从0开始学习Java+AI知识点总结与面试题分享-2.Java基础语法-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/ly870316/article/details/149859994

一、Java 程序的基本单位：方法

在 Java 中，方法是实现功能的最小单元，就像一个个独立的 "工具"，每个工具负责完成特定的任务。比如打印信息、计算数值、判断逻辑等，都需要通过方法来实现。

1. 什么是方法？

方法是一段封装好的代码块，它可以：

接收外部传入的数据（参数）
对数据进行处理（方法体）
返回处理后的结果（返回值）

生活 analogy：就像一台咖啡机，接收咖啡豆（参数），经过研磨冲泡（方法体），最终产出咖啡（返回值）。

2. 方法的完整定义格式

修饰符返回值类型方法名(形参列表) {

// 方法体：具体功能代码

return 返回值; // 返回处理结果（无返回值时可省略）

}

各部分详解：

修饰符：控制方法的访问权限，初学者常用public static（公共静态方法）
返回值类型：方法执行后返回结果的数据类型。如果没有返回值，必须用void声明
方法名：遵循 "小驼峰命名法"（首字母小写，后续单词首字母大写），如calculateBMI
形参列表：接收外部数据的变量列表，格式为数据类型变量名，多个参数用逗号分隔
方法体：实现功能的核心代码
return：将结果返回给调用者，无返回值时可单独用return;结束方法

3. 方法的常见形式

根据是否需要参数和返回值，方法可分为 4 种形式：

（1）无参数无返回值

// 打印3行Hello World

public static void printHello() {

System.out.println("Hello World");

}

（2）有参数无返回值

// 根据温度推荐穿衣

public static void suggestClothes(int temperature) {

if (temperature < 0) {

System.out.println("穿羽绒服");

} else if (temperature < 15) {

System.out.println("穿毛衣");

} else {

System.out.println("穿T恤");

}

（3）无参数有返回值

// 获取当前系统时间（简化示例）

public static String getCurrentTime() {

return "2024-08-05"; // 实际开发中会用系统API获取

}

（4）有参数有返回值

// 计算两个数的和

public static int add(int a, int b) {

int sum = a + b;

return sum; // 返回计算结果

}

4. 方法的调用

方法定义后不会自动执行，必须通过调用才能运行，调用格式：方法名(实际参数)。

示例：调用上述方法

public static void main(String[] args) {

// 调用无参无返回值方法

printHello();

// 调用有参无返回值方法

suggestClothes(26); // 传入实际温度

// 调用无参有返回值方法

String time = getCurrentTime();

System.out.println("当前时间：" + time);

// 调用有参有返回值方法

int result = add(10, 20);

System.out.println("10+20=" + result);

}

注意：main方法是程序的入口，所有程序都从main方法开始执行

5. 方法重载：同名不同参

方法重载是指在同一个类中，方法名相同但形参列表不同的情况（形参类型、个数、顺序不同均可）。

为什么需要重载？

比如我们需要打印不同类型的数据，不需要定义printInt、printString等多个方法，直接用print即可：

// 打印整数

public static void print(int num) {

System.out.println(num);

}

// 打印字符串（形参类型不同）

public static void print(String str) {

System.out.println(str);

}

// 打印整数和字符串（形参个数不同）

public static void print(int num, String str) {

System.out.println(num + ":" + str);

}

调用时 Java 会根据参数自动匹配对应的方法：

print(100); // 调用print(int)

print("Hello"); // 调用print(String)

print(2024, "年"); // 调用print(int, String)

二、数据类型转换：不同类型的 "沟通技巧"

Java 是强类型语言，不同数据类型之间不能直接赋值，需要通过类型转换实现。就像不同国家的人交流需要翻译，不同数据类型也要通过转换才能 "沟通"。

1. 数据类型范围

首先要明确各种基本数据类型的范围（从小到大）：

byte(1字节) < short(2字节) < int(4字节) < long(8字节) < float(4字节) < double(8字节)

