项目二：打好Java编程基础-优快云博客

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项目二：打好Java编程基础
- 任务一：一元二次方程（顺序结构版）

项目二：打好Java编程基础

任务一：一元二次方程（顺序结构版）

1.思路分析

在这里插入图片描述

源码：

2.编程实现

创建`net.zengjinyi.p02.t01`包

在包里创建`Equation`类

在这里插入图片描述

在主方法里编写代码

运行程序，查看结果

在这里插入图片描述

通过大语言模型来求根

在这里插入图片描述

改进程序，输入系数

在这里插入图片描述

运行程序，查看结果

两个不相等实根
两个相等实根
没有实数根

代码说明

本代码实现了一元二次方程的求解功能。代码遵循IPO模式，即输入、处理和输出。用户通过键盘输入方程的系数a、b、c，程序计算判别式delta，进而求得方程的两个根×1和x2，并输出结果。代码逻辑清晰，包含输入、处理和输出三个主要部分，方便用户快速求解一元二次方程。

程序小结

为了判断根的存在情况，以后我们会使用选择结构(if-else if-else)来处理

3.知识讲解

1、代码基本格式

语法格式

Java一切代码都要放在类里
在这里插入图片描述

代码规范（norm）

好坏问题
主要目的是保证代码质量（Code Quality）
good or bad

代码规则（rule）

对错问题
right or wrong

语句分类

结构定义语句

定义类
class 类名{
…
}
定义接口
interface 接口名{
…
}
定义方法
返回值类型方法名（参数类表）{
…
}

功能执行语句

计算和处理

大小敏感

比如，age与AGE是两个不同的变量，可以保存不同的值
在这里插入图片描述
shell
贝壳，外壳
交互式环境（interactive environment）

C、C++、Java、Python、JavaScript都是大小写敏感的语言

Python

如果执行ipython报错，那么执行命令：pip install ipython,安装ipython
如果提示找不到匹配命令，那么配置环境变量
JavaScript
下载Node.js的网址-https://nodejs.org/en/download

将安装程序下载到本地

设置安装位置D:\Program Files\nodejs

完成安装

查看Node版本
执行命令：node -v

进入Node交互式环境，运行JavaScript代码

VB和VFP是大小写不敏感的编程语言

缩进格式

采用缩进格式输入代码，看起来层次分明
不采用缩进格式，程序依然可以运行出正确结果，但是代码显得凌乱，可读性很差
用进废退:Use it or lose it.

2、三种注释方式

单行注释

//注释内容

多行注释

/*
注释内容
注释内容
注释内容
*/

文档注释

/**
注释内容
注释内容
注释内容
*/
导出项目的API文档，具体用法参看笔记2.1.2

思考题：为什么程序要有注释呢？

更好的理解（understanding)
更好的协作(cooperation)

演示

在这里插入图片描述

3、关键字与标识符

关键字(keyword)

概念
键字（Keyword）是编程语言里事先定义好并赋予了特殊含义的单词，也称作保留字（Reserved Word）。
JDK8有50个关键字，注意：都是小写
JDK11增加了一些关键字，比如var用来声明变量
var x = 100,自动推断变量x是整型，于是x + 150结果是250
var y = “100”,自动推断变量y是字符串，于是y+150结果是“100150”

标识符(identifier)

构成规则(rules)-明是非
(1)构成(composition)
字母、数字、_、$[letter,number,underscore,dollar]
其实可以用汉字作为标识符，但是不建议用

(2)打头(start with)
不能以数字打头
在这里插入图片描述

(3)避免(avoid)
避免用关键字作标识符
在这里插入图片描述
给关键字添加一点东西就可以作为标识符

(4)演示
合法标识符(legal identifier)

