java零基础入门_java零基础 csdn-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/mjs12/article/details/144324790

一、历史背景

Java 由 Sun Microsystems（现已被 Oracle 收购）的詹姆斯・高斯林（James Gosling）等人于 1991 年开始研发，最初这个语言被命名为 “Oak”，目标是用于开发消费电子产品软件。1995 年，Oak 更名为 Java，并正式发布。它的出现迎合了当时互联网兴起的浪潮，尤其是在网页交互小程序（Applet）等方面得到了广泛应用。

二.JDK的安装

Windows 系统安装 JDK

下载 JDK
- 首先，访问 Oracle 官方网站（Java SE | Oracle Technology Network | Oracle - downloads.html）。在该网站上，根据你的操作系统版本（32 位或 64 位）和需求选择合适的 JDK 版本进行下载。注意要选择稳定版本
运行安装程序
- 下载完成后，找到安装文件（一般是.exe 后缀的文件）并双击运行它。在安装向导中，你可以选择安装路径。默认路径通常是 “C:\Program Files\Java\jdk - [版本号]”，但你也可以根据自己的喜好修改安装路径。例如，你可以将其安装到 “D:\Java\jdk - 17”。
- 在安装过程中，安装程序会同时安装 JDK 和 JRE（Java Runtime Environment）。JDK 用于开发，包含了编译器等工具，JRE 用于运行 Java 程序。
配置环境变量
- 安装完成后，需要配置环境变量。右键点击 “我的电脑”（或 “此电脑”），选择 “属性”。在弹出的窗口中，点击 “高级系统设置”。
- 在 “系统属性” 对话框的 “高级” 选项卡下，点击 “环境变量” 按钮。在 “系统变量” 列表中，找到 “Path” 变量并点击 “编辑”。
- 在 “编辑环境变量” 对话框中，点击 “新建”，然后添加 JDK 的 bin 目录路径。例如，如果你的 JDK 安装在 “C:\Program Files\Java\jdk - 17”，则添加 “C:\Program Files\Java\jdk - 17\bin”。添加完成后，点击 “确定” 保存设置。
- 另外，还可以创建一个新的系统变量 “JAVA_HOME”，变量值为 JDK 的安装目录。例如，“C:\Program Files\Java\jdk - 17”。这在一些需要指定 Java 安装路径的软件（如某些 Java 开发工具）中会很有用。在系统中新建，像图片这样，接着下滑，找到path在path中像图中这样就可以了。
验证安装
- 打开命令提示符（可以通过在开始菜单中搜索 “cmd” 并打开）。在命令提示符中输入 “java -version”，如果安装成功，会显示 JDK 的版本信息。像这样就ok了。

三、Hello World —— 你的第一个 Java 程序
编写 Java 程序的第一步通常是从一个简单的 “Hello World” 开始。这个程序将会在屏幕上输出 “Hello World”。

public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World!"); // 打印输出 Hello World
}
}

代码解释：
public class HelloWorld: 定义了一个名为 HelloWorld 的类，类是 Java 中的基本构建模块。
public static void main(String[] args): 这是程序的入口点，main 方法是 Java 程序开始执行的地方。
System.out.println: 这是一个 Java 内置的打印方法，用来在控制台输出内容。

