Java学习笔记

Java 简介

Java 是由 Sun Microsystems 公司于 1995 年 5 月推出的 Java 面向对象程序设计语言和 Java 平台的总称。由 James Gosling和同事们共同研发，并在 1995 年正式推出。

后来 Sun 公司被 Oracle （甲骨文）公司收购，Java 也随之成为 Oracle 公司的产品。

Java分为三个体系：

• JavaSE（J2SE）（Java2 Platform Standard Edition，java平台标准版）
• JavaEE(J2EE)(Java 2 Platform,Enterprise Edition，java平台企业版)
• JavaME(J2ME)(Java 2 Platform Micro Edition，java平台微型版)。

2005 年 6 月，JavaOne 大会召开，SUN 公司公开 Java SE 6。此时，Java 的各种版本已经更名，以取消其中的数字 “2”：J2EE 更名为 Java EE，J2SE 更名为Java SE，J2ME 更名为 Java ME。

Java 开发工具

Java 语言尽量保证系统内存在 1G 以上，其他工具如下所示：

• Linux 系统、Mac OS 系统、Windows 95/98/2000/XP，WIN 7/8系统。
• Java JDK 7、8……
• vscode 编辑器或者其他编辑器。
• IDE：Eclipse、 IntelliJ IDEA、NetBeans 等。
  安装好以上的工具后，我们就可以输出Java的第一个程序 “Hello World！”

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

Java 基础语法

一个 Java 程序可以认为是一系列对象的集合，而这些对象通过调用彼此的方法来协同工作。下面简要介绍下类、对象、方法和实例变量的概念。

• 对象：对象是类的一个实例，有状态和行为。例如，一条狗是一个对象，它的状态有：颜色、名字、品种；行为有：摇尾巴、叫、吃等。
• 类：类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态。
• 方法：方法就是行为，一个类可以有很多方法。逻辑运算、数据修改以及所有动作都是在方法中完成的。
• 实例变量：每个对象都有独特的实例变量，对象的状态由这些实例变量的值决定。
  

基本语法

编写 Java 程序时，应注意以下几点：

• 大小写敏感：Java 是大小写敏感的，这就意味着标识符 Hello 与 hello 是不同的。
• 类名：对于所有的类来说，类名的首字母应该大写。如果类名由若干单词组成，那么每个单词的首- 字母应该大写，例如 MyFirstJavaClass 。
• 方法名：所有的方法名都应该以小写字母开头。如果方法名含有若干单词，则后面的每个单词首字母大写。
• 源文件名：源文件名必须和类名相同。当保存文件的时候，你应该使用类名作为文件名保存（切记 Java 是大小写敏感的），文件名的后缀为 .java。（如果文件名和类名不相同则会导致编译错误）。
• 主方法入口：所有的 Java 程序由 public static void main(String[] args) 方法开始执行。

Java 标识符

Java 所有的组成部分都需要名字。类名、变量名以及方法名都被称为标识符。

关于 Java 标识符，有以下几点需要注意：

• 所有的标识符都应该以字母（A-Z 或者 a-z）,美元符（$）、或者下划线（_）开始
• 首字符之后可以是字母（A-Z 或者 a-z）,美元符（$）、下划线（_）或数字的任何字符组合
• 关键字不能用作标识符
• 标识符是大小写敏感的
• 合法标识符举例：age、$salary、_value、__1_value
• 非法标识符举例：123abc、-salary

Java修饰符

像其他语言一样，Java可以使用修饰符来修饰类中方法和属性。主要有两类修饰符：

• 访问控制修饰符 : default, public , protected, private
• 非访问控制修饰符 : final, abstract, static, synchronized

Java注释

类似于 C/C++、Java 也支持单行以及多行注释。注释中的字符将被 Java 编译器忽略。

public class HelloWorld {
   /* 这是第一个Java程序
    * 它将输出 Hello World
    * 这是一个多行注释的示例
    */
    public static void main(String[] args){
       // 这是单行注释的示例
       /* 这个也是单行注释的示例 */
       System.out.println("Hello World"); 
    }
}