⚠️ 注意：float虽然占用 4 字节，但范围比long大（因为存储方式不同）

2. 自动类型转换（隐式转换）

当把范围小的类型赋值给范围大的类型时，Java 会自动完成转换，无需额外操作。

byte b = 127; // byte范围：-128~127

int i = b; // 自动转换：byte -> int

long l = i; // 自动转换：int -> long

float f = l; // 自动转换：long -> float

double d = f; // 自动转换：float -> double

表达式中的自动提升

在表达式中，小范围类型会自动转换为大范围类型后再运算，最终结果类型由表达式中最大范围的类型决定。

特殊规则：byte、short、char参与运算时，会先自动转换为int：

byte a = 10;

short b = 20;

// a和b先转为int，结果也是int

int c = a + b;

char ch = 'A'; // 'A'的ASCII值是65

int num = ch + 1; // char自动转int，结果为66（'B'）

3. 强制类型转换（显式转换）

当需要把范围大的类型赋值给范围小的类型时，必须手动进行强制转换，格式：

目标类型变量名 = (目标类型) 源数据;

int a = 100;

byte b = (byte) a; // 强制转换：int -> byte

System.out.println(b); // 输出100（转换成功）

注意事项：

可能导致数据溢出：当源数据超出目标类型范围时，结果会出错

int bigNum = 300;

byte smallNum = (byte) bigNum;

System.out.println(smallNum); // 输出-56（溢出结果）

浮点转整型会截断小数：直接丢弃小数部分，不是四舍五入

double pi = 3.1415;

int piInt = (int) pi;

System.out.println(piInt); // 输出3（不是4）

三、输入输出：程序与外界的交互

程序需要与用户交互：接收用户输入的数据（输入），展示计算结果（输出）。

1. 输出操作：打印数据

使用System.out相关方法实现输出：

println()：打印并换行
print()：打印不换行
printf()：格式化输出（类似 C 语言）

public static void main(String[] args) {

System.out.println("Hello World"); // 打印后换行

System.out.print("Java");

System.out.print(" Programming"); // 连续打印不换行

System.out.printf("\n年龄：%d，身高：%.2f", 20, 1.75); // 格式化输出

}

输出结果：

Hello World

Java Programming

年龄：20，身高：1.75

2. 输入操作：使用 Scanner

通过 Java 提供的Scanner类可以接收键盘输入，步骤如下：

（1）导包：引入 Scanner 类

在类定义前添加：import java.util.Scanner;

（2）创建 Scanner 对象

Scanner sc = new Scanner(System.in);

（3）接收不同类型的数据

方法	功能
nextInt()	接收整数
nextDouble()	接收小数
next()	接收字符串（不含空格）
nextLine()	接收一行字符串（含空格）

完整示例：

import java.util.Scanner; // 导包

public class InputDemo {

public static void main(String[] args) {

// 创建Scanner对象

Scanner sc = new Scanner(System.in);

// 接收输入

System.out.print("请输入姓名：");

String name = sc.next(); // 接收字符串

System.out.print("请输入年龄：");

int age = sc.nextInt(); // 接收整数

System.out.print("请输入身高（米）：");

double height = sc.nextDouble(); // 接收小数

// 输出结果

System.out.println("姓名：" + name);

System.out.println("年龄：" + age + "岁");

System.out.println("身高：" + height + "米");

}

小贴士：java.lang包下的类（如System、String）无需手动导包，Java 会自动导入

四、运算符：数据处理的 "工具箱"

运算符是处理数据的工具，Java 提供了丰富的运算符来满足不同的计算需求。

1. 算术运算符

最基础的数学运算工具：

符号	作用	示例	结果
+	加法	5+3	8
-	减法	5-3	2
*	乘法	5*3	15
/	除法	5/2	2（整数除法取整）
%	取余（模运算）	5%2	1（5 除以 2 的余数）

特殊用法：+ 作为字符串连接符

当+两边有一个是字符串时，会把另一个也转换成字符串并拼接：

int a = 10;

String b = "20";