非法标识符(illegal identifier)
在这里插入图片描述

命名规范(norms)-知好歹
(1)包名所有字母一律小写
net.zengjinyi.p01.t02
(2)类名和接口名每个单词首字母都要大写
HelloWorld
ArrayList(数组列表)
HashMap(哈希映射)
(3)常量名所有字母都大写，单词之间用下划线连接
MAX_VALUE
MIX_VALUE
EXIT_ON_CLOSE

(4)变量名和方法名第一个单词全部小写，从第二个单词开始每个单词首字母大写
nextLine-变量名
getNextLine-方法名
(5)建议使用有意义的英文单词定义标识符，增加程序可读性
username-用户名
password-密码
age-年龄
price-价格
(6)演示(demenstration)
在这里插入图片描述

4、变量与常量

声明变量（declare variables）

语法格式
(1)声明：类型变量名；
1.类变量（全局变量）可以不初始化
2.方法里的局部变量必须初始化（initialization）
(2)定义：类型变量名 = < 值>；
基本数据类型
(1)数值型
1.byte
字节型
1个字节
$2^8,2^8-1]$
[-128,127]
2.short
短整型
2个字节
$2^{16},2^{16}-1]$
[-32,768,32,767]
3.int
整型（integer)
4个字节
$2^{32},2^{32}-1]$
-2,147,483,648,2,147,483,647
4.long
长整型
8个字节
$2^{64},2^{64}-1]$
[-9,223,372,036,854,775,808,9,223,372,036,854,775,807]
5.float
浮点型
4个字节
[1.4E-45,3.4028235E+38]
6.double
双精度
8个字节
[4.9E-324,1.7976931348623157E+308]
(2)字符型
char
字符型
2个字节
[‘\u0000’,‘\uffff’]~[0,65,535]
(3)布尔型
boolean
true
false
案例演示

注意事项
长整型数，后面要加L（最好大写，小写容易跟数字1混淆）
实数，默认是双精度，如果要赋给浮点型变量，后面要加f或F，否则会报错

定义常量（declare constants）

语法格式
final 类型常量名 =<值>
简要说明
常量名最好全部大写
常量不能再给它赋值
案例演示

5、算术运算与算术表达式

算术运算符（arithmetic operators）

$+$
(1)正号（plus sign）
(2)+3
(3)plus three
$-$
(1)负号（minus sign）
(2)-3
(3)minus three

(4)我欠人家3元
1.I owe someone three yuan.
2.I’m in debt to someone for three yuan.
3.我 - 债务人（debtor）
4.人家 - 债主（lander，locaner）
$+$
(1)加（add - addlition）
sum（和）
(2)3 + 2 = 5
(3)Math English:Three plus two equals five.
(4)Daily English:Add two to three,and you will get five.
$-$
(1)减（subtract - subtraction）
difference（差）
(2)Example:5 - 3 =2
(3)Math English:Five minus three equals two.
(4)Daily English:Subtract three from five,and you will get two.
$*$
(1)乘（multiple - multiplication）
product（积）
cross product 叉乘
dot product - 点乘
$2\times3=6$ - cross product
$2\cdot3=6$ - dot product
(2)Example：3 * 7 = 21
(3)Math English:Three times seven equals twenly-one.
(4)Daily English:Multiply three by seven,and you will get twenty-one.
$/$
(1)除（divide - division）
quotient（商）
IQ
Intelligence Quotient
智商
$21 \div 3=7$
EQ
Emotional Quotient
情商
(2)Example：21/3=7
(3)Math English:Twenty-one divided by three euals seven.
(4)Daily English:Divide twenty-one by three,and you will get seven.

