Java基础知识（一）

最新推荐文章于 2021-09-18 10:17:31 发布

jackzhangdev

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分类专栏： Java基础知识

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一、数据类型

整型

int（4字节）的取值范围时大约-20亿到20亿，如果想要表示地球居住的人口，就需要使用long类型了。在Java中整型的范围与运行Java代码的机器无关。
在C和C++中，int和long等整型的大小和目标平台相关。在8086这样的16位处理器上整数占2字节，不过在32位处理器上，整数则为4字节。类似地，在32位处理器上long值为4字节，在64位处理器上则为8字节。由于存在这些差别，这对编写跨平台程序带来了很大难度。在Java中，所有的数值类型所占据的字节数与平台无关。

浮点类型

所有的浮点数计算都遵循IEEE 754规范。具体来说，下面是用于表示溢出和出错情况的三个特殊的浮点数值。

正无穷大 Double.POSITIVE_INFINITY = 1.0 / 0.0
负无穷大 Double.NEGATIVE_INFINITY = -1.0 / 0.0
NaN（不是一个数字） Double.NaN = 0.0d / 0.0

char类型

char类型原本用于表示单个字符，不过，现在情况已经有所变化。如今，有些Unicode字符可以用一个char值描述，另外一些Unicode字符则需要两个char值。
之所以在Java语言里可以使用char进行中文数据的保存，是因为Java使用的是unicode这种十六进制的编码，这种编码的主要特点是可以包括任意的文字内容。使得程序的开发更加简单。

二、变量与常量

变量

声明一个变量后，必须用赋值语句对变量进行显式初始化，Java编译器不允许使用未初始化的变量。

常量

在Java中，利用关键字final声明常量。关键字final表示这个变量只能被赋值一次，就不能再更改了，习惯上，常量名使用全大写。在Java中，经常希望某个常量可以在一个类的多个方法中使用，通常将这些常量称为类常量（class constant）。可以使用关键字static final设置一个类常量。

三、运算符

算数运算符

当参与运算的两个操作数都是整数时，表示整数除法，否则，表示浮点除法。需要注意，整数被0除将会产生一个异常，而浮点数被0除将会得到无穷大或NaN结果。

可移植性是Java语言的设计目标之一。无论在哪个虚拟机上运行，同一运算应该得到同样的结果。对于浮点数的算法运算，实现这样的可移植性是相当困难的。double类型使用64位存储一个数值，而有些处理器则使用80位浮点寄存器。这些寄存器增加了中间过程的计算精度。但是这个结果可能与始终使用64位计算的结果不一样。因此，Java虚拟机的最初规范规定所有的中间计算都必须进行截断。这种做法遭到了数字社区的反对。截断计算不仅可能导致溢出，而且由于截断操作需要消耗时间，所以在计算速度上实际上要比精度慢。为此，Java程序设计语言承认了最优性能与理想的可再生性之间的冲突，并给予了改进。
在默认情况下，现在虚拟机设计者允许对中间计算结果采取拓展的精度。但是，对于使用strictfp关键字标记的方法必须使用严格的浮点计算来生成可再生的结果。

数学函数

Math类提供了一些常用的三角函数
Math.sin
Math.cos
Math.tan
Math.atan
Math.atan2

Math类提供了一些方法使整数有更好的运算安全性。如果一个计算溢出，数学运算符只是悄悄地返回错误而不做任何提醒。例如，10亿乘以3的计算结果将是-1294967296，因为最大的int值也只是刚刚超过20亿。不过，如果调用Math.multiplyExact(10_0000_0000, 3)，就会生成一个异常。你可以捕获这个异常或者让程序终止，而不是允许它给一个错误的结果然后悄无声息地继续运行。

a++和++a

前缀形式会先完成加1，而后缀形式会使用变量原来的值。建议不要在表达式中使用++，因为这样的代码很容易让人困惑，而且会带来烦人的bug。

四、字符串

不可变字符串

由于不能修改Java字符串中的单个字符，所以在Java文档中将String类对象称为是不可变的。如同数字3永远是3一样，字符串“Hello”永远包含字符H、e、l、l、o的代码单元序列。你不能修改这些值，不过可以修改字符串变量。让它引用另外一个字符串，这就如同可以让原本存3的数值变量改成存放4一样。
为了弄清楚具体的工作方式，可以想象将各种字符串存放在公共的存储池中。字符串变量指向存储池中相应的位置。如果复制一个字符串变量，原始字符与复制的字符串共享相同字符。

检测字符串是否相等

下面代码的输出结果是怎样的？

        String a = "hello1".substring(0,5);
        String b = "hello";
        System.out.println(a == b);
        System.out.println(a.equals(b));

如果代码是这样的呢？

		String a = "hello";
        String b = "hello";
        System.out.println(a == b);
        System.out.println(a.equals(b));

一定不要使用==运算符检测两个字符串是否相等！这个运算符只能够确定两个字符串是否存放在同一个位置上。当然，如果字符串在同一个位置上，它们必然想等。但是，完全有可能将内容相同的多个字符串副本放置在不同的位置上。
如果虚拟机始终将相同的字符串共享，就可以使用等号运算符检测是否相等。但实际上只有字符串字面量是共享的，而+或substring等操作得到的字符串并不共享。

"=="的字节码语义

查看上面程序的字节码时，会发现，在字节码层面，==的指令是
if_acmpne，我们去Java虚拟机中看此指令的含义。不过目前看来这个翻译应该是有些问题。
在这里插入图片描述

构建字符串

每次拼接字符串时，都会构建一个新的String对象，即耗时，又浪费空间。使用StringBuilder可以避免这个问题的发生。StringBuilder是Java5引入的。这个类的前身是StringBuffer，它的效率稍有些低。但允许采用多线程的方式添加或删除字符。如果所有字符串编辑操作都是在单个线程中执行（大部分操作是这样），则应该使用StringBuilder。这两个类的API是一样的。

五、数组

声明数组

int[] a = new int[100];

一旦创建了数组，就不能再改变它的长度。如果程序运行中需要经常拓展数组的大小，就应该使用另一种数据结构——数组列表（array list）。

可以使用下面两种形式定义一个数组变量：
int[] a;
或
int a[];
大多数java程序员喜欢使用第一种风格，因为它可以将类型与变量名清晰的分开。

Java提供了另一种初始化方式

int[] a = {1,2,3}

也可以这样初始化

int[] a = new int[]{1,2,3}

数组排序

int[] a = {1,2,3};
Arrays.sort(a);

这个方法使用了优化的快速排序算法。快速排序算法对于大多数数据集合来说都是效率比较高的。

多维数组

声明方式

int[][] a = new int[2][3];
//或者
int[][] b = {
{1,2,3},
{4,5,6}
};

如果想要快速地打印一个二维数组，可以调用

System.out.println(Arrays.deepToString(b));