JAVA语言概述

原创于 2025-03-07 19:34:06 发布 · 1k 阅读

18 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#java

JAVA 专栏收录该内容

46 篇文章

订阅专栏

数据类型

Java的数据类型主要分为两大类：基本数据类型（Primitive Data Types）和引用数据类型（Reference Data Types）。

一、基本数据类型

基本数据类型是直接包含在语言内部的，不依赖于任何对象，提供了对内存的直接访问。Java的基本数据类型分为四大类，分别是数值型、浮点型、字符型和布尔型。这四大类又能划分成八小种，具体如下：

1. 数值型：整型（Integer Types）

• byte：

占用8位，取值范围是-128到127，常用于存储二进制数据，比如声音、图像和文件等。

• short：

占用16位，取值范围是-32768到32767，主要用于节约内存空间，特别是在需要大量存储整数的地方。

• int：

占用32位，取值范围是-2147483648到2147483647，是Java中最常用的整型数据类型之一，几乎所有需要存储整数的场合都可以用到它。

• long：

占用64位，取值范围非常大，适合存储需要高精度的时间戳或比int更大的整数数据。

2. 浮点型（Floating-Point Types）

• float：

占用32位，可以表示小数点前8位和小数点后23位的数字，单精度浮点数，主要用于科学计算和需要高精度计算的场景，但精度较低。

• double：

占用64位，可以表示小数点前16位和小数点后53位的数字，双精度浮点数，默认的浮点数类型，适用于高精度的浮点数运算。

3. 字符型（Character Types）

• char：

占用16位，使用Unicode字符集，可以存储字母、数字、符号和中文字符等，表示Unicode字符集中的所有字符，主要用于处理字符数据，比如字符串和文本。

4. 布尔型（Boolean Types）

• boolean：

只有两个值true和false，用于逻辑判断和条件判断。

二、引用数据类型

引用数据类型不直接存储值，而是存储对象的引用。引用数据类型包括类（Class）、接口（Interface）、数组（Array）和枚举（Enum）。

1. 类：

用于创建对象实例，包含了类定义的属性和方法。

2. 接口：

描述了一组方法的定义，用于实现多重继承和定义规范。

3. 数组：

存储同类型数据的集合，长度固定，创建后不能改变。

4. 枚举：

用于定义固定的常量集合。

三、数据类型转换

Java中的数据类型可以相互转换，包括自动类型转换（Implicit Type Conversion）和强制类型转换（Explicit Type Conversion）。

1. 自动类型转换：

当一个较小的数据类型赋值给较大的数据类型时，系统自动进行转换。例如，byte可以自动转换为short、int、long、float、double等。

2. 强制类型转换：

当一个较大的数据类型转换为较小的数据类型时，需要手动进行强制类型转换，可能会造成数据丢失。例如，double类型的数据需要强制转换为float类型，int类型的数据需要强制转换为byte类型等。

