java 基础 （1）简介-程序基础-流程控制-数组操作

于 2024-02-06 19:40:34 发布
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分类专栏： 前端学java 文章标签： java python 开发语言
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本文介绍了Java的基础知识，包括JavaSE与JavaEE的区别，JDK和JRE的作用，以及Java中的基本数据类型、运算、流程控制、数组操作、排序和多维数组等内容，最后提到命令行参数在Java程序中的使用。

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学习教程 java入门

JavaEE JavaSe JavaMe

在这里插入图片描述

简单来说，Java SE就是标准版，包含标准的JVM和标准库，而Java EE是企业版，它只是在Java SE的基础上加上了大量的API和库，以便方便开发Web应用、数据库、消息服务等，Java EE的应用使用的虚拟机和Java SE完全相同。

JDK JRE

在这里插入图片描述

JDK：Java Development Kit
JRE：Java Runtime Environment
简单地说，JRE就是运行Java字节码的虚拟机。但是，如果只有Java源码，要编译成Java字节码，就需要JDK，因为JDK除了包含JRE，还提供了编译器、调试器等开发工具

其他

java：这个可执行程序其实就是JVM，运行Java程序，就是启动JVM，然后让JVM执行指定的编译后的代码；
javac：这是Java的编译器，它用于把Java源码文件（以.java后缀结尾）编译为Java字节码文件（以.class后缀结尾）；
jar：用于把一组.class文件打包成一个.jar文件，便于发布；
javadoc：用于从Java源码中自动提取注释并生成文档；
jdb：Java调试器，用于开发阶段的运行调试。

如何运行一个java程序

在这里插入图片描述
先用javac(编译器)将hello.java文件，编译成字节码文件hello.calss ，然后用java(虚拟机jvm)执行这个字节码文件。
javac Hello.java
生成Hello.class
java Hello.class

总结

一个Java源码只能定义一个public类型的class，并且class名称和文件名要完全一致；
使用javac可以将.java源码编译成.class字节码；
使用java可以运行一个已编译的Java程序，参数是类名。

Java程序基础

基本类型变量

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 100; // 定义int类型变量x，并赋予初始值100
        System.out.println(x); // 打印该变量的值
    }
}

int 声明类型，x是变量名称，值是100，不给默认是0。

基本数据类型

基本数据类型是CPU可以直接进行运算的类型。Java定义了以下几种基本数据类型：

整数类型：byte，short，int，long

浮点数类型：float，double

字符类型：char

布尔类型：boolean

计算机内存的最小存储单元是字节（byte），一个字节就是一个8位二进制数，即8个bit。它的二进制表示范围从0000000011111111，换算成十进制是0255，换算成十六进制是00~ff，即1个字节的范围为0-255。

在这里插入图片描述
init占4个字节。

整型类型

对于整型类型，Java只定义了带符号的整型，因此，最高位的bit表示符号位（0表示正数，1表示负数）。各种整型能表示的最大范围如下：
byte：-128 ~ 127
short: -32768 ~ 32767
int: -2147483648 ~ 2147483647
long: -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807

浮点型

浮点类型的数就是小数，因为小数用科学计数法表示的时候，小数点是可以“浮动”的，如1234.5可以表示成12.345x102，也可以表示成1.2345x103，所以称为浮点数。

下面是定义浮点数的例子：

float f1 = 3.14f;
float f2 = 3.14e38f; // 科学计数法表示的3.14x10^38
float f3 = 1.0; // 错误：不带f结尾的是double类型，不能赋值给float

double d = 1.79e308;
double d2 = -1.79e308;
double d3 = 4.9e-324; // 科学计数法表示的4.9x10^-324

对于float类型，需要加上f后缀。
浮点数可表示的范围非常大，float类型可最大表示3.4x1038，而double类型可最大表示1.79x10308。

字符类型

字符类型char表示一个字符。Java的char类型除了可表示标准的ASCII外，还可以表示一个Unicode字符：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        char a = 'A';
        char zh = '中';
        System.out.println(a);
        System.out.println(zh);
    }
}
常量
final int PI = 3;

