Java基础——Java基本语法

应用程序 = 算法 + 数据结构
算法（写代码的逻辑，解决的是应用程序正确与否的问题）
数据结构（数据的载体，解决的是数据的存储问题、应用程序的效率问题）

Java基本语法

一、关键字和保留字

被 Java 语言赋予了特殊意义的字符串

二、标识符

总之，凡是自己可以起名字的地方，都叫标识符（类名、变量名、方法名…）

标识符的命名规则（即，起名有要求）： 比如，不能只用关键字和保留字、不能数字开头、不能含有空格、严格区分大小写

标识符的命名规范（如，驼峰命名法）：

• 包名：多单词组成时，所有字母均为小写：xxxyyyzzz
• 类名、接口名：多单词组成时，所有单词首字母大写：XyyYyyZzz
• 变量名、方法名：多单词组成时，第一个单词首字母小写，后续单词首字母大写：xxxYyyZzz
• 常量名：多单词组成时，所有字母均大写，单词间用下划线分隔：XXX_YYY_ZZZ

【起名尽量做到 “见名知意” 】

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小技巧：

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三、变量

变量是内存中的一块存储区域，我们可以通过变量名来访问这块内存

1、变量的定义和使用

注意点：

• 变量必须先声明，然后才能使用【否则，在声明以前，变量根本还没有出现过，使用的时候会找不到该变量（程序不认识这个变量），编译错误】；
• 变量必须先初始化（赋值），然后才能使用【否则没有值，程序也无法使用，编译错误】；
  【Java 是强类型语言；对应的还有弱类型语言，比如 JavaScript】

public class Day02_Exercise{
	public static void main(String[] args){
		// 可以"一步到位"：定义 + 初始化
		int myAge = 12;

		// 也可以：先声明，再赋值
		int myNumber;
		myNumber = 22;

		System.out.println("myAge = " + myAge);
		System.out.println("myNumber = " + myNumber);
	}
}

• 变量的作用域： 变量是有作用域的（一对大括号 “{}” 内），在作用域内，该变量是有效的，出了作用域就失效了；

【遇到一个问题，不知道他可不可以的时候，可以使用 “反证法”（逆向思维） ——> 假设他可行，然后看看会出现什么问题；如果没问题，说明可以】

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2、变量的类型

按照数据类型分类：

• 基本数据类型（8种）： 整型（byte / short / int / long）、浮点型（float / double）、字符型（char）、布尔型（boolean）
• 引用数据类型： 类（class）【字符串属于类】、接口（interface）、数组（array）
  

2.1、整型

类型	占用存储空间	表数范围
byte	1字节（= 8bit）	-128 ~ 127
short	2字节	-215 ~ 215 - 1
int	4字节	-231 ~ 231 - 1（约21亿）
long	8字节	-263 ~ 263 - 1

【通常使用 int 型（Java整型数值默认也是 int 型）】

2.2、浮点型

类型	占用存储空间	表数范围
单精度float	4字节	-3.403E38 ~ 3.403E38
双精度double	8字节	-1.798E308 ~ 1.798E308

【通常使用 double 型（Java浮点型数值默认也是 double 型）】

public void test(){

	// 1). 超过变量的表示范围，编译出错
	//byte b1 = 128;
	
	// 2). Java整型数值默认是int型，末尾加"L"或"l"显式表示是long型
	long l1 = 123123L;

	// 3). Java浮点型数值默认是double型，末尾必须加"F"或"f"显式表示是float型
	float d1 = 222.144F;
	/* 
	 * 4). long型可以不加"L"，是因为"低精度" ——> "高精度"，可以自动类型转换;
	 * 		但反之则不行，因此float型不可以不加"F"
	 */
}

2.3、字符型

char【1个字符 == 2个字节】

public void test(){

	// 1). char型变量，只能表示一个字符（至于是英文、汉字、其他符号，都可以）
	char c1 = 'a';
	char c2 = '汉';
	char c3 = 'ズ';

	char c4 = '\n';
	char c5 = '\t';
	char c6 = '\u0043';
	/*
	 * 2). char型变量的表示方式：
	 * 		声明一个字符；
	 * 		转义字符；
	 * 		直接使用 unicode 值来表示字符型常量；
	 */

	System.out.println(c6);
}

注意点：

• 转义字符：使用 “\”，比如想输出的就是 “\n”，而不是想作为“换行符”，就使用 “\ \n”
• 【Java默认使用的是Unicode编码（UTF-8是Unicode字符集的具体实现方式，目前实用范围最广）】——> 因此会出现“乱码”问题，因为cmd命令行默认是GBK编码

2.4、布尔型

boolean，只能取 true / false【注意：和C语言不同，0并不表示false，非0也并不表示true】

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3、基本数据类型之间的转换

3.1、自动类型提升

• 当 “容量小” 的数据类型 与 “容量大” 的数据类型做运算时，结果自动提升容量大的数据类型
  byte、short、char —> int —> long —> float —> double
• 注意：byte、short、char 三者做运算时，结果为 int 型 （无论是两两类型、还是自己类型间）【可能是因为这三者表数范围太小，做运算时很容易超过其表数范围，造成运行错误】

3.2、强制类型转换

• 转换时，是进行 截断操作，不进行四舍五入（毫无疑问，可能会导致精度损失）
• 还有可能超过表数范围

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4、原码反码补码

• 【正数：三码合一】【给补码，要会算原码】
• 为什么使用补码？
  计算机只能进行加法运算，因此通过补码的方式，将减法运算转换为加法运算【比如：3 - 2，计算机实际上是做了 3 + (-2) 的操作，通过补码的机制，完成了做加法时能达到 “正负冲减” 效果】