总的来说，Java的数据类型丰富多样，了解各种数据类型的特性和使用场景，可以帮助开发者更好地编写高效、可靠的Java代码。

标识符与关键字

在Java编程语言中，标识符与关键字是构建程序的基础元素，它们各自具有特定的规则和用途。以下是对Java标识符与关键字的详细解析：

一、Java标识符

1. 定义：

• 标识符是用于命名变量、方法、类、接口、包等程序元素的名称。

2. 命名规则：

• 必须以字母（A-Z，a-z）、下划线（_）或美元符号（$）开头。

• 后续字符可以是字母、数字（0-9）、下划线或美元符号。

• 区分大小写，例如，myVar和MyVar是两个不同的标识符。

• 不能使用Java关键字作为标识符。

• 没有长度限制，但过长的标识符会降低代码的可读性。

3. 合法与非法标识符示例：

• 合法标识符：myVariable、_myVariable、$myVariable、myVariable1。

• 非法标识符：1myVariable（以数字开头）、my Variable（包含空格）、class（Java关键字）。

4. 命名规范：

• 使用有意义的名称，增强代码的可读性和可维护性。

• 类名通常使用大驼峰命名法（Pascal Case），例如：MyClass。

• 方法名和变量名通常使用小驼峰命名法（Camel Case），例如：calculateTotal。

• 常量名通常使用全大写字母，单词之间用下划线分隔，例如：MAX_VALUE。

二、Java关键字

1. 定义：

• 关键字是Java语言中具有特殊含义的预定义单词，它们不能用作其他目的，如变量名或方法名。

2. 数量与分类：

Java目前定义了约51个关键字（具体数量可能随版本更新而有所变化）。

这些关键字根据用途可以分为以下几类：

数据类型关键字：

boolean、int、long、short、byte、float、double、char

流程控制关键字：

if、else、do、while、for、switch、case、default、break、continue、return等。

访问控制修饰符：

private、protected、public。

类、方法和变量修饰符：

abstract、class、extends、final、implements、interface、native、new、static、strictfp、synchronized、transient、volatile等。

动作关键字：

package、import、throw、throws、extends、implements、this、super、instanceof、new等。

保留字：

true、false、null、goto、const（注意：goto和const是保留字，但在当前Java版本中未作为关键字使用）。

3. 注意事项：

• 关键字的所有字母都是小写的。

• 由于Java区分大小写，因此public是关键字，而Public则不是。但为了避免混淆和提高代码可读性，应避免使用关键字的变体形式。

综上所述，Java标识符与关键字是构建程序的基础元素。理解它们的构成规则和用途对于编写清晰、规范的代码至关重要。在命名标识符时，应遵循良好的编程习惯并使用有意义的名称；在使用关键字时，应严格遵守Java语法规定并避免将其作为变量名或方法名使用。

字符串

Java中的字符串是一个非常重要的数据类型，它用String类来表示。以下是对Java字符串的详细知识归纳：

一、字符串的定义与创建

1. 定义：

在Java中，字符串是一个类，它表示不可变的字符序列。String类是Java中唯一的不可变类，这意味着对String对象进行任何更改都会创建一个新的String对象。

2. 创建方式：

• 使用字面量创建：这是最简单的方式，例如String str = "Hello";。这种方式创建的字符串会被存储在字符串常量池中，以便重用。

• 使用new关键字创建：例如String str = new String("Hello");。这种方式创建的字符串会存储在堆内存中，每次都会创建一个新的对象，即使内容相同。

二、字符串的特性

1. 不可变性：

一旦创建，字符串的内容就不能被修改。如果需要修改字符串，实际上是创建了一个新的字符串对象。

2. Unicode支持：

String类支持Unicode字符，因此它可以包含来自各种语言和字符集的字符。

3. 字符串常量池：

为了优化性能和内存使用，Java引入了字符串常量池。使用字面量创建的字符串会被存储在常量池中，如果再次创建相同内容的字符串，会直接从常量池中获取引用，而不是创建新的对象。

三、字符串的常用方法

1. 获取字符串长度：

使用length()方法，例如String str = "Hello"; int length = str.length();。

2. 字符串比较：

• 使用==比较引用是否相同。

• 使用equals()方法比较内容是否相同，忽略大小写可以使用equalsIgnoreCase()方法。

• 使用compareTo()方法按字典顺序比较两个字符串的大小。

3. 字符串查找：

• 使用charAt(int index)方法获取指定位置的字符。

• 使用indexOf(String str)方法查找子字符串第一次出现的位置。

4. 字符串截取：

• 使用substring(int beginIndex)方法从指定位置开始截取到字符串末尾。

• 使用substring(int beginIndex, int endIndex)方法从指定开始位置到结束位置（不包含结束位置）截取字符串。

5. 字符串拼接：

• 使用+号拼接字符串，例如String str1 = "Hello"; String str2 = "World"; String result = str1 + ", " + str2;。

• 使用StringBuilder或StringBuffer类进行动态拼接，推荐在多次拼接时使用，以提高性能。

6. 字符串格式化：

使用String.format()方法可以将字符串格式化为指定的格式，例如String str = String.format("我叫%s,今年%d岁", "老王", 30);。

