Java基础

最新推荐文章于 2024-12-10 14:41:50 发布

liu xw

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Java基础知识

Java运行原理

对于跨平台的理解：
为了让平台对编程人员透明，写出可以在不同平台运行的相同源代码，Java开发出了JVM（Java虚拟机）。

这里写图片描述

在机器和编译程序之间加入了一层抽象的虚拟的机器。这台虚拟的机器在任何平台上都提供给编译程序一个的共同的接口。

编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的代码，然后由解释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行。在Java中，这种供虚拟机理解的代码叫节码(ByteCode)（*（class文件的内容），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的。

Java源程序经过编译器编译后变成字节码，字节码由虚拟机解释执行，虚拟机将每一条要执行的字节码送给解释器，解释器将其翻译成特定机器上的机器码，然后在特定的机器上运行。

JDK

Java开发工具包（Java Development Kit），是一套用户给 Java 编程人员的开发套件，其中包含了：

JRE （Java Runtime Envoirment）：Java 运行时环境，其中最重要的部件是 JVM；
Java 开发工具：编译工具 javac、API 生成工具 javadoc…..存放于bin文件夹；
核心类库（Java API）存放于lib文件夹。

类和对象

面向过程编程和面向对象编程

向过程编程：通过一个函数去完成一件事情，而且这件事情完成之后，不会留下任何的遗产。或者理解为：一次性。

对象编程：在完在完成一件事情时，会将事情中的实体对象抽象出来，形成「类」的概念，事情的完成是通过类的对象之间发生关系去实现的。

类是一群对象的特征母版，对象是类的实现。
特征（类）包含的内容有：基本属性（属性）、行为（方法）。

基础语言要素

注释

代码注释是编程中非常重要的环节，往往优秀的程序员，注释写的比代码都多。

注释是不会被程序执行的。

注释可能出现的位置：

类、方法、属性等上部（文档注释：通过 javadoc 命令生成 API 文档，方便使用的人阅读）
方法体内负责业务逻辑处理过程中（一般性注释）

单行注释

用//开头，一般用于函数内部的注释，例如变量定义，逻辑的梳理。

//  单行注释

多行注释

用/ * 开头 */结尾，一般用于函数内部的注释。

/*      
    第一行注释   
    第二行注释 
 */

文档注释

在编写类的时候，文档注释一般写在类、成员变量、类变量、方法上。
使用javadoc默认标记，丰富doc文档内容。
@author：指定Java程序作者
@version：指定当前源文件的版本
@param：指定参数
@return：指定返回值
在文档注释中可以使用html标签，但是不能用自封闭的标签。

/** 
 *  相关的注释内容，甚至可以使用  HTML    标签  
 *      
 */

标识符和关键字

标识符包含了 Java 中默认的关键字以及程序员自己定义的类名、方法名、变量名等等。

标识符的命名规范：

只能包含数字、字母（大小写，Unicode字符）、下划线 _、美元符 $
不能以数字开头
关键字不能用作标识符

分隔符

花括号 {} ：定义代码块，逻辑上是一个整体，包括类的主体、方法体、静态代码块、条件和循环语句的执行体；
分号；：语句的结束，如果出现在一行中有几条语句，那么多条之间也要用 ; 隔开；
方括号 [] ：用于数组中；
圆括号 () ：在方法中声明形式参数，在调用方法的时候传入实际参数，表达式优先级定义；
空格：单个空格、Tab 键、Enter 键，空格的出现是不会影响程序运行的，但是良好的缩进，可以提高程序的可读性；
圆点 . ：用于类/对象与其成员之间的分隔，表示调用类/对象的属性或者方法。