四、数据类型

基本数据类型
- 整数类型：
  - byte：占 1 个字节，范围是 - 128 到 127。例如，byte b = 10;。它通常用于节省内存空间的场景，如文件流中的字节数据处理。
  - short：占 2 个字节，范围是 - 32768 到 32767。可以用于存储一些较小的整数值，像小型计数器的值等。
  - int：占 4 个字节，范围是 - 2147483648 到 2147483647。这是最常用的整数类型，用于一般的整数运算和存储，如循环计数等。例如，int i = 100;。
  - long：占 8 个字节，范围是 - 9223372036854775808 到 9223372036854775807。当需要处理较大的整数，如时间戳（以毫秒为单位）时会用到，定义时要在数字后面加L或l，如long l = 10000000000L;。
- 浮点类型：
  - float：占 4 个字节，它可以表示小数。精度相对较低，定义时要在数字后面加F或f，如float f = 3.14f;。它适用于对精度要求不高的浮点数运算，如简单的物理模拟中的速度等。
  - double：占 8 个字节，精度比float高。是默认的浮点数类型，用于大多数的浮点数计算场景，如数学计算中的三角函数值等。例如，double d = 3.1415926;。
- 字符类型：
  - char：占 2 个字节，用于存储单个字符。字符要用单引号括起来，如char c = 'A';。它可以用来处理文本中的单个字符，如字符加密、字符统计等。
- 布尔类型：
  - boolean：占 1 位，只有true和false两个值。用于条件判断和逻辑控制，如boolean flag = true;，在循环条件和条件语句中经常用到。

可以通过Person p = new Person("John", 20);来创建一个Person类的对象。

五、变量和常量

变量
- 变量是程序运行过程中可以改变的值的存储单元。在 Java 中，变量需要先声明类型，再进行赋值。例如：
  - int num;（声明一个int类型的变量）
  - num = 10;（给变量赋值）
    也可以在声明时同时赋值，如int anotherNum = 20;。变量的作用域决定了变量在程序中的可见范围，例如在一个方法内部声明的变量只能在该方法内部访问。
常量
- 常量是在程序运行过程中不能改变的值。在 Java 中，可以使用final关键字来定义常量。例如，final double PI = 3.14159;，一旦定义后，就不能再重新赋值。常量通常用于定义一些固定不变的值，如数学常数、配置参数等。

六、运算符

算术运算符
- 包括+（加法）、-（减法）、*（乘法）、/（除法）、%（取余）。例如：
  - int a = 10; int b = 3;
  - int sum = a + b;（sum的值为 13）
  - int div = a / b;（div的值为 3，因为整数除法会舍去小数部分）
  - int mod = a % b;（mod的值为 1）
关系运算符
- 有==（等于）、!=（不等于）、>（大于）、<（小于）、>=（大于等于）、<=（小于等于）。关系运算符的结果是boolean类型，用于条件判断。例如，boolean result = (a > b);（result的值为true）。
逻辑运算符
- 包括&&（逻辑与）、||（逻辑或）、!（逻辑非）。例如，boolean andResult = (a > 5 && b < 5);，&&两边的表达式都为true时，整个表达式才为true；||只要有一边为true，整个表达式就为true；!用于取反，如boolean notResult =!(a == b);。
赋值运算符
- 基本的赋值运算符是=，还有复合赋值运算符，如+=、-=、*=、/=、%=。例如，a += 5;等价于a = a + 5;。
自增（++）和自减（--）运算符基本概念
- 自增运算符（++）用于将变量的值增加 1，自减运算符（--）用于将变量的值减少 1。这两个运算符既可以放在变量的前面（前缀形式），也可以放在变量的后面（后缀形式）。前缀形式（++x或--x）
  - 当使用前缀形式时，先对变量进行自增或自减操作，然后再使用变量的值。例如：
    - int x = 5;
    - int y = ++x;
    - 首先，x的值会变为 6（x = x+1），然后将x的值（此时为 6）赋给y，所以y的值为 6。后缀形式（x++或x--）
      - 当使用后缀形式时，先使用变量的值，然后再对变量进行自增或自减操作。例如：
        int a = 5;
        int b = a++;
        首先，将a的值（此时为 5）赋给b，然后a的值变为 6（a = a + 1），所以b的值为 5。
三元运算符（? :）基本概念
- 三元运算符是一种简洁的条件表达式。它的语法格式为：条件表达式? 表达式1 : 表达式2。它的执行逻辑是：首先计算条件表达式的值，如果条件表达式的值为true，则整个三元运算符的值为表达式 1 的值；如果条件表达式的值为false，则整个三元运算符的值为表达式 2 的值。示例
  - int num1 = 10;
  - int num2 = 20;
  - int max = (num1 > num2)? num1 : num2;
  - 在这里，首先判断num1 > num2这个条件表达式，因为 10 不大于 20，所以条件表达式的值为false，那么整个三元运算符的值为表达式 2 的值，即max的值为 20。