定义变量的时候，如果加上final修饰符，这个变量就变成了常量
常量不可重新赋值 类似于js的const

引用类型

String
String s = "hello";

String是双引号，char是单引号
引用类型的变量类似于js的对象，它内部存储一个“地址”，指向某个对象在内存的位置。

var关键字
var s = "hello"
//等同于
String s = "hello"

var会自动解析类型，然后赋值。相当于ts的const s = ‘hello’
因此，使用var定义变量，仅仅是少写了变量类型而已。

运算
int x = 12/5; // 2 只能得到整数部分
int y = 12345 % 67; // 12345÷67的余数是17

整数的数值表示不但是精确的，而且整数运算永远是精确的，即使是除法也是精确的，因为两个整数相除只能得到结果的整数部分

溢出

要特别注意，整数由于存在范围限制，如果计算结果超出了范围，就会产生溢出，而溢出不会出错，却会得到一个奇怪的结果。

移位运算

在计算机中，整数总是以二进制的形式表示。例如，int类型的整数7使用4字节表示的二进制如下：

00000000 0000000 0000000 00000111
可以对整数进行移位运算。对整数7左移1位将得到整数14，左移两位将得到整数28：

int n = 7;       // 00000000 00000000 00000000 00000111 = 7 //左移1位
int a = n << 1;  // 00000000 00000000 00000000 00001110 = 14 //左移2位
int b = n << 2;  // 00000000 00000000 00000000 00011100 = 28
int c = n << 28; // 01110000 00000000 00000000 00000000 = 1879048192
int d = n << 29; // 11100000 00000000 00000000 00000000 = -536870912

右移


int n = -536870912;
int a = n >> 1;  // 11110000 00000000 00000000 00000000 = -268435456
int b = n >> 2;  // 11111000 00000000 00000000 00000000 = -134217728
int c = n >> 28; // 11111111 11111111 11111111 11111110 = -2
int d = n >> 29; // 11111111 11111111 11111111 11111111 = -1

仔细观察可发现，左移实际上就是不断地×2，右移实际上就是不断地÷2。

位运算

位运算是按位进行与、或、非和异或的运算。

// 与 &
n = 0 & 0; //0 只有两个为1才是1
// 或 |
n = 1 | 0; //1 有一个1就是1
// 非 ~
n = ~1; //0 0和1互换
// 异或 ^
n = 0 ^ 0; //0 两个数不同结果就是1，否则为0
// 对两个整数进行位运算，其实是按位运算。
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 167776589; // 00001010 00000000 00010001 01001101
        int n = 167776512; // 00001010 00000000 00010001 00000000
        System.out.println(i & n); // 167776512
    }
}
类型自动提升与强制转型

在运算过程中，如果参与运算的两个数类型不一致，那么计算结果为较大类型的整型。例如，short和int计算，结果总是int，原因是short首先自动被转型为int：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        short s = 1234;
        int i = 123456;
        int x = s + i; // s自动转型为int
        short y = s + i; // 编译错误!
    }
}

强制转型使用(类型)，例如，将int强制转型为short：


int i = 12345;
short s = (short) i; // 12345

超出范围的强制转型会得到错误的结果，原因是转型时，int的两个高位字节直接被扔掉，仅保留了低位的两个字节：

浮点数运算

浮点数运算和整数运算相比，只能进行加减乘除这些数值计算，不能做位运算和移位运算。
浮点数的运算会有误差，比如
浮点数0.1在计算机中就无法精确表示，因为十进制的0.1换算成二进制是一个无限循环小数，很显然，无论使用float还是double，都只能存储一个0.1的近似值。但是，0.5这个浮点数又可以精确地表示。

