一、Java基本常识

Java的11个特性
- 简单性：可看作"纯净"版C++，剔除了C++中应用较少、难以理解、易于混淆的特性；没有头文件、指针、结构、联合、操作符重载、虚基类等
- 面向对象性：与C++主要不同点在于多继承
- 解释型特性：同Python
- 多线程：底层操作系统或线程库完成
- 网络特性：依赖网络库，可轻松处理HTTP和FTP之类的TCP/IP协议
- 健壮性：Java编译器可以检测出其他语言(如C/C++)中运行时才能够检测出的问题，以消除内存分配的错误以及防止内存泄漏
- 可移植性：数据类型具有固定大小(不同于C/C++，不同平台数据类型大小不一)；二进制数据以固定格式进行存储和传输；字符串使用Unicode格式存储
- 安全性：防病毒、防篡改(防运行时堆栈溢出、防破坏内存、防未授权读写文件)
- 体系结构中立性：编译器所生成的字节码文件可通过JVM在多种系统上运行；虚拟机的即时编译功能可将使用最为频繁的字节码翻译成机器码，以加快程序运行效率
- 高性能特性：字节码在运行时刻快速地翻译成运行应用程序的特定CPU的机器码
- 动态性：库中可以自由添加新方法和实例变量，而对客户端无任何影响；在Java中找出运行时类型信息十分简单
Java applet

在网页上运行的Java程序
JavaScript

原名LiveScript，其语法类似Java，但除此之外，两者无任何关系
Java版本

JSE：Standard Edition JME：Micro Edition JEE：Enterprise Edition

总结：Java是一门面向对象的解释型、高性能语言，可移植性强、安全性高，具有强大的网络功能并支持多线程编程，较于C/C++其更加简单、健壮、动态性能强。

二、Java程序设计环境

JDK、JRE、JVM关系

JDK(Java Development Kit) > JRE(Java Runtime Environment) > JVM(Java Virtual Machine)
JDK目录

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bin、demo、docs、include、jre、lib、src，Mac中通过/usr/libexec/java_home -V查看Java版本以及安装目录

程序基本结构

public class ClassName
{
  public static void main(String[] args)
  {
    program statements
  }
}

源程序类名要与文件名保持一致，main函数必须声明为public static

命令行编译与运行

编译命令：javac xx.java ，生成xx.class字节码文件；

运行命令： java xx(不需要带class)；
IntelliJ IDEA

Win破解版安装见intellij idea 2018.1.6中文破解版附注册码汉化包。软件装上后还不能直接就用，还需要下载JDK并配置。

二、Java基本程序设计结构

同C/C++，Java程序的基本结构也需要从注释、数据类型、变量、运算符、字符串、输入输出、控制流、数组几个方面进行说明

注释：同C/C++
8 种数据类型
- Java中byte(8)、char(16)、short(16)、int(32)、long(64)、float(32)、double(64)
- 区别于C++，Java中使用byte类型表示8位，使用boolean表示布尔类型，并且不能对布尔类型使用强制转换
- Java中的原始数据类型里没有无符号的类型
- char类型采用UTF-16编码(Unicode)
- Java有一个称为"大数值"的可表示任意精度的算术包，但它并不是数据类型而是一个Java对象
变量
- Java中的变量只存在类中（静态变量、非静态变量以及局部变量），而C++的这些变量可以存在类外（全局变量）
- Java中不区分变量的声明与定义
- Java使用final限定常量（C++使用const），如果类中的多个方法需要使用同一常量可声明为类常量；如果一个常量被声明为public，那么其他类的方法也可使用该常量
```
public static final double PI = 3.14;
```
- 大数值BigInteger和BigDecimal(Java中没有设计重载运算符，因而不能使用+ *，而使用add和muiltiply方法替代)
运算符
- Java的算数运算符、关系运算符、位运算符、逻辑运算符、赋值运算符与C/C++基本一致，Java多了一种类型判断运算符instanceof，在运行时指出对象是否是特定类的一个实例
- Java中>>>使用0填充高位，>>使用符号位填充高位，没有>>>运算；而C/C++中>>无法确定是算术移位(扩展符号位)，还是逻辑移位(高位填0)
- 不同于C/C++，Java没有,运算符，但在for中可使用,分隔表达式列表
- 枚举类型：Java在枚举类中可以定义变量、构造函数和方法，而C++的枚举类不可以！
字符串
- String类：子串、拼接、不可变字符串(字符串不可被修改，而C/C++是可以修改的)、equals方法(不可使用==，C++可以使用==是因为重载了该运算符，而Java中==的操作更像是指针的处理方式)、空串(长度0内容空)与null(没有任何对象与该变量关联)、代码点与代码单元、API
- 构建字符串
```
StringBuilder builder = new StringBuilder()；
builder.append(ch);
builder.append(str);
String completedString = builder.toString();
```

输入输出

输入Scanner类(.nextLine .next .nextInt .nextDouble .hasNext .hasNextInt)

import java.util.*;
public class InputTest{
  public static void main(String[] args){
    Scanner in = new Scanner(System.in);
    String name = in.nextLine();
    System.out.println(name);
  }
}
//密码等读取使用Console类
import java.io.*;
Console cons = System.console();
String usrname = cons.readLine("Use Name:");
char[] passwd = cons.readPassword("Passwd:");