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四、运算符

算术运算符、赋值运算符、比较运算符（关系运算符）、逻辑运算符、位运算符、三元运算符

注意点：

• 取余运算（%）：被模数、模数可以取负，结果的符号和被模数的符号一致【开发中常使用 “%” 来判断能否被除尽的问题】
• 自增（++）、自减（ --）、扩展赋值运算符（+=、%=…）：不改变变量本身的数据类型【例如：short += 2; 正确，但 short = short + 2; 编译错误】
• 比较运算符：运算的结果，都是boolean类型（即，只有true、false）；注意区分 == 和 =
• 逻辑运算符：只适用于boolean类型变量的运算；异或运算：当 a 和 b 不同时，是true，相同时是false（即所谓的 “异”）
• | 和 || ，& 和 && 的区别：a | b，无论第一个操作数 a 是不是 true，b 都要判断；a & b，无论 a 是不是 false，b 都要判断【理论上讲，当 a 为 true 时，就可以判断出必有 a | b = ture；同理，当 a 为 false 时，必有 a & b = false，因此没必要去看操作数 b，即所谓的 “短路”】【当 b 是表达式的时候，就会出现差异，（开发时优先选择 “短路运算”）】
• 位运算符：注意，没有 “<<<”，（只有 <<，>>，">>>" 无符号右移）；位运算符操作的都是整型变量；左移——是底层 “二进制数的各位往左移”，高位超了就砍掉，低位空了补零（右移，高位补符号位，低位超了砍掉）；【每向左移一位，相当于 * 2（除非移动过大，最高位变成 1 了，负数了）】
  
  【位运算符的测试：交换两个变量的值】

public void test(){
	//交换两个变量的值
	//方式一：临时变量（推荐，简单、适用范围广）
	int temp = num1;
	num1 = num2;
	num2 = temp;
	System.out.println("num1 = " + num1 + ", num2 = " + num2);

	//方式二：可以不使用临时变量，但是可能超出表数范围、而且只适用于数值型
	num1 = num1 + num2;
	num2 = num1 - num2;
	num1 = num1 - num2;

	System.out.println("num1 = " + num1 + ", num2 = " + num2);

	//方式三：使用位运算符【（m ^ n） ^ n == m】，同样只适用于数值型
	num1 = num1 ^ num2;
	num2 = num2 ^ num1;
	num1 = num1 ^ num2;
	
	System.out.println("num1 = " + num1 + ", num2 = " + num2);
}

【无符号右移 “>>>” 的应用场景：将十进制数60，转化为十六进制表示】

public void test(){
	//十进制 ---> 十六进制
	int num = 60;
	int i = num & 15; //15的二进制是"0000 1111"，与15取&，就可以把最低四位二进制取出来（其余位均变0了）
	String str1 = (i > 9) ? (char)(i - 10 + 'A') + "" : i + "";
	
	int temp = num >>> 4;
	i = temp & 15; //右移4位以后，原本的5~8位，变为现在的最低四位了，重复上述操作，取出这4位
	String str2 = (i > 9) ? (char)(i - 10 + 'A') + "" : (i + "");
	
	System.out.println(num + " ---> " + str2 + str1);
}

• 三元运算符：能用三元运算符的地方，都可以改写成 if-else 流程控制，但是反之不行【二者皆可的时候，使用三元运算符，因为效率高】

五、流程控制

顺序结构、分支结构、循环结构

1、分支结构

• if-else
• switch-case
  注意：switch(表达式) {case…} 中的 “表达式” 不是条件表达式，而且只能是如下6种数据类型之一：byte、short、char、int、枚举类型、String类型【浮点型、布尔型不能放！！！String 是 JDK7.0 以后新增的】

2、循环结构

【循环结构4部分：①初始化部分、②循环条件、③循环体、④迭代部分】

• for
• while：【千万别丢了④迭代部分！！！！会死循环！！！】
• do-while

补充1：求取范围 [a,b] 的随机数

public void test(){
	int prize = (int)(Math.random() * 90 + 10);
	//Math.random()产生一个 [0.0, 1.0) 的随机浮点数，
	//  对其 *90+10 然后强转(int)，可以确保得到一个[10,100)之间的两位整型数
	/*
	 * 求取[a,b]范围的随机数的公式：
	 *   (int)(Math.random() * (b - a + 1) + a)
	 *   【即 乘以区间大小，再加上区间左范围，（强转是为了能取到左右闭区间的整型）】
	 */
}

补充2：Scanner类的使用

import java.util.Scanner; //1.导包

class Test{
	public void test(){
		Scanner scan = new Scanner(System.in); //2.实例化
	
		System.out.println("身高(cm)：");
		int height = scan.nextInt(); //3.调用方法，获取键盘输入的值
		
		System.out.println("财富(千万)：");
		double money = scan.nextDouble();
		
		System.out.println("帅(是/否)：");
		String face = scan.next();
		
		if(height >= 180 && money >= 1 && "是".equals(face)){
			System.out.println("大佬！");
		}else if(height >= 180 || money >= 1 || "是".equals(face)){
			System.out.println("一线！");
		}else{
			System.out.println("我");
		}
	}
}

补充3：测试运行时间——System.currentTimeMillis()

返回值：一个 long 型值【当前时间距离 1970-01-01 00:00:00 的毫秒数】

/* 优化版 */
	public static void forForTest4_3(){
		long start = System.currentTimeMillis(); //开始时间
		
		//想要计算时间的代码段....
		
		long end = System.currentTimeMillis(); //结束时间
		System.out.println();
		System.out.println("程序运行时间为：" + (end - start) + " ms");
	}