数据类型

在Java中，数据类型分为基本数据类型和引用数据类型（类类型）。

作为强类型语言，Java在编译时，会进行严格的语法检查，每个变量在编译时，就确定了其类型。所有变量必须显式地声明类型，而且必须声明后使用。
基本数据类型

数值型
- 整数型：byte(-128-127)、short(15次方)、int(31次方)、long(63次方)
- 浮点型：float(38次方)、double(308次方)
- 在实际开发中，我们一般使用 int、double
字符型
- char：用单引号表示，Java 中使用16位的 Unicode 字符集作为编码方式。
- 表示方式
  - 直接通过单个字符表示：’a’、‘9’ 等；
  - 通过转义字符表示：’\t’、’\n’、’、r’、’\’;
  - 直接使用 unicode 表示：’\uxxxx’。

在 Java 中是没有表现多个字符的基本数据类型的，但是在 Java 中提供了一个 String 类，去表示字符串。

布尔型 boolean：表示逻辑中的真和假，值只有 true / false。

在基本数据中，是可以进行类型之间的强制转化的，但是要注意，如果从低精度的转化为高精度时不会有问题，但是从高精度转化为低精度时，可能出现精度缺失66。

运算符

算术运算符

+   -   *   /   %   ++  --

+运算符除了进行数学运算的加法之外，还可以做字符串的拼接。
++ 自增
- -自减

赋值运算符

=   +=  -=  \=  *=  %=

比较运算符

用于判断两个变量或者常量的大小，返回结果为 true/false。

    >   <   <=  >=  ==  !=

逻辑运算符

运算符两边必须是 boolean 类型的变量、常量、表达式
与 && 、或者 || 、非 !。

与：只要有一个假就是假
或者：只要有一个真就是真

三目运算符

expression ? if-true-statement : if-false-statement
实例：

int age =   16; 
String  ageStr  =   age >   18  ?   "成年"    :   "未成年"; 
System.out.println(ageStr); //  未成年

结合性和优先级

应该尽量在比较复杂的表达式中使用圆括号，明确的标注计算的优先级。

流程控制

顺序结构
判断（分支选择）结构
循环结构

顺序结构

程序是一个自上而下运行的过程。

分支选择结构

Java 中的分支选择结构有 if 结构、switch 结构。

if 结构

具备三种类型的结构表现形式

形式一：

if  (logic  expression) {               
    statement; 
}

int age = 20; 
if  (age > 18)  {
    String  name    =   "Tom";              
    System.out.println("我叫" +   name    +   "，已经"   +   age +   "岁了，我成 年了！"); 
}

形式二：

if  (logic  expression) {               
    statement; 
} else {                
    statement; 
}

int age = 16;
if  (age > 18)  {
    String  name    =   "Tom";
    System.out.println("我叫" +   name    +   "，已经"   +   age +   "岁了，我成 年了！");               
} else {                
    System.out.println("我还未成年！"); 
}

形式三：

if  (logic expression)  {
    statement; 
} else if (logic expression)    {               
    statement; 
} else {                
    statement; 
}

if  (age >= 0   &&  age <=  10) {               
    System.out.println("少年"); 
} else if (age <=   18) {
    System.out.println("青少年"); 
} else if (age  <=  30) {
    System.out.println("青年"); 
} else if   (age <= 50) {               
    System.out.println("中年"); 
} else {                
    System.out.println("老年"); 
}

switch 结构

swtich 语句是有控制表达式和多个 case 标签块组成。在控制表达式中，只允许出现 byte、short、int、char四种基础数据类型，在JDK1.7以后，支持 String 类型的控制表达式。

switch (expression) {
    case condition1 : {                     
        statement;                  
    }               
    case condition2 : {                     
        statement;                          
    }       
    default : {                             
        statement;                          
        break;              
    }
}

String color = "red"; 
switch  (color) { 
    case "red": {               
        System.out.println("红色");           
        break;
    } 
    case "blue": {              
        System.out.println("蓝色");           
        break; 
    } 
    case "green": {             
        System.out.println("绿色");           
        break; 
    } 
    default: {              
        System.out.println("没有找到");         
        break; 
    } 
}

