01- Java基础知识

一. 前言

1. Java发展史

• Java 8 版本目前使用居多（2014年发布）

2. 计算机基础知识

• 二进制：bit（比特、位）；莱布尼茨发明
• 字节：Byte；计算机中的最小存储单位；8位为1个字节：1 Byte = 8 bit
• 1024 进制：1 KB = 1024 Byte；1 MB = 1024 KB

3. 常用命令

MS-Dos （Microsoft Disk Operating System）操作系统在Windows中以命令提示符（cmd 打开）形式存在

• 切换盘符：C：、d：、E：
• 进入文件夹：cd 文件夹名称、cd 文件夹1\文件夹2\文件夹3
• 返回上一级：cd ..、cd \
• 查看当前目录内容：dir
• 清空当前屏幕：cls
• 退出：exit
• 上/下一个命令：方向↑/↓键

4. 开发环境

4.1. 名词解释

• JVM：Java 虚拟机（Java Virtual Machine）：Java程序是通用的，JVM在每个操作系统中充当翻译者角色。

Java 的 跨平台性 主要归功于JVM、它本身并不具有跨平台功能：每个操作系统下都有不同版本的虚拟机

• JRE：Java的运行时环境（Java Runtime Environment ）：包含JVM和运行时所需要的核心类库

想要运行已有的 Java 程序，只需要安装 JRE即可

• JDK： Java程序开发工具包（Java Development Kit）;包含JRE和开发人员使用的工具

想要开发 Java 程序，则必须安装 JDK

4.2 环境变量的配置

1. 新建全局环境变量：变量名为：JAVA_HOME 、变量值为：JDK的安装路径（bin目录的上一级即可）

2. 编辑 path 中的值：增加一条%JAVA_HOME%\bin 的值即可

二. HelloWorld入门程序

Java开发的三个步骤：编写、编译、运行

• 编写：使用编辑器（高级编辑器）编写Java程序：HelloWorld.java
• 编译：使用javac.exe进行编译 -> Java字节码文件：javac HelloWorld.java运行后生成HelloWorld.class文件
• 运行：使用java.exe运行：java HelloWorld【注】: 不要加后缀名

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

注意：类名称必须与文件名称一模一样

三. 关键字与标识符

关键字：被保留的、具有特殊含义的

• 完全小写的字母
• 在高级编辑器中，有特殊颜色的

标识符：自定义的内容，如类名称、接口、变量名称等

1. 命名规则（硬性要求）

   • 可包含26个英文字母（包含大小写）、0 - 9数字、$ 和 _（下划线）

   • 不能以数字开头

   • 不能是关键字

2. 命名规范（软性要求）

   • 类名称：大驼峰式（如：HelloWorld）
   • 变量名：小驼峰式（如：helloWorld）
   • 方法名：同变量名

四. 数据类型&常量&变量

1.数据类型

1. 基本数据类型：4类8种
2. 引用数据类型：如字符串、数组、类、接口等

基本数据类型：

• 整型：byte、short、int（默认）、long
• 浮点型：float（单精度）、double（默认、双精度）
• 字符型：char
• 布尔型：boolean

类型	字节	默认值	范围
byte 字节型	1	0	-2^7 ~2^7-1
short 短整型	2	0	-2^15 ~ 2^15-1
int 整型	4	0	-2^31 ~ 2^31-1
long 长整型	8	0L	-2^63 ~2^63-1
float 单精度浮点型	4	0.0F	3.402823E+38 ~ 1.401298E-45
double 单精度浮点型	8	0.0D	.797693E+308~ 4.9000000E-324
char 字符型	2	空格
bool	1	false

2. 常量

程序运行期间，不改变值的量

• 字符串常量：用双引号引起来的量
• 整型常量：直接写上的数字（没有小数点）
• 浮点型常量：直接写上的小数（有小数点）
• 字符常量：单引号引起来的单个字符（单引号之间要有内容，没有则不行）
• 布尔类型：true/false
• 空常量：null（代表没有任何数据，当然不能用来直接打印输出）

3. 变量

程序运行期间，值发生改变的量

• 创建多个变量，变量名不能重复

• 对于float和long类型时，后缀F和L不能丢掉

• 如果使用byte、short类型的变量，那右侧的数据不能超过左边类型的范围

• 没有进行赋值的变量，不能直接使用

• 不能超过作用域（从定义变量的一行开始，一直到所属的大括号结束为止）的范围

• 可以通过一个语句创建多个变量，但不推荐

拓展：

• 如果表达式中全为常量，编译器会直接得到表达式的结果-->编译器的常量优化

五. 数据类型转换

1. 自动类型转换（隐式）

• 特点：代码不需要进行特殊处理，自动完成

• 规则：数据范围从小到大（等号右边数据范围小，左边范围大）

2. 强制类型转换（显式）

• 特点：代码需要进行特殊格式处理

• 格式：范围小的类型 范围小的变量名 = （范围小的类型）原本范围大的数据

3. 数据转换注意事项

• 强制类型转换一般不推荐使用 --> 精度损失、数据溢出

• byte、short、char这三种类型都可以发生数学运算，例如加法 “+”

• byte、short、char这三种类型都可以发生数学运算，在运算时首先都会被提升成int类型，然后再计算。char类型对应的数值参考ASCII码表

• ASCII码表：48--0、65--A、97--a

• boolean类型不能发生数据类型转换（Java中不能当作0/1对待）

对于byte、short、char三种类型来说，如果右侧赋值的数值没有超过范围，那么javac编译器将会自动隐含地为我们补上一个（byte）、（short）、（char）