%
(1)求余(remainder)|求模(modulo)
(2)32 % 5 = 2
(3)Thirty-two modulo five equals two
(4)作用
可以用作分类
比如对2求余，可以将整数分为奇数和偶数
(5)引申
利用/和%运算符可以编写一个带余除法程序
在这里插入图片描述
package net.zengjinyi.p02.t01;

  import java.util.Scanner;
  
  /**
   * 功能：带余除法
   * 作者：
   * 日期：2024年04月10
   */
  public class DivisionWithRemainder {
      public static void main(String[] args) {
          //声明部分
          int a, b, q, r;
          Scanner sc = new Scanner(System.in);
  
          //输入部分
          System.out.print("a = ");
          a = sc.nextInt();
          System.out.print("b = ");
          b = sc.nextInt();
  
          //处理部分
          q = a / b;
          r = a % b;
  
          //输出部分
          System.out.println(a + "÷" + b + "=" + q + "……" + r);
      }
  }

$+ +$
(1)自增（auto-increment）
1.前自增
++n
先加后用

2.后自增
n++
先用后加
在这里插入图片描述
计算1+2+3+……+100

用Python完成同样任务

$- -$
(1)自减（auto-decrement）
1.前自减
--n
先减后用

2.后自减
n–
先用后减

计算100+99+……+1
在这里插入图片描述

用Python完成同样任务
在这里插入图片描述
注： $+ +$ , $- -$ 只能作用在变量上，不能作用在常量或表达式上

运算优先级（operation precedence）

正负
乘除求余
加减
注：用括号改变优先次序

算术表达式（arithmetic expression）

概念（concept）
利用算术运算符将常量和变量连接起来的表达式
$\displaystyle\frac{x^2 +y^3-3z^2}{3x^2-4y^3+4z^3}$
实例（example）
方法一
(xx +yyy-3zz)/(3xx-4yyy+4zzz)
方法二
(xx+Math.pow(y,3) -3zzz/(3xx-4Math.pow(y,3)+4*math.pow(z,3)

6、赋值运算符

简单赋值运算（simple assignment operator）

语法格式
变量 = 表达式
简单说明
赋值运算具有双重功能，先计算赋值号右边表达式的值，然后将赋值给左边的变量
因为Java是一种静态语言，所以要求表达式类型要与变量类型匹配，否则就会报错
案例演示

兼容
compatible-adj.兼容的
This application is not compatible with windows11.
compatibility-n.兼容性
Our computers have very good compatibility
对比动态语言Python，比较两者异同
英语学习
1.int a = 666；
2.Assign 666 to the int variable a.
3.将666赋给整型变量a。

复合赋值运算(compound assignment operators)

基本概念
将加减乘除求余运算和赋值运算合在一起使用
语法格式
1.+=
a += b
精简一点，但是可读性不好
a = a + b
相比较而言，可读性更好
2.-=
a -= b
a = a - b
3.*=
a *= b
a = a * b
4./=
a /= b
a = a / b
5.%=
a %= b
a = a % b
more concise but less readable
案例演示
计算1+2+3+……+100（arithmetic sequence）

7、键盘输入数据

利用扫描器

创建扫描器对象
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.in
标准字节输入流
表示的物理设备-键盘
输入各种类型对象
1.整数
sc.nextInt()
2.浮点型实数
sc.nextFloat()
3.双精度实数
sc.nextDouble()
4.字符串
sc.next()
不接收空格之后的内容

案例演示
在net.zengjinyi.p02.t01包里创建ScannerDemo类
在这里插入图片描述

  package net.zengjinyi.p02.t01;

  import java.util.Scanner;

  /**
   * 功能：扫描器演示
   * 作者：
   * 日期：2024年04月10
   */
  public class ScannerDemo {
      public static void main(String[] args) {
          //声明部分
          int age;
          float price;
          double score;
          String name;
          String message;
          Scanner sc = new Scanner(System.in);
  
          //输入部分
          System.out.print("age = ");
          age = sc.nextInt();
          System.out.print("price = ");
          price = sc.nextFloat();
          System.out.print("score = ");
          score = sc.nextDouble();
          System.out.print("name = ");
          name = sc.next();
          System.out.print("message = ");
          message = sc.next();
  