四、控制语句

条件语句
- if - else 语句：用于根据条件执行不同的代码块。例如：

收起

java

     int score = 80;
     if (score >= 60) {
       System.out.println("及格");
     } else {
       System.out.println("不及格");
     }

switch - case 语句：用于多分支选择。例如：

收起

java

     int day = 3;
     switch (day) {
       case 1:
         System.out.println("星期一");
         break;
       case 2:
         System.out.println("星期二");
         break;
       case 3:
         System.out.println("星期三");
         break;
       default:
         System.out.println("其他");
     }

循环语句
- for 循环：用于已知循环次数的情况。例如，计算 1 到 10 的和：

收起

java

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

while 循环：用于在满足条件时不断循环。例如：

收起

java

     int j = 1;
     int product = 1;
     while (j <= 5) {
       product *= j;
       j++;
     }
     System.out.println(product);

do - while 循环：与while循环类似，但至少会执行一次循环体。例如：

收起

java

     int k = 1;
     do {
       System.out.println(k);
       k++;
     } while (k <= 3);

五、方法

定义方法
- 方法是一段可重复调用的代码块，用于完成特定的功能。例如，定义一个计算两个整数之和的方法：

收起

java

     public int add(int num1, int num2) {
       return num1 + num2;
     }

调用方法
- 可以在其他方法或类中调用定义好的方法。例如：

收起

java

     public class Main {
       public static void main(String[] args) {
         int result = add(3, 5);
         System.out.println(result);
       }
     }

方法可以有参数（用于传递数据）和返回值（用于返回计算结果），也可以没有返回值（返回类型为void）。

六、输入输出

输出
- 可以使用System.out.println()或System.out.print()来输出信息。println()会在输出内容后换行，print()不会换行。例如：
  - System.out.println("Hello World");
  - System.out.print("Hello"); System.out.println(" World");
输入
- 可以使用Scanner类来实现输入。首先要导入java.util.Scanner包，然后创建Scanner对象，例如：

收起

java

     import java.util.Scanner;
     public class Main {
       public static void main(String[] args) {
         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
         System.out.println("请输入一个整数");
         int num = scanner.nextInt();
         System.out.println("你输入的整数是：" + num);
       }
     }

引用数据类型
- 类（Class）：是一种自定义的数据类型，用于封装数据和行为。例如，定义一个简单的Person类：

收起

java

     class Person {
       String name;
       int age;
       public Person(String name, int age) {
         this.name = name;
         this.age = age;
       }
     }

可以通过Person p = new Person("John", 20);来创建一个Person类的对象。

接口（Interface）：定义了一组方法签名，用于规范实现类的行为。例如：

java

     interface Animal {
       void sound();
     }

实现类必须实现接口中的方法，如：

java

     class Dog implements Animal {
       @Override
       public void sound() {
         System.out.println("汪汪");
       }
     }