7. 字符串转换：

• 字符串可以转换为字符数组，使用toCharArray()方法。

• 字符串可以转换为其他基本数据类型，例如使用Integer.parseInt(String str)将字符串转换为整数。

8. 其他常用方法：

• trim()方法用于去除字符串两端的空格。

• replace()和replaceAll()方法用于替换字符串中的字符或子字符串。

• split()方法用于将字符串拆分为子字符串数组。

四、字符串的性能优化

1. 充分利用字符串常量池：

在日常开发中，优先使用字面量方式创建字符串，以充分利用字符串常量池的优势。

2. 避免频繁创建字符串对象：

在需要频繁修改字符串时，应使用StringBuilder或StringBuffer类，而不是每次修改都创建新的String对象。

3. 注意字符串拼接的方式：

在使用+号拼接字符串时，每次拼接都会创建新的String对象，性能较低。推荐使用StringBuilder或StringBuffer进行拼接。

综上所述，Java中的字符串是一个功能强大且灵活的数据类型，掌握其定义、特性、常用方法以及性能优化技巧对于编写高效、可维护的Java代码至关重要。

表达式

一、表达式的定义与基本组成

表达式是Java程序中的一个基本构造，它使用运算符将操作数连接起来，形成一个可以计算或判断的式子。操作数可以是常量、变量或方法调用等，而运算符则用于指定对操作数进行的操作类型。

二、表达式的类型与特点

1. 算术表达式

• 涉及基本的数学运算，如加法、减法、乘法、除法和取模等。

• 运算结果可以是整数或浮点数，取决于操作数的数据类型。

• 例如：int result = 5 + 3 * 2;这是一个算术表达式，其中5 + 3 * 2是操作数和运算符的组合。

2. 关系表达式

• 使用关系运算符比较两个操作数的大小、相等性或不等性。

• 运算结果是一个布尔值（true或false）。

• 例如：boolean isEqual = (a == b);这是一个关系表达式，用于判断变量a和b是否相等。

3. 逻辑表达式

• 使用逻辑运算符对布尔值进行操作，如与（&&）、或（||）和非（!）等。

• 运算结果仍然是一个布尔值。

• 例如：boolean flag = (a > 0) && (b < 10);这是一个逻辑表达式，用于判断变量a是否大于0且变量b是否小于10。

4. 条件表达式

• 使用三元运算符（?:）根据条件表达式的真假来选择两个值中的一个。

• 运算结果可以是任意类型，取决于所选的值。

• 例如：int max = (a > b) ? a : b;这是一个条件表达式，用于选择a和b中的较大值。

5. 赋值表达式

• 使用赋值运算符（=）将值赋给变量。

• 运算结果是被赋的值（通常与变量类型相同）。

• 例如：int x = 5;这是一个赋值表达式，它将值5赋给变量x。

三、表达式的运算顺序与优先级

1. 运算顺序

• 在一个表达式中，可能包含多个运算符和操作数。运算顺序由运算符的优先级决定。

• 优先级高的运算符会先被计算，然后才是优先级低的运算符。

• 例如：在表达式5 + 3 * 2中，乘法运算符（*）的优先级高于加法运算符（+），因此会先计算3 * 2，然后再与5相加。

2. 优先级规则

• Java中的运算符优先级是固定的，但可以通过使用括号来改变运算顺序。

• 括号内的表达式会优先被计算。

• 常见的运算符优先级从高到低依次为：增量和减量运算（如++、--）、算术运算（如+、-、*、/、%）、比较运算（如>、<、==、!=）、逻辑运算（如&&、||、!）、赋值运算（如=）。

3. 结合性

• 当两个运算符具有相同的优先级时，它们的结合性决定了运算的顺序。

• 大多数运算符都是左结合的，即从左到右进行运算。

• 例如：在表达式a + b + c中，由于加法运算符（+）是左结合的，因此会先计算a + b，然后再与c相加。

四、表达式的应用与实例

1. 赋值操作

• 表达式可以用于为变量赋值。例如：int sum = a + b;将表达式a + b的结果赋值给变量sum。

2. 条件判断

• 在if语句、while语句等控制流语句中，可以使用表达式作为条件来判断是否执行某个代码块。例如：if (x > 0) { ... }中的x > 0就是一个条件表达式。