Java 变量类型

在Java语言中，所有的变量在使用前必须声明。声明变量的基本格式如下：

type identifier [ = value][, identifier [= value] ...] ;
格式说明：type为Java数据类型。identifier是变量名。可以使用逗号隔开来声明多个同类型变量。

以下列出了一些变量的声明实例。注意有些包含了初始化过程。

int a, b, c;         // 声明三个int型整数：a、 b、c
int d = 3, e = 4, f = 5; // 声明三个整数并赋予初值
byte z = 22;         // 声明并初始化 z
String s = "runoob";  // 声明并初始化字符串 s
double pi = 3.14159; // 声明了双精度浮点型变量 pi
char x = 'x';        // 声明变量 x 的值是字符 'x'。

Java语言支持的变量类型有：

• 类变量：独立于方法之外的变量，用 static 修饰。
• 实例变量：独立于方法之外的变量，不过没有 static 修饰。
• 局部变量：类的方法中的变量。
  实例

public class Variable{
    static int allClicks=0;    // 类变量
 
    String str="hello world";  // 实例变量
 
    public void method(){
 
        int i =0;  // 局部变量
 
    }
}

Java 循环结构

顺序结构的程序语句只能被执行一次。如果您想要同样的操作执行多次,，就需要使用循环结构。

Java中有三种主要的循环结构：

• while 循环
• do…while 循环
• for 循环

while 循环

while是最基本的循环，它的结构为：

while( 布尔表达式 ) {
  //循环内容
}

只要布尔表达式为 true，循环就会一直执行下去。

实例

Test.java 文件代码：
public class Test {
   public static void main(String args[]) {
      int x = 10;
      while( x < 20 ) {
         System.out.print("value of x : " + x );
         x++;
         System.out.print("\n");
      }
   }
}

以上实例编译运行结果如下：

value of x : 10
value of x : 11
value of x : 12
value of x : 13
value of x : 14
value of x : 15
value of x : 16
value of x : 17
value of x : 18
value of x : 19

do…while 循环

对于 while 语句而言，如果不满足条件，则不能进入循环。但有时候我们需要即使不满足条件，也至少执行一次。

do…while 循环和 while 循环相似，不同的是，do…while 循环至少会执行一次。

do {
       //代码语句
}while(布尔表达式);

注意：布尔表达式在循环体的后面，所以语句块在检测布尔表达式之前已经执行了。 如果布尔表达式的值为 true，则语句块一直执行，直到布尔表达式的值为 false。

实例
Test.java 文件代码：

public class Test {
   public static void main(String args[]){
      int x = 10;
 
      do{
         System.out.print("value of x : " + x );
         x++;
         System.out.print("\n");
      }while( x < 20 );
   }
}

以上实例编译运行结果如下：

value of x : 10
value of x : 11
value of x : 12
value of x : 13
value of x : 14
value of x : 15
value of x : 16
value of x : 17
value of x : 18
value of x : 19

for循环

虽然所有循环结构都可以用 while 或者 do…while表示，但 Java 提供了另一种语句 —— for 循环，使一些循环结构变得更加简单。

for循环执行的次数是在执行前就确定的。语法格式如下：

for(初始化; 布尔表达式; 更新) {
    //代码语句
}

关于 for 循环有以下几点说明：

最先执行初始化步骤。可以声明一种类型，但可初始化一个或多个循环控制变量，也可以是空语句。
然后，检测布尔表达式的值。如果为 true，循环体被执行。如果为false，循环终止，开始执行循环体后面的语句。
执行一次循环后，更新循环控制变量。
再次检测布尔表达式。循环执行上面的过程。
实例
Test.java 文件代码：

public class Test {
   public static void main(String args[]) {
 
      for(int x = 10; x < 20; x = x+1) {
         System.out.print("value of x : " + x );
         System.out.print("\n");
      }
   }
}

