Java语法笔记

最新推荐文章于 2024-04-12 15:33:20 发布

Naisu Xu

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分类专栏：编程相关文章标签： java jvm 开发语言 java8 java se

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前言
测试环境搭建
Java 8 语法

前言

以前做东西都赶时间需要什么百度什么，很多时候因为这种方式导致学的东西太片面，总体下来反而花了很多冤枉时间，在语法方面这个情况更加明显。这次趁着项目中再一次用到Java，就花点时间对相关语法做个记录，方便自己后期查阅。

测试环境搭建

系统：Windows
环境：JDK
下载地址：https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/
我这里下载的是Java 19 2022-09-20版本
编辑器：VS Code
下载地址：https://code.visualstudio.com/
下载安装后需要装Java扩展，见下图：

Java 8 语法

我这里用到Java是用于安卓原生开发，目前安卓支持Java版本为Java 8，所以这里就以这个版本进行记录，当然大概也不会详细的记录所有语法，详细内容可以参考官方文档。

Java 8 官方页面如下：
https://docs.oracle.com/javase/8/
语法教程如下：
https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/index.html

基础示例

// 这是单行注释
/* 这是单行或多行注释 */ 
/** 这是文档注释，可以单行或多行
 * Java程序最基础的就是class(类)，这里的Test是类名
 */
class Test {
    public static void main(String[] args) { // main方法是程序的主入口点
        System.out.println("Hello World!"); // 打印输出字符串
    }
}

在这里插入图片描述

Language Basics（基础语法）

Variables and Arrays（变量和数组）

下面是Java中基本的变量类型及默认值：

byte varByte = 0;
short varShort = 0;
int varInt = 0;
long varLong = 0L;
float varFloat = 0.0f;
double varDouble = 0.0d; 
char varChar = '\0';
boolean varBoolean = false;
String varString = null; // 所有对象的默认值均为null

变量通常以骆驼式命名法命名：第一个单词以小写字母开始；从第二个单词开始以后的每个单词的首字母都采用大写字母。

变量值可以有多种表达方式：

byte var1 = 0b00001111; // 二进制表示
byte var2 = 0b0000_1111; // 带下划线分割
int var3 = 0xff; // 十六进制表示
int var4 = 1_0000_0000; // 带下划线分割
double d2 = 1.0E2; // 用科学计数法表达

使用 final 修饰的变量赋值后就不可修改，相当于其它语言中的常量，常量名称一般使用全大写和下划线的形式：

final String MY_NAME = "Naisu";

下面是Java中数组的声明和创建方式：

int[] array1; // 声明数组
int array2[]; // 声明数组，不推荐
byte[][] array3; // 声明二维数组

array1 = new int[4]; // 创建数组
array3 = new byte[4][8]; // 创建数组

char[] array4 = new char[8]; // 声明并创建数组
boolean[] array5 = { true, false, true, false }; // 声明并创建数组

System.out.println(array5.length) // 打印数组长度

下面是一些数组操作方法：

// 数组很多操作都在java.util.Arrays中，下面演示其中部分方法

String[] array1 = new String[3];
java.util.Arrays.fill(array1, "la"); // 填充数组
for (String item : array1) { // 遍历数组
    System.out.print(item);
}
System.out.println();

char[] array2 = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'N', 'a', 'i', 's', 'u', '!' };
char[] array3 = java.util.Arrays.copyOfRange(array2, 6, 11); // 从一个数组中截取复制
for (char item : array3) {
    System.out.print(item);
}
System.out.println();

System.out.println(java.util.Arrays.equals(array2, array3)); // 比较数组是否相同
String[] array4 = { "la", "la", "la" };
System.out.println(java.util.Arrays.equals(array1, array4));

java.util.Arrays.sort(array2); // 对数组元素进行排序
for (char item : array2) {
    System.out.print(item);
}
System.out.println();

System.out.println(java.util.Arrays.binarySearch(array2, 'i')); // 查找元素返回位置
System.out.println(java.util.Arrays.binarySearch(array2, 'l')); //
System.out.println(java.util.Arrays.binarySearch(array2, 'x')); // 查找不存在的元素

在这里插入图片描述

Operators（运算符）

类型	符号
算术运算	`+` `-` `*` `/` `%`
自增自减	`expr++` `++expr` `expr--` `--expr`
赋值运算	`=` `+=` `-=` `*=` `/=` `%=` `&=` `^=` `\|=` `<<=` `>>=` `>>>=`
位运算	`&` `\|` `^` `~` `<<` `>>` `>>>`
逻辑运算	`&&` `\|\|` `!`
比较与判断	`<` `>` `<=` `>=` `==` `!=` `instanceof（判断左边对象是否为右边类的实例）`
三元运算	`? :`