System.out.println(a + b); // 输出"1020"（拼接结果）

System.out.println(a + 5 + b); // 输出"1520"（先算10+5=15，再拼接）

System.out.println(b + a + 5); // 输出"20105"（先拼接20和10，再拼接5）

记忆技巧：能算则算，不能算就拼接

2. 自增自减运算符（++、--）

专门用于变量的加 1 和减 1 操作：

符号	作用
++	变量值 + 1
--	变量值 - 1

使用规则：

单独使用时，++a和a++效果相同：

int a = 5;

a++; // a变为6

++a; // a变为7

非单独使用时（如赋值、运算）：

int a = 5;

int b = ++a; // a先+1变为6，再赋值给b → b=6

int c = 5;

int d = c++; // 先把c=5赋值给d，c再+1变为6 → d=5

- ++a：先自增，再使用变量值
- a++：先使用变量值，再自增

注意：自增自减运算符只能操作变量，不能操作字面量（如5++是错误的）

3. 赋值运算符

用于给变量赋值，分为基本赋值和扩展赋值：

（1）基本赋值运算符：=

int a = 10; // 把10赋值给变量a

（2）扩展赋值运算符

在赋值的同时完成运算，包含：+=、-=、*=、/=、%=

表达式	等价于
a += b	a = (a 的类型)(a + b)
a -= b	a = (a 的类型)(a - b)
a *= b	a = (a 的类型)(a * b)

示例：

int a = 10;

a += 5; // 等价于 a = a + 5 → a=15

byte b = 20;

b += 30; // 等价于 b = (byte)(b + 30) → 自动强制转换

扩展赋值运算符会自动进行强制类型转换，这是它的重要特点

4. 关系运算符

用于判断条件，结果是boolean类型（true或false）：

符号	作用	示例	结果
>	大于	5>3	true
>=	大于等于	5>=5	true
<	小于	5<3	false
<=	小于等于	5<=3	false
==	等于	5==3	false
!=	不等于	5!=3	true

注意：判断相等用==，不要写成赋值的=！

5. 三元运算符（三目运算符）

简化的条件判断，格式：

条件表达式 ? 结果1 : 结果2

执行逻辑：

如果条件表达式为true，返回结果 1
如果条件表达式为false，返回结果 2

示例：

// 判断成绩是否及格

int score = 75;

String result = score >= 60 ? "及格" : "不及格";

System.out.println(result); // 输出"及格"

// 求两个数的最大值

int a = 10, b = 20;

int max = a > b ? a : b;

System.out.println(max); // 输出20

6. 逻辑运算符

用于连接多个条件，进行逻辑判断，结果是boolean类型：

符号	名称	逻辑规则	特点
&	逻辑与	两边都为 true，结果才为 true	两边都会执行
&&	短路与	同 &	左边为 false 时，右边不执行（效率高）
\|	逻辑或	至少一边为 true，结果就为 true	两边都会执行
\|\|	短路或	同 \|	左边为 true 时，右边不执行（效率高）
!	逻辑非	取反（!true=false, !false=true）	单目运算符
^	逻辑异或	两边结果不同为 true，相同为 false	-

示例：

int a = 10;

// 短路与：左边false，右边不执行（a不变）

boolean rs1 = (a > 20) && (++a > 0);

System.out.println(rs1); // false

System.out.println(a); // 10

// 短路或：左边true，右边不执行（a不变）

boolean rs2 = (a < 20) || (++a > 0);

System.out.println(rs2); // true

System.out.println(a); // 10

开发中推荐使用&&和||，因为短路运算能提高效率

五、综合案例：健康计算器

结合以上所有知识点，我们来实现一个实用的健康计算器，计算 BMI 指数和基础代谢率。

需求说明

接收用户输入：年龄、性别、体重（kg）、身高（cm）
计算 BMI 指数：BMI = 体重(kg) / (身高(m)的平方)
计算基础代谢率（BMR）：
- 男性：BMR = 88.362 + (13.397 × 体重) + (4.799 × 身高) - (5.677 × 年龄)
- 女性：BMR = 447.593 + (9.247 × 体重) + (3.098 × 身高) - (4.330 × 年龄)