以上实例编译运行结果如下：

value of x : 10
value of x : 11
value of x : 12
value of x : 13
value of x : 14
value of x : 15
value of x : 16
value of x : 17
value of x : 18
value of x : 19

Java 增强 for 循环

Java5 引入了一种主要用于数组的增强型 for 循环。

Java 增强 for 循环语法格式如下:

for(声明语句 : 表达式)
{
   //代码句子
}

声明语句：声明新的局部变量，该变量的类型必须和数组元素的类型匹配。其作用域限定在循环语句块，其值与此时数组元素的值相等。

表达式：表达式是要访问的数组名，或者是返回值为数组的方法。

实例
Test.java 文件代码：

public class Test {
   public static void main(String args[]){
      int [] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};
 
      for(int x : numbers ){
         System.out.print( x );
         System.out.print(",");
      }
      System.out.print("\n");
      String [] names ={"James", "Larry", "Tom", "Lacy"};
      for( String name : names ) {
         System.out.print( name );
         System.out.print(",");
      }
   }
}

以上实例编译运行结果如下：

10,20,30,40,50,
James,Larry,Tom,Lacy,

break 关键字

break 主要用在循环语句或者 switch 语句中，用来跳出整个语句块。

break 跳出最里层的循环，并且继续执行该循环下面的语句。

语法
break 的用法很简单，就是循环结构中的一条语句：

break;

实例
Test.java 文件代码：

public class Test {
   public static void main(String args[]) {
      int [] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};
 
      for(int x : numbers ) {
         // x 等于 30 时跳出循环
         if( x == 30 ) {
            break;
         }
         System.out.print( x );
         System.out.print("\n");
      }
   }
}

以上实例编译运行结果如下：

10
20

continue 关键字

continue 适用于任何循环控制结构中。作用是让程序立刻跳转到下一次循环的迭代。

在 for 循环中，continue 语句使程序立即跳转到更新语句。

在 while 或者 do…while 循环中，程序立即跳转到布尔表达式的判断语句。

语法
continue 就是循环体中一条简单的语句：

continue;

实例
Test.java 文件代码：

public class Test {
   public static void main(String args[]) {
      int [] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};
 
      for(int x : numbers ) {
         if( x == 30 ) {
        continue;
         }
         System.out.print( x );
         System.out.print("\n");
      }
   }
}

以上实例编译运行结果如下：

10
20
40
50

Java 条件语句 - if…else

一个 if 语句包含一个布尔表达式和一条或多条语句。

语法

if 语句的语法如下：

if(布尔表达式)
{
   //如果布尔表达式为true将执行的语句
}

如果布尔表达式的值为 true，则执行 if 语句中的代码块，否则执行 if 语句块后面的代码。

Test.java 文件代码：

public class Test {
 
   public static void main(String args[]){
      int x = 10;
 
      if( x < 20 ){
         System.out.print("这是 if 语句");
      }
   }
}

以上代码编译运行结果如下：

这是 if 语句
if...else语句

if 语句后面可以跟 else 语句，当 if 语句的布尔表达式值为 false 时，else 语句块会被执行。

语法

if…else 的用法如下：

if(布尔表达式){
   //如果布尔表达式的值为true
}else{
   //如果布尔表达式的值为false
}

实例
Test.java 文件代码：

public class Test {
 
   public static void main(String args[]){
      int x = 30;
 
      if( x < 20 ){
         System.out.print("这是 if 语句");
      }else{
         System.out.print("这是 else 语句");
      }
   }
}

以上代码编译运行结果如下：

这是 else 语句
if...else if...else 语句

if 语句后面可以跟 else if…else 语句，这种语句可以检测到多种可能的情况。

使用 if，else if，else 语句的时候，需要注意下面几点：

• if 语句至多有 1 个 else 语句，else 语句在所有的 else if 语句之后。
• if 语句可以有若干个 else if 语句，它们必须在 else 语句之前。
• 一旦其中一个 else if 语句检测为 true，其他的 else if 以及 else 语句都将跳过执行。

if…else 语法格式如下:

if(布尔表达式 1){
   //如果布尔表达式 1的值为true执行代码
}else if(布尔表达式 2){
   //如果布尔表达式 2的值为true执行代码
}else if(布尔表达式 3){
   //如果布尔表达式 3的值为true执行代码
}else {
   //如果以上布尔表达式都不为true执行代码
}