格式化输出：System.out.printf同C/C++中printf用法；String.format同C/C++中sprintf格式化字符串
文件输入输出(注意若文件名中有反斜杠，需要在反斜杠之前再加一个额外反斜杠)

import java.nio.file.Paths;
import java.io.PrintWriter;
Scanner in = new Scanner(Paths.get("f.txt"));//相对JVM启动路径或绝对路径
PrintWriter out = new PrintWriter("f.txt");
String dir = System.getProperty("user.dir");//获取JVM启动路径

控制流
- 与C/C++控制流比较，没有goto，但break continue可以带标签跳出语句块( 不能跳入语句块)；for each
- C++中在嵌套的块中可以重定义一个变量，内层变量会覆盖外层变量，而Java不允许重定义！

数组

定义：int[] a = new int[100];(创建一个数字数组时，所有元素都初始化为0，布尔数组会初始化false，对象数组初始化为null)；Arrays.toString(a)打印数组中所有值；Java允许数组长度为0；数组可以直接作为函数入参和出参

//for each
for(int ele :a)
  System.out.println(ele);

初始化

int[] s = new int[]{2,3,5};
int[] s = {2,3,5};//不需要new
new int[] {2,3,5};//匿名数组

数组拷贝

int[] l = s;//l s两个变量将引用同一个数组
int[] copy = Arrays.copyOf(s,s.length);//数组所有值拷贝

Java数组与C++数组在堆栈上区别很大，但基本上与分配在堆上的数组指针一样，即 int[] a = new int[10];//Java

不同于int a[10];//C++

而等同于int* a = new int[10];//C++

Java中[]运算符被预定义为检查数组边界，而且无指针运算

数组排序

Arrays.sort使用了优化的快排算法

多维数组

for each不能自动处理二维数组的每一个元素，它是按照行即一维数组进行处理的；Java的二维数组与C/C++类似 int[][] arr = new int[3][];

double[][] a;
for(double[] row:a)
  for(double value:row)
    do something with value

不规则数组

Java实际上没有多维数组，只有一维数组；不规则数组即每一行长度不同；

int[][] odds = new int[NMAX+1][];
for(int n=0;n<=NMAX;n++)
  odds[n] = new int[n+1];
for(int n=0;n<odds.length;n++)
  for(int k=0;k<odds[n].length;k++)
  {
    odds[n][k] = lotteryOdds;
  }

数组实例

class INTtoHex {
    public static void main(String[] args) {
        toHex1(65535);
    }

    //整数转16进制（查表法）
    private static void toHex1(int num) {
        if (num == 0) {
            System.out.println("0");
            return;
        }
        char[] chs = {
                '0', '1', '2', '3',
                '4', '5', '6', '7',
                '8', '9', 'A', 'B',
                'C', 'D', 'E', 'F'};

        char[] arr = new char[8];
        int pos = arr.length;

        while (num != 0) {
            int temp = num & 0x0f;
            arr[--pos] = chs[temp];
            num = num >>> 4;//>>>表示无符号右移
        }

        System.out.println("pos=" + pos);
        for (int x = pos; x < arr.length; x++) {
            System.out.print(arr[x]);
        }
    }
	//非查表
    private static void toHex2(int num) {
        char[] arr = new char[8];
        int pos = arr.length;

        for (int x = 0; x < 8; x++) {
            int temp = num & 15;
            if (temp > 9) {
                arr[--pos] = (char) (temp - 10 + 'A');
            } else {
                arr[--pos] = (char) (temp + '0');
            }
            num = num >>> 4;
        }
        for (char x : arr) {
            System.out.print(x);
        }
        System.out.println();
    }
}

三、几种排序的Java实现

public class Sort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 4, 2, 8, 0};

        bubbleSort(arr);
        myPrint(arr);

        selectSort(arr);
        myPrint(arr);

        insertSort(arr);
        myPrint(arr);

        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
        myPrint(arr);
    }

    private static void bubbleSort(int[] a) {
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            for (int j = 0; j < a.length - 1 - i; j++) {
                if (a[j] > a[j + 1]) {
                    swap(a, j, j + 1);
                }
            }
        }
    }

    private static void selectSort(int[] a) {
        for (int i = 0; i <= a.length; i++) {
            int key = minElem(a, i);
            if (key != i) {
                swap(a, i, key);
            }
        }
    }

    private static void insertSort(int[] a) {
        for (int i = 1; i < a.length; i++) {
            int x = a[i];
            int j;
            for (j = i - 1; j >= 0 && a[j] > x; j--)
                a[j + 1] = a[j];
            a[j + 1] = x;
        }
    }

    private static void quickSort(int[] a, int low, int high) {
        if (low < high) {
            int m = partition(a, low, high);
            quickSort(a, low, m - 1);
            quickSort(a, m + 1, high);
        }
    }

    private static int minElem(int[] a, int i) {
        int k = i;
        for (int j = i + 1; j < a.length; j++) {
            if (a[k] > a[j])
                k = j;
        }
        return k;
    }

    private static int partition(int[] a, int i, int j) {
        int p = a[i];
        int m = i;
        for (int k = i + 1; k <= j; k++) {
            if (a[k] < p) {
                m++;
                swap(a, m, k);
            }
        }
        swap(a, m, i);
        return m;
    }
	//Java对普通类型的变量是不支持引用传递，因此C/C++的swap写法并不能适用于Java
    private static void swap(int[] a, int m, int n) {
        int tmp = a[m];
        a[m] = a[n];
        a[n] = tmp;
    }

    private static void myPrint(int[] a) {
        for (int x : a) {
            System.out.print(x + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

Java核心技术（卷1）笔记--01基础篇

一、Java基本常识

二、Java程序设计环境

二、Java基本程序设计结构

三、几种排序的Java实现

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