Control Flow Statements（流程控制语句）

下面是Java中各种条件选择语句一般用法：

if (condition) { ... }

if (condition) { ... } 
else { ... }

if (condition) { ... } 
else if (condition) { ... } 
else { ... }

switch (key) {
    case value1: 
        ...
        break;
    case value2: 
        ...
        break;
    default:
        break;
}

下面是Java中各种循环语句一般用法：

while (expression) {
    ...
}

for (initialization; termination; increment) {
    ...
}

循环语句中使用 break 跳出循环，使用 continue 跳过本次循环进入下一次循环。

Numbers and Strings（数值和字符串）

数值和字符串是编程中最主要操作的内容，这里稍微描述下，有时间再进行详细说明。

Java语言自带或是官方的类库中有非常多的数值和字符串操作的方法：

对于数值来说比较常用的有各种数值类型间的转换、数值的数学运算、数值间的比较等；
对于字符串来说比较常用的有字符串的查找、替换、截取、比较等；
字符串和数值之间还有相互转换的各种方法；

Classes and Objects（类和对象）

类、成员、方法基础说明

Java作为面向对象编程语言（OOPL），最核心的特征就是类。类是对具体对象特征的抽象，类中主要包含变量和方法（函数）等，都称为类的成员：

class MyClass {
	// 成员变量
	// 用private修饰的成员只允许类内部访问
    private int number = 233;

	// 成员方法
	// 用public修饰的成员允许外部访问
    public int getNumber() {
        return number;
    }
    
    // 同名的方法可以有不同的输入参数，称为方法的重载
    public int getNumber(int add) {
        return number + add;
    }
}

类通常以骆驼式命名法命名：每个单词首字母大写。

文件中直接的类（顶级类）的前面可以不加修饰符，或是有且只有其中一个类可以加上public修饰符，如果加了该修饰符那么该类名必须和文件名相同。

方法通常以骆驼式命名法命名，并且第一个单词一般为动词。

和类名相同的方法称为构造方法，会在该类型变量创建时运行构造方法：

class MyClass {
	// 构造方法没有返回值
    public MyClass() {
        System.out.println("Hello World !");
    }
	// 构造方法也可以重载
    public MyClass(String name) {
        System.out.println("Hello " + name + " !");
    }
}

在这里插入图片描述

传入方法的参数最后一个可以是任意长度参数，该参数在方法内部会被视为数组：
在这里插入图片描述

注意传参时传值和传引用：

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int data = 200;
        modify(data); // 简单类型传递的是值，内部修改不会影响原始数据
        System.out.println(data);

        int[] array = { 200 };
        modify(array); // 数组和对象等复杂类型传递的是引用，内部修改会影响原始数据
        System.out.println(array[0]);
    }

    public static void modify(int data) {
        data += 33;
    }

    public static void modify(int[] array) {
        array[0] += 33;
    }
}

在这里插入图片描述

可以使用 static 来修饰成员，这些成员被称为静态成员，在所有该类的对象中共享，并且不需要创建对象就能使用：
在这里插入图片描述

Nested Classes（嵌套类）

类的内部还可以嵌套类：

class OuterClass {
    ...
    class InnerClass {
        ...
    }
}

Enum Types（枚举类型）

Java中也有枚举类型，比如下面样子：

enum Week {
    SUNDAY, MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY
}

Interfaces and Inheritance（接口和继承）

Interfaces（接口）

接口算是Java中除了类以外最重要的一个概念了。接口有点像C/C++中的头文件，但又强大很多。

接口和类定义上有一点点像，使用 interface 关键词，接口中只需要声明变量和方法，不需要去实现它：

interface CommInterface {
    // 在Java9前接口内的成员前面不能加限定范围的关键词，默认都是public的
    void setName(String str);
    String getName();
    ...
}

接口是给两边人合作的中间点，一边需要实现接口具体的方法，另一边拿来使用。

实现接口是通过创建类来进行的：

class MyClass implements CommInterface {
	// 类中真正实现了接口中声明的方法
    public void setName(String str) { ... }
    public String getName() { ... }
    ...
}

如果接口被实现过，就可以使用了：

// 注意这里声明的对象类型是接口的类型
CommInterface inter = new MyClass();
inter.setName("Naisu");
System.out.println(inter.getName());

使用接口的好处是使用的人完全不需要关系实现接口的细节，只要知道接口中有哪些东西就能拿来用了。一个接口可以有各种各样的实现，更换实现时不需要更改使用的代码。

一个类可以同时实现多个接口：

class Class implements Interface1, Interface2 ... {
    ...
}

Java8开始接口中可以有静态方法和默认方法了：

interface CommInterface {
	// 静态方法，不需要实现它，直接用CommInterface.func1()即可使用
    public static void func1() { ... }
	// 默认方法，实现该接口的类中不写该方法也可以有默认操作
    default void func2() { ... }
}