实例
Test.java 文件代码：

public class Test {
   public static void main(String args[]){
      int x = 30;
 
      if( x == 10 ){
         System.out.print("Value of X is 10");
      }else if( x == 20 ){
         System.out.print("Value of X is 20");
      }else if( x == 30 ){
         System.out.print("Value of X is 30");
      }else{
         System.out.print("这是 else 语句");
      }
   }
}

以上代码编译运行结果如下：

Value of X is 30

嵌套的 if…else 语句

使用嵌套的 if…else 语句是合法的。也就是说你可以在另一个 if 或者 else if 语句中使用 if 或者 else if 语句。

嵌套的 if…else 语法格式如下：

if(布尔表达式 1){
   如果布尔表达式 1的值为true执行代码
   if(布尔表达式 2){
      如果布尔表达式 2的值为true执行代码
   }
}

你可以像 if 语句一样嵌套 else if…else。

实例
Test.java 文件代码：

public class Test {
 
   public static void main(String args[]){
      int x = 30;
      int y = 10;
 
      if( x == 30 ){
         if( y == 10 ){
             System.out.print("X = 30 and Y = 10");
          }
       }
    }
}

以上代码编译运行结果如下：

X = 30 and Y = 10

Java switch case 语句

switch case 语句判断一个变量与一系列值中某个值是否相等，每个值称为一个分支。

语法
switch case 语句语法格式如下：

switch(expression){
    case value :
       //语句
       break; //可选
    case value :
       //语句
       break; //可选
    //你可以有任意数量的case语句
    default : //可选
       //语句
}

switch case 语句有如下规则：

• switch 语句中的变量类型可以是： byte、short、int 或者 char。从 Java SE 7 开始，switch 支持字符串 String 类型了，同时 case 标签必须为字符串常量或字面量。

• switch 语句可以拥有多个 case 语句。每个 case 后面跟一个要比较的值和冒号。

• case 语句中的值的数据类型必须与变量的数据类型相同，而且只能是常量或者字面常量。

• 当变量的值与 case 语句的值相等时，那么 case 语句之后的语句开始执行，直到 break 语句出现才会跳出 switch 语句。

• 当遇到 break 语句时，switch 语句终止。程序跳转到 switch 语句后面的语句执行。case 语句不必须要包含 break 语句。如果没有 break 语句出现，程序会继续执行下一条 case 语句，直到出现 break 语句。

• switch 语句可以包含一个 default 分支，该分支一般是 switch 语句的最后一个分支（可以在任何位置，但建议在最后一个）。default 在没有 case 语句的值和变量值相等的时候执行。default 分支不需要 break 语句。

• switch case 执行时，一定会先进行匹配，匹配成功返回当前 case 的值，再根据是否有 break，判断是否继续输出，或是跳出判断。

实例
Test.java 文件代码：

public class Test {
   public static void main(String args[]){
      //char grade = args[0].charAt(0);
      char grade = 'C';
 
      switch(grade)
      {
         case 'A' :
            System.out.println("优秀"); 
            break;
         case 'B' :
         case 'C' :
            System.out.println("良好");
            break;
         case 'D' :
            System.out.println("及格");
            break;
         case 'F' :
            System.out.println("你需要再努力努力");
            break;
         default :
            System.out.println("未知等级");
      }
      System.out.println("你的等级是 " + grade);
   }
}

以上代码编译运行结果如下：

良好
你的等级是 C

Java Number & Math 类

一般地，当需要使用数字的时候，我们通常使用内置数据类型，如：byte、int、long、double 等。

实例

int a = 5000;
float b = 13.65f;
byte c = 0x4a;