一维数组
- 定义和声明
  - 方式一：先声明数组类型，再使用new关键字创建数组对象并指定数组长度。例如，声明一个可以存储整数的一维数组，长度为 5：
    - int[] array;（声明一个int类型的数组）
    - array = new int[5];（创建一个长度为 5 的int数组）
  - 方式二：在声明数组的时候直接初始化。例如：
    - int[] anotherArray = {1, 2, 3, 4, 5};（声明并初始化一个包含 5 个整数的数组）
- 访问数组元素
  - 数组的索引从 0 开始。可以通过索引来访问数组中的元素。例如，对于前面定义的array数组：
    - array[0] = 10;（将数组的第一个元素赋值为 10）
    - int element = array[2];（获取数组的第三个元素并赋值给element，这里element的值为数组初始化后的默认值 0，或者是之前赋值后的相应值）
- 数组长度
  - 可以使用length属性来获取数组的长度。例如：
    - int length = array.length;（获取array数组的长度，这里length的值为 5）
- 应用场景
  - 存储数据序列：例如，存储学生的成绩。假设要存储一个班级学生的数学成绩，可以使用一维数组。
    - double[] scores = new double[30];（假设班级有 30 个学生）
    - 可以通过循环来输入每个学生的成绩：
    - Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    - for(int i = 0; i < scores.length; i++){
    - System.out.println("请输入第 " + (i + 1) + " 个学生的成绩");
    - scores[i] = scanner.nextDouble();
    - }
  - 函数参数传递：在方法中传递数组作为参数。例如，定义一个方法来计算数组元素的平均值：
    - public static double calculateAverage(int[] arr) {
    - int sum = 0;
    - for(int element : arr) {
    - sum += element;
    - }
    - return (double)sum / arr.length;
    - }
二维数组
- 定义和声明
  - 方式一：先声明二维数组类型，再创建数组对象并指定行数。例如，声明一个二维int数组，有 3 行：
    - int[][] twoDArray;（声明一个二维int数组）
    - twoDArray = new int[3][];（创建一个有 3 行的二维数组，此时列数尚未确定）
    - 然后可以分别为每行创建数组（即确定列数）。例如，让第一行有 2 个元素，第二行有 3 个元素，第三行有 4 个元素：
    - twoDArray[0] = new int[2];
    - twoDArray[1] = new int[3];
    - twoDArray[2] = new int[4];
  - 方式二：在声明的时候直接初始化。例如：
    - int[][] anotherTwoDArray = { {1, 2}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8, 9} };（声明并初始化一个二维数组）
- 访问数组元素
  - 二维数组可以看作是一个 “数组的数组”。通过两个索引来访问元素，第一个索引表示行，第二个索引表示列。例如，对于前面定义的anotherTwoDArray：
    - int element = anotherTwoDArray[1][2];（获取第二行第三列的元素，这里element的值为 5）
- 数组长度
  - 对于二维数组，可以分别获取行数和每行的列数。行数可以通过length属性获取，每行的列数也可以通过该行对应的一维数组的length属性获取。例如：
    - int rowCount = anotherTwoDArray.length;（获取anotherTwoDArray的行数，这里rowCount的值为 3）
    - int columnCountInRow0 = anotherTwoDArray[0].length;（获取第一行的列数，这里columnCountInRow0的值为 2）
- 应用场景
  - 矩阵运算：在数学中，矩阵是二维数组的典型应用。例如，实现两个矩阵的加法。
    - int[][] matrix1 = { {1, 2}, {3, 4} };
    - int[][] matrix2 = { {5, 6}, {7, 8} };
    - int[][] resultMatrix = new int[matrix1.length][matrix1[0].length];
    - for(int i = 0; i < matrix1.length; i++) {
    - for(int j = 0; j < matrix1[i].length; j++) {
    - resultMatrix[i][j] = matrix1[i][j] + matrix2[i][j];
    - }
    - }
  - 二维表格数据存储：例如，存储学生的成绩表，行表示学生，列表示不同科目的成绩。
    - String[] students = {"张三", "李四", "王五"};
    - String[] subjects = {"语文", "数学", "英语"};
    - double[][] scoresTable = new double[students.length][subjects.length];
    - 可以通过循环来输入每个学生每门科目的成绩：
    - Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    - for(int i = 0; i < scoresTable.length; i++) {
    - for(int j = 0; j < scoresTable[i].length; j++) {
    - System.out.println("请输入 " + students[i] + " 的 " + subjects[j] + " 成绩");
    - scoresTable[i][j] = scanner.nextDouble();
    - }
    - }