不能是变量或不确定的表达式的值
-
同一个switch语句中所有case子句中的常量值必须互不相同
③default子句
-
default子句是可选的
-
default子句的位置是灵活的
注意：如果case或default语句后没有加break，会依次再向下执行，直至完结或者break
IDEA常用快捷键
| 按键 | 功能 |
|---|---|
| psvm | 生成main方法 |
| sout | 生成System.out.println(); |
| soutp | 生成对方法参数的打印 |
| soutv | 生成对前面已声明变量的打印 |
| fori | 生成带循环变量的for循环结构 |
| ifn | 生成判断某个变量是否为null的if语句 |
| inn | 生成判断某个变量是否非null的if语句 |
| Ctrl+Alt+l | 格式化代码 |
| Ctrl+d | 复制行 |
| Ctrl+x | 剪切行 |
| Ctrl+v | 粘贴 |
| Ctrl+y | 删除行 |
| Ctrl+/ | 添加或去除单行注释 |
| shift+F6 | 重命名类或变量 |
| shift+Alt+↑ | 向上移动当前行代码 |
| shift+Alt+↓ | 向下移动当前行代码 |
| shift+enter | 即使光标在行的中间，也能直接去下一行开始继续输入 |
| Ctrl+n | 搜索类 |
| Ctrl+F12 | 显示类的成员 |
| Ctrl+shift+U | 切换大小写 |
数组
①概念
一组相同类型数据的容器。
-
相同类型：Java语言要求存入数组的数据类型必须一致
-
容器：类似于生活中存放物品的容器，在编程的世界中，『容器』可以用来存放数据
-
一组：容器中可以存放多个数据
②声明数组变量
int[] ageArray;
String[] nameArray;
double salaryArray [];
③创建数组对象
[1]动态创建数组
ageArray = new int[5];
[2]静态创建数组
此时[]中不能写数字指定长度
nameArray = new String[]{"foo", "bar", "biz"};
int[] numberArray = {5, 7, 11, 13, 17, 19};
④ 数组中元素默认值
系统创建数组对象后，必须分配和数组长度匹配的空间，此时每一个数组元素都会被系统分配默认值。
引用类型不管是成员变量、类变量还是局部变量都有初始值
内存分析
①声明基本数据类型变量
int a = 10;//直接在栈区创建
②创建对象
Scanner scanner = new Scanner(System.in); //栈区创建对象引用，堆内存创建对象并指向
③创建数组对象
多维数组
创建对象
[1]创建二维数组格式一
int[][] arr2d01 = new int[3][2];
[2]创建二维数组格式二
int[][] arr2d02 = new int[3][];//动态初始化——仅指定第一个维度的数组长度
// Java中多维数组不必都是规则矩阵形式
arr2d02[0] = new int[]{3, 5, 7};
arr2d02[1] = new int[]{14, 21, 66, 89};
arr2d02[2] = new int[]{90, 100};
[3]创建二维数组格式三
// 静态初始化——在创建对象时将数据填充
// 此时如果某个元素位置设置为null不会编译报错，但是访问这个位置时还是要先初始化
int[][] arr2d03 = new int[][]{{1,2,3}, {4,5}, null, {6,7,8}};// 前面设置null的地方，需要初始化才可以访问
arr2d03[2] = new int[]{12,24};
arr2d03[2][0] = 5;
[4]创建二维数组格式四
int[] x[] = new int[][]{{1,2,3}, {4,5}, {6,7,8}};
访问数据
访问二维数组元素
// 二、访问二维数组元素（读、写）
int[][] arr2d05 = new int[2][2];// 向数组元素写入数据
arr2d05[1][0] = 10;// 读取数组元素
System.out.println("arr2d05[1][0] = " + arr2d05[1][0]);
遍历数组
int[][] arr2d06 = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
// 先遍历第一个维度：取出每一个一维数组
for (int i = 0; i < arr2d06.length; i++) {int[] intArr = arr2d06[i];
for (int j = 0; j < intArr.length; j++) {
int intValue = intArr[j];
System.out.println("intValue["+i+"]["+j+"] = " + intValue);
}}
小练习
//杨辉三角形
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
int n = sc.nextInt();//层数
int[][] yanghuiArr = new int[n][n*2];
yanghuiArr[0][n] = 1;
for(int i = 1; i < n;i++){
for(int j = 0;j<2*n;j++){
if(j == 0){
yanghuiArr[i][j] = 0;
} else{
if(j != 2*n-1)
yanghuiArr[i][j] = yanghuiArr[i-1][j-1]+yanghuiArr[i-1][j+1];
}
}
}
yanghuiArr[n-1][2*n-1] = 1;
for(int i = 0;i<n;i++){
for(int j =0;j<2*n;j++){
if(yanghuiArr[i][j] == 0){
System.out.print("\t");
}else{
System.out.print(yanghuiArr[i][j]+"\t");
}
}
System.out.println();
}
}
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