所有的包装类（Integer、Long、Byte、Double、Float、Short）都是抽象类 Number 的子类。

包装类	基本数据类型
Boolean	boolean
Byte	byte
Short	short
Integer	int
Long	long
Character	char
Float	float
Double	double

Java Character 类

Character 类用于对单个字符进行操作。

Character 类在对象中包装一个基本类型 char 的值

实例

char ch = 'a';
 
// Unicode 字符表示形式
char uniChar = '\u039A'; 
 
// 字符数组
char[] charArray ={ 'a', 'b', 'c', 'd', 'e' };

然而，在实际开发过程中，我们经常会遇到需要使用对象，而不是内置数据类型的情况。为了解决这个问题，Java语言为内置数据类型char提供了包装类Character类。

Character类提供了一系列方法来操纵字符。你可以使用Character的构造方法创建一个Character类对象，例如：

Character ch = new Character('a');

在某些情况下，Java编译器会自动创建一个Character对象。

例如，将一个char类型的参数传递给需要一个Character类型参数的方法时，那么编译器会自动地将char类型参数转换为Character对象。 这种特征称为装箱，反过来称为拆箱。

实例

// 原始字符 'a' 装箱到 Character 对象 ch 中
Character ch = 'a';
 
// 原始字符 'x' 用 test 方法装箱
// 返回拆箱的值到 'c'
char c = test('x');

转义序列

前面有反斜杠（\）的字符代表转义字符，它对编译器来说是有特殊含义的。

下面列表展示了Java的转义序列：

转义序列	描述
\t	在文中该处插入一个tab键
\b	在文中该处插入一个后退键
\n	在文中该处换行
\r	在文中该处插入回车
\f	在文中该处插入换页符
’	在文中该处插入单引号
"	在文中该处插入双引号
\	在文中该处插入反斜杠

Java 数组

数组对于每一门编程语言来说都是重要的数据结构之一，当然不同语言对数组的实现及处理也不尽相同。

Java 语言中提供的数组是用来存储固定大小的同类型元素。

你可以声明一个数组变量，如 numbers[100] 来代替直接声明 100 个独立变量 number0，number1，…，number99。

声明数组变量

首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。下面是声明数组变量的语法：

dataType[] arrayRefVar;   // 首选的方法

或

dataType arrayRefVar[];  // 效果相同，但不是首选方法

注意: 建议使用 dataType[] arrayRefVar 的声明风格声明数组变量。 dataType arrayRefVar[] 风格是来自 C/C++ 语言 ，在Java中采用是为了让 C/C++ 程序员能够快速理解java语言。

实例
下面是这两种语法的代码示例：

double[] myList;         // 首选的方法

或

double myList[];         //  效果相同，但不是首选方法

创建数组

Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：

arrayRefVar = new dataType[arraySize];

上面的语法语句做了两件事：

一、使用 dataType[arraySize] 创建了一个数组。
二、把新创建的数组的引用赋值给变量 arrayRefVar。

数组变量的声明，和创建数组可以用一条语句完成，如下所示：

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

另外，你还可以使用如下的方式创建数组。

dataType[] arrayRefVar = {value0, value1, ..., valuek};

数组的元素是通过索引访问的。数组索引从 0 开始，所以索引值从 0 到 arrayRefVar.length-1。

处理数组

数组的元素类型和数组的大小都是确定的，所以当处理数组元素时候，我们通常使用基本循环或者 For-Each 循环。

示例
该实例完整地展示了如何创建、初始化和操纵数组：

TestArray.java 文件代码：

   public static void main(String[] args) {
      double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5};
 
      // 打印所有数组元素
      for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
         System.out.println(myList[i] + " ");
      }
      // 计算所有元素的总和
      double total = 0;
      for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
         total += myList[i];
      }
      System.out.println("Total is " + total);
      // 查找最大元素
      double max = myList[0];
      for (int i = 1; i < myList.length; i++) {
         if (myList[i] > max) max = myList[i];
      }
      System.out.println("Max is " + max);
   }
}

以上实例编译运行结果如下：

1.9
2.9
3.4
3.5
Total is 11.7
Max is 3.5