Inheritance（继承）

Java中一个类可以继承自另一个类：

class SubClass extends MainClass {
    ...
}

继承的意义是一个类可以在编写时直接获得它继承的父类的内容，提高代码的复用：

class MainClass {
    public String str1 = "main-str1";
    private String str2 = "main-str2"; // private修饰的成员是不会被继承的

    public MainClass() {
        System.out.println("main-class");
    }

    public void print() {
        System.out.println("main-print");
    }
}

class SubClass extends MainClass {
    // 什么都不写也会获得父类的成员
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SubClass obj = new SubClass(); // 子类没有自己的“无参数构造方法”，那么就会调用父类的“无参数构造方法”
        System.out.println(obj.str1);
        // System.out.println(obj.str2); // private修饰的成员是不会被继承的
        obj.print();
    }
}

在这里插入图片描述

子类可以有和父类相同名称的变量和方法：

class MainClass {
    public String str1 = "main-str1";

    public void print() {
        System.out.println("main-print");
    }
}

class SubClass extends MainClass {
    public String str1 = "sub-str1";

    // 重写父类的print方法
    public void print() {
        System.out.println("sub-print");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SubClass obj = new SubClass();
        System.out.println(obj.str1);
        obj.print();
    }
}

在这里插入图片描述

子类中可以用 this 来指代自己，使用 super 来指代父类：

class MainClass {
    public String str1 = "main-str1";

    public void print() {
        System.out.println("main-print");
    }
}

class SubClass extends MainClass {
    public String str1 = "sub-str1";

    public void print() {
        System.out.println("sub-print");
    }

    public void printAll() {
        System.out.println(this.str1);
        System.out.println(super.str1);
        this.print();
        super.print();
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SubClass obj = new SubClass();
        obj.printAll();
    }
}

在这里插入图片描述

可以使用 final 来修饰类，这种类无法被继承；如果用 final 来修饰方法，那么该方法无法被子类重写。

可以使用 abstract 来修饰类，叫做抽象类，其中方法不需要实现，而是由继承它的子类来实现，有点类似与接口。

接口也可以继承别的接口，并且接口可以多继承：

interface CommInterface extends Interface1, Interface2 ... {
    ...
}

类可以同时继承其它类并实现接口：

class MyClass extends Class implements Interface {
    ...
}

Generics（泛型）

Java的基础变量类型都是强类型的，这在有些时候不怎么方便，比如下面情况：

String test(String str) { return str; }
int test(int i) { return i; }

这两二方法其实功能是一样的，唯一的区别就是参数类型不一样。这种情况其实挺常见的，如果遇到这种情况有一种通用的处理方式就可以减少很多代码量。这就是泛型了：

// 用<T>声明了一个名称为T的类型
// 通常泛型声明类型都用单个的大写字母，比如E K N T V S U等，虽然可以任意指定，但通常规则如下
// E：Element (在集合中使用，因为集合中存放的是元素)
// T：Type（Java 类）
// K：Key（键）
// V：Value（值）
// N：Number（数值类型）
// ？：表示不确定的java类型
<T> T test(T t) {
    return t;
}

泛型会在使用时根据传入或接收的对象类型来确定其真正的类型：
在这里插入图片描述

在类或接口中也可以使用泛型：
在这里插入图片描述

Packages（包）

前面讲到了对Java程序来说最基本的是的类，这有个问题，对于大型程序来说类名有可能重复，这就有冲突了。所以又搞了个包出来，包名通常很长，比如 com.example.naisu ，这样使用这个包下面的类其实就会变成这样 com.example.naisu.MyClass ，包名通常用组织的域名加具体的子名称组成，这样可以在最大可能上避免重复产生。

包的方式不光是名称而已，文件目录上也是根据包名组织的，使用开发工具的话一般会自动处理相关事务：
在这里插入图片描述

包之间可以用 import 来导入使用：
在这里插入图片描述

Annotations（注解）

Java的代码中很多类和方法的前面经常会有 @ 开有后跟文本的内容，这个是Java中的Annotations（注解）。

注解的基本功能就是一些提示性的语句，比如下面这些：
@Author 标示作者信息
@Override 标示方法是重写的方法
在上面基础上这些注解还可以给编译器看，比如下面一些：
@Override 如果父类中没有该方法则发出警告
@SuppressWarnings 忽略某些警告
再进一步的有些注解可以给其它的工具看，用来配置生成代码等。