double a = 1 - 9.0/10
System.out.print(a) //0.9999999
类型提升

如果参与运算的两个数其中一个是整型，那么整型可以自动提升到浮点型：

int a = 1
double b = 1.2 + a

但是注意

double d = 1.2 + 24 / 5; // 5.2

在复杂的四则运算中，两个整数的运算不会出现自动提升的情况

强制转换

可以将浮点数强制转型为整数。在转型时，浮点数的小数部分会被丢掉。如果转型后超过了整型能表示的最大范围，将返回整型的最大值。

int n1 = (int) 12.3; // 12
int n2 = (int) 12.7; // 12
三元表达式
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int n = -100;
        int x = n >= 0 ? n : -n;
        System.out.println(x);
    }
}

x和y的类型必须相同，因为返回值不是boolean，而是x和y之一。

字符和字符串

在Java中，字符和字符串是两个不同的类型。

字符类型

字符类型char是基本数据类型，它是character的缩写。一个char保存一个Unicode字符：

char c1 = 'A'; //占两个字节  只能有一个
char c2 = '中'; //占两个字节

因为Java在内存中总是使用Unicode表示字符，所以，一个英文字符和一个中文字符都用一个char类型表示，它们都占用两个字节(跟js不同)。

字符串类型

和char类型不同，字符串类型String是引用类型，我们用双引号"…"表示字符串。一个字符串可以存储0个到任意个字符：

String s3 = "中文 ABC"; // 包含6个字符，其中有一个空格

String s4 = s3 + 4 + 4.5 // "中文 ABC44.5"，跟js一样，会将其他类型转换为String

String s5 = """123 //多行字符串 js用``，而java用"""..."""
			321"""
数组类型
 int[] ns = new int[5];
        ns[0] = 68;
        ns[1] = 79;
        ns[2] = 91;
        ns[3] = 85;
        ns[4] = 62;
 // 等同于
int[] ns = new int[] { 68, 79, 91, 85, 62 };
// 等同于
int[] ns = { 68, 79, 91, 85, 62 };

Java的数组有几个特点：

  • 数组所有元素初始化为默认值，整型都是0，浮点型是0.0，布尔型是false；
  • 数组一旦创建后，大小就不可改变。

流程控制

格式化输出
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        double d = 3.1415926;
        System.out.printf("%.2f\n", d); // 显示两位小数3.14
        System.out.printf("%.4f\n", d); // 显示4位小数3.1416
    }
}

if,else while do while for循环 switch case;等跟js类型，这里不多详述。

数组操作

循环
  • for
  • for each java的foreach只能遍历值，无法获取索引。
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] ns = { 1, 4, 9, 16, 25 };
        for (int n : ns) {
            System.out.println(n);
        }
    }
}
  • 使用Arrays.toString()可以打印出数组的字符串形式，正常System.out.println只能显示数组的内存地址。
排序

  • 冒泡排序

  •       for(int i = 0; i<ns.length;i++){
          for(int j = i+1; j < ns.length; j++){
              int pre = ns[i];
              int next = ns[j];
              if(pre > next){
                  ns[i] = next;
                  ns[j] = pre;
              }
          }
      }```

  • Arrays.sort也提供了排序方法 必须注意，对数组排序实际上修改了数组本身

  •   public static void main(String[] args) {
      int[] ns = { 28, 12, 89, 73, 65, 18, 96, 50, 8, 36 };
      Arrays.sort(ns);
      System.out.println(Arrays.toString(ns));
  }

}

#### 多维数组
```java
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] ns = {
            { 1, 2, 3, 4 },
            { 5, 6, 7, 8 },
            { 9, 10, 11, 12 }
        };
        System.out.println(ns.length); // 3
    }
}

Arrays.deepToString打印多维数组；

命令行参数

Java程序的入口是main方法，而main方法可以接受一个命令行参数，它是一个String[]数组。
这个命令行参数由JVM接收用户输入并传给main方法

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