在 case 中要加入 break 关键字跳出；

在实际的开发中，我们一般使用 if - else 结构替代 switch。swtich 结构应用的较少。

循环结构

循环语句可以在满足循环条件的情况下，反复执行某一段代码。
被重复执行的代码叫做循环体。
循环语句可能包含的部分有：

初始化语句（init_statement）：一条或多条语句，这些语句用于完成一些初始化的工作。
循环条件（test_expression）：是一个 boolean 类型的表达式，这个表达式决定是否继续执行循环体。
循环体（body_statement）：如果条件允许，循环体会被反复执行。
迭代语句（iteration_statement）：在一次循环体执行结束后，对循环体条件进行求值，通常用于控制循环条件中的变量，使得循环在合适的时候结束。

while结构

(init_statement); 
while (test_expression) {               
    body_statement;             
    [iteration_statement];
}

int sum =   0;
int i   =   1;
while   (i  <=  10) {
    sum =   sum +   i;              
}
System.out.println(sum);    //  55

do-while 结构

(init_statement); 
do  {               
    body_statement;             
    [iteration_statement]; 
}   while   (test_expression)

无论如何都会执行一次循环体内容

int i   =   1;
int sum =   0;
do  {               
    sum +=  i++; 
}   while   (i  <=  10);
System.out.println(sum);    //  11

for循环

语法：

for ([init_statement]; test_expression; [iteration_statement]) {
    body_statement;
}

实例：

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 28; i++) { 
    sum = sum + i;
}
System.out.println(sum);

在实际的开发中，对于已知循环次数的遍历，一般使用 for 循环。而且 for 循环的应用场景要比 while 循环多。

控制循环结构

break：在循环体中，使用 break 关键字跳出整个循环。

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 10; i++) { 
    sum = sum + i;
    if (i == 6) {               
        break;
    }
}
System.out.println(sum); // 21

continue：在循环体中，使用continue跳出本次循环，循环还会继续执行。

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 10; i++) { 
    if (i % 2 == 0) {               
        continue;
    }
    sum = sum + i;
}
System.out.println(sum); // 25

数组结构

数组是编程语言中最常用的一种数据类型。可以存储多个数据。
数组的要点

存放的数据是相同的数据类型
数组的长度在定义时就确定了大小，数组是不可变长度的，或者说叫定长
数组中可以存放任意的数据类型（包含基本数据类型、引用数据类型、数组）
数组本身是引用数据类型（在栈内存中会存储其在堆内存中的引用地址）

定义语法

type[]  变量名;    //  强烈建议用这种命名 
type 变量名[]; //  只要知道就可以

数组的初始化
在 Java 语言中，数组必须先被初始化，才能被使用。所谓的初始化，就是在内存中为数组元素分配空间，并未每个元素赋予初始值。

静态初始化：显式的指定每个数组元素的值，由系统来决定数组的大小；
动态初始化：只需要指定数组的长度，通过程序动态的给每个元素赋值

静态初始化
语法：

type[]  arrayName = {element1,  element2,....}; //  比较常见 
type[]  arrayName = new type[]{element1,    element2,...};

int[] arrs2; 
arrs2 = new int[]{1, 2, 3, 4};
int[] arrs = {1, 2, 3, 4};  //  简写

动态初始化
语法：

type[] arrayName = new type[length];

数组中的索引，通过 arrayName[index] 获取指定位置的数据，index 从 0 开始，最大值为 length-1

通过数组索引方式对数组元素进行赋值时，使用数组.length属性作为 for 循环的条件。
在对数组元素进行操作时，一般使用 for 循环结构。

for (int i = 0; i < arrs3.length; i++) {        
    arrs3[i] = (i+1) * 10; 
}
for (int i = 0; i < arrs3.length; i++)  {       
    System.out.println(arrs3[i]); 
}

foreach 遍历数组

for (type element : array | collections) {  
    element... 
}

实例：

for (int a : arr3) {
    System.out.println(a);
}

使用 foreach 一般情况下，值用作遍历数据，如果要对数组中元素进行修改，还是需要使用 for 循环带索引的方式进行，因为在上述的代码中，a 只是循环元素的一个副本。

理解各种数据类型在内存中的分配情况