    1. 如果没有超过左侧的范围，编译器补上强转

    2. 如果右侧超过了左侧数据类型范围，编译器报错

4. 编码表

数字和字符的对照关系

• ASCII码表：American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码

• Unicode码表：万国码，开头0-127与ASCII完全一样，就连emoji也有数字与之对应

六. 运算符

1. 算数运算符

+	加法运算，字符串连接运算
-	减法运算
*	乘法运算
/	除法运算：结果是整数（只看商，不看余数）
%	取模运算：两个数字相除取余数（只有对于整数来说，取模才有意义）
++、--	自增、自减运算

四则运算中：

• 一旦运算中有不同类型的数据类型，那么结果将会是数据类型范围大的那种

• 任何数据类型和字符串进行连接操作的时候，结果都会变成字符串

自增、自减：

• 基本含义：让一个变量加1、减1

• 格式：卸载变量之前或者变量之后：++num、num++

• 使用方式：

  • 单独使用：不和其他操作混合 --> 前++和后++没有任何区别

  • 混合使用：如赋值运算、打印输出 --> 有重大区别，但该+/-一定会+/-

    • 如果是【前++】，那么变量【立刻马上+1】，然后拿着结果进行使用 --【先+后用】

    • 如果是【后++】，那么首先使用变量本来的数据，然后【再让变量+1】--【先用后+】

• 注意事项：只有变量才能使用自增/自减运算

2. 赋值运算符

赋值运算符	含义
=	等于号
+ =	加等于：a += 1 相当于 a = a+1
- =	减等于：a -= 1 相当于 a = a-1
*=	乘等于
/=	除等于
%=	取模等于

注意事项：

• 只有变量才能使用赋值运算符，常量不能进行赋值

• 复合赋值运算符中隐含了一个强制类型转换

3. 比较运算符

比较运算符	含义
==	比较两边数据是否相等，相等结果为true
<	左边数据是否小于右边数据，成立则结果为true
>
<=
>=
!=	如果两边数据不相等，结果为true

注意事项：

• 结果是一个boolean值

• 如果进行多次判断，不能连着写（如：1<2<3），需要用到逻辑运算符

4. 逻辑运算符

逻辑运算符	含义
与 &&	全true则true
或 ||	有true则true
非 !	取反：本来是true，取反变false

短路：

• 如果根据左边已经可以判断得到最终结果，那么右边的代码将不再执行，从而节省一定的性能

注意事项：

• 逻辑运算符只能用于boolean值

5. 三元运算符

• 一元运算符：只需要一个数据就可以进行操作。如取反、自增、自减

• 二元运算符：需要两个数据才能操作的运算符。如加法、减法

• 三元运算符：需要三个数据才可以操作的运算符

格式：

数据类型 变量名称 = 条件判断 ？ 表达式A：表达式B

流程：

首先判断条件是否成立：

如果成立为true，将表达式A的值赋值给左侧的变量；

如果成立为false，将表达式B的值赋值给左侧的变量；

二者选其一。

注意事项;

• 必须同时保证表达式A和表达式B都符合左侧数据类型的要求

• 三元运算符的结果必须被使用（必须赋值或者打印输出）

七. 流程控制语句

1. 顺序结构

按代码顺序执行

2. 选择结构

1. if 结构

1. 单if语句

if(关系表达式){
    语句体//true则执行
}

2. 标准的if...else语句--可用三元运算符转换

if(关系表达式) {
   语句体1;//true则执行
} else {
   语句体2;//false则执行 
}

3. 复合的if...else语句：else if

if(关系表达式1) {
     语句体1;
} else if(关系表达式2) {
     语句体2;
}
...
} else if(关系表达式3){
     语句体3;
} else{
     语句体4;
}

2. switch 结构

switch(表达式){
    case 常量值1;
        语句体1;
        break;
    case 常量值2;
        语句体2;
        break;  
    ...
    default:
        语句体n;
        break;
}

注意事项;

• 多个case后面的数值不能重复

• switch后面小括号只能是下列数据类型：6种

  • 基本数据类型：byte/short/char/int

  • 引用数据类型：String字符串、enum枚举

• switch语句很灵活：前后顺序可颠倒、break可省略（不推荐）-- case穿透

• 停止条件：匹配到哪一个case就从哪一个位置向下执行，直到遇到了break或整体结束

3. 循环结构

1. for 循环

for(初始化表达式；布尔表达式；步进表达式){
    循环体；
}

2. while 循环

表准格式：

while(条件判断){
    循环体;
}

拓展格式：效果与for循环一样

初始化语句；
while(条件判断){
    循环体；
    步进语句；
}

3. do...while 循环

do{
    循环体；
} while (条件判断)；

4. 三种循环的区别

• 如果条件判断从来没有满足过，那么for循环和while循环会执行0次，但do...while会执行1次

• for循环的变量在小括号内定义，只有循环内部才可以使用。while和do-while循环的初始化语句本来就在外面，所以出循环后还可以继续使用

• 凡是次数确定场景多用for循环，否则while循环

5. 死循环

• 无心之过

• 有意为之

while (true){
    循环体;
}

4. 条件控制语句

• break关键字

  • 用在switch语句中，一旦执行，整个switch语句立即结束

  • 用在循环语句中，一旦执行，整个循环语句立刻结束，打断循环

• continue关键字

  • 一旦执行，立刻跳过当前次循环剩余内容，马上开始下一次循环