3. 循环控制

• 在循环语句中，可以使用表达式作为循环条件来控制循环的执行。例如：while (x < 10) { ... }中的x < 10就是一个循环条件表达式。

4. 方法调用

• 在方法调用中，可以将表达式作为参数传递给方法。例如：System.out.println(a + b);中的a + b就是一个表达式参数。

5. 复杂表达式

• 通过组合不同类型的运算符和操作数，可以构建复杂的表达式。例如：(a > 0) ? (b * 2) : (c / 2)是一个包含条件运算、算术运算和赋值运算的复杂表达式。

五、注意事项与最佳实践

1. 注意运算符优先级

• 编写表达式时，要注意运算符的优先级和结合性，以避免产生错误的运算顺序。

• 可以使用括号来明确指定运算顺序，使代码更易于阅读和维护。

2. 避免隐式类型转换错误

• 在进行不同类型的数据运算时，要注意隐式类型转换可能导致的数据精度丢失或类型不匹配错误。

• 可以使用显式类型转换来避免这些问题。

3. 编写清晰的表达式

• 编写表达式时，要尽量保持简洁明了，避免使用过于复杂的嵌套或组合运算。

• 可以将复杂的表达式拆分成多个简单的表达式，以提高代码的可读性和可维护性。

综上所述，Java中的表达式是编程中的基本组成部分，它用于描述程序中的各种计算和逻辑操作。掌握表达式的定义、类型、运算顺序与优先级以及应用对于编写高效、可维护的Java代码至关重要。

main（）方法

在Java中，main()方法是程序的入口点。每个Java应用程序都必须有一个main()方法，且必须是public、static和void类型的。以下是关于Javamain()方法的一些关键知识点：

1.main()方法的签名

 public static void main(String[] args) {
    // 方法体
}

• public：

该方法是公共的，可以从类外部访问。

• static：

该方法可以在没有创建类的实例的情况下调用。由于main()方法是程序的入口点，因此在创建任何对象之前就需要调用它。

• void：

该方法不返回任何值。

• String[] args：

这是main()方法的参数，它是一个字符串数组。命令行参数通过该数组传递给程序。

2. 命令行参数

当你从命令行运行Java程序时，可以传递参数给main()方法。这些参数作为字符串数组args传递给main()方法。例如：

 java MyClass arg1 arg2 arg3

在上面的例子中，arg1、arg2和arg3将作为字符串传递给main()方法中的args数组。

3.main()方法的调用

main()方法不是由程序员显式调用的；它是由Java虚拟机（JVM）在程序启动时自动调用的。当你运行一个Java程序时，JVM查找具有正确签名的main()方法，并执行它。

4.main()方法的位置

main()方法必须定义在一个类中，这个类可以是公共的（public），也可以是默认的（不指定访问修饰符）。但是，如果你打算从命令行运行该类，那么它所在的类必须是公共的，并且类名必须与文件名相匹配（不包括文件扩展名.java）。

5.main()方法的重写和重载

• 重写：

main()方法不能被重写，因为它不是从任何超类继承的。它是一个静态方法，与类的实例无关。

• 重载：

虽然你可以在同一个类中定义其他具有不同签名（参数列表不同）的main()方法，但这些方法不会被JVM作为程序的入口点调用。只有具有String[] args参数的main()方法才会被JVM识别为程序的入口点。

6. 抛出异常

虽然main()方法的返回类型是void，但它可以抛出异常。如果你不在main()方法中捕获异常，那么这些异常将被JVM捕获，并打印出异常的堆栈跟踪。

7. 示例

以下是一个简单的Java程序示例，它展示了如何使用main()方法及其命令行参数：

 public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        // 打印“Hello, World!”消息
        System.out.println("Hello, World!");

        // 打印命令行参数的数量
        System.out.println("Number of arguments: " + args.length);

        // 打印每个命令行参数
        for (String arg : args) {
            System.out.println("Argument: " + arg);
        }
    }
}

你可以通过以下方式编译和运行这个程序，并传递一些命令行参数：

 javac HelloWorld.java
java HelloWorld arg1 arg2 arg3

输出将类似于：

了解main()方法及其使用是掌握Java编程基础的关键部分。