          //输出部分
          System.out.println("age = " + age);
          System.out.println("price = " + price);
          System.out.println("score = " + score);
          System.out.println("name = " + name);
          System.out.println("message = " + message);
      }
  }

运行程序，查看结果
在这里插入图片描述

利用缓冲流

思路
1.将标准字节输入流转换成字符输入流
2.再将字符输入流转换成缓冲字符输入流
3.利用缓冲字符输入流的readLine()方法接受任意字符串（可以包含空格）

案例演示
在net.zengjinyi.p02.t01包里创建bufferedReaderDemo类

  package net.zengjinyi.p02.t01;
  
  import java.io.BufferedReader;
  import java.io.IOException;
  import java.io.InputStreamReader;
  
  /**
   * 功能：缓冲字符输入流演示
   * 作者：
   * 日期：2024年04月10
   */
  public class BufferedReaderDemo {
      public static void main(String[] args) {
          String message ="";
          BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
  
          System.out.print("message = ");
          try{
              message = br.readLine();
          }catch (IOException e){
              System.err.println(e.getMessage());
          }
  
          System.out.println("message = " + message);
      }
  }

运行程序，查看结果
在这里插入图片描述

4.拓展练习

幸运抽奖-由卡号计算幸运数
(1)卡号是4位整数
(2)各位数字相加得到幸运数
(3)输入四位整数的卡号
(4)编程计算幸运数
(5)关键点：整数拆分
计算三角形面积（海伦公式）
输出26个英文字母（小写、大写）

5.总结提高

英文学习

power（权力）
(1)力量
(2)权力
(3)电源
(4)幂
telation（关系）
(1)competition（竞争）
(2)cooperation（合作）
(3)Keep a balance between competition and cooperation 保持竞争与合作的平衡
program（程序）
(1)计算机科学家沃斯提出一个著名的公式
(2)program = data structure +algorithm
(3)程序 = 数据结构 + 算法
static language
(1)静态语言
实例:C,C++,Java，Scala
特点:变量必须先声明后使用
所赋值类型必须与声明的变量类型匹配
dynamic language
(1)动态语言
实例:JavaScript，Python，Ruby
特点:变量无须声明，直接赋值使用
变量类型由所赋值类型来决定
initial
(1)初始的
初值（initial value）
初心（initial intention）:不忘初心，方得始终
(2)派生词
initialize:动词：初始化
initialization:名词：初始化
define
(1)动词：定义
在Python里定义函数的关键字是def
def add(a,b):
return a+b

演示Java里定义函数（方法）
int add(int a,int b){
return a+b;
}
Java是静态语言，必须指定参数和返回值类型
在这里插入图片描述

如果实参类型与虚参类型不兼容，函数调用就会报错
在这里插入图片描述

(2)派生词
definition:名词：定义

在这个任务中，我们编写了一个Java程序来解决一元二次方程，程序接受用户输入的系数a、b、c，并计算出方程的根。通过计算判别式delta的值，我们可以确定方程有两个不相等实根、两个相等实根还是没有实数根。这个程序遵循了IPO模式，即输入(Input)、处理(Process)和输出(Output)，逻辑清晰，方便用户快速求解一元二次方程。
在改进程序中，我们引入了Scanner对象，以便从键盘接收用户输入的数据，并引入了中间变星delta。通过用户输入的系数，程序能够准确计算方程的根，并输出对应的结果，包括两个不相等实根、两个相等实根和没有实数根的情况。
在编写代码时，我们遵循了Java的关键字和标识符规范，命名规范为包名小写、类名和接口名首字母大写、常量名全大写、变是名和方法名采用驼峰命名法。同时，我们介绍了Java中的基本数据类型、算术运算符、赋值运算符和键盘输入数据的方法。
通过这个任务，我们不仅学习了如何编写一个简单的Java程序来解决数学问题，还加深了对Java编程规范和基础知识的理解。这些知识对于日后的编程工作和学习都非常重要。