小白学Java,这些必备基础知识早就该收入囊中了

前言:

这一篇仅是下面目录的1、2知识点,其他的知识点还没有更新,如果觉得可以的话,可以关注我的微信公众号:苦逼的学生仔

本篇仅针对小白,如果是大佬进来了的话,请让小弟我给你倒杯茶!!

PS:本篇Java系列总结,大部分来自网络整理。

第一篇 -- Java程序基础目录

1、Java的基本结构

2、变量和数据结构

  • - 变量
    - 基本数据类型
    - 整型
    - 浮点型
    - 布尔类型
    - 字符类型
    - 常量
    - var关键字
    - 变量的作用范围
    - 小结
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3、整数运算

  • - 溢出
    - 简洁的运算符
    - 自增/自减
    - 移位运算
    - 位运算
    - 运算优先级
    - 类型自动提升与强制转型
    - 小结
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4、浮点数运算

  • - 类型提升
    - 溢出
    - 强制转型
    - 练习:
    - 小结
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5、布尔运算

  • - 短路运算
    - 三元运算符
    - 练习:
    - 小结
    复制代码

6、字符和字符串

  • - 字符类型
    - 字符串类型
    - 字符串连接
    - 多行字符串
    - 不可变特性
    - 空值null
    - 练习:
    - 小结
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7、数组类型

  • - 字符串数组
    - 小结
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Java程序基础

1、Java的基本结构

先剖析一个完整的Java程序,观察它的基本结构是什么:
/**
 * 可以用来自动创建文档的注释
 */
public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        
        System.out.println("Hello, world!");   // 向屏幕输出文本: Hello,world!
        /* 多行注释开始
        注释内容
        注释结束 */
    }
} // class定义结束
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1、创建一个类Hello

2、利用Java输出一个语句Hello world

3、单行注释“// XXX ” ,多行注释“ /* XXX */

因为Java是面向对象的语言,一个程序的基本单位就是classclass是关键字,这里定义的class名字就是Hello

public class Hello { // 类名是Hello
    // ...
} // class定义结束
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类名要求

  • 类名必须以英文字母开头,后接字母,数字和下划线的组合
  • 习惯以大写字母开头

要注意遵守命名习惯,好的类命名

  • Hello
  • NoteBook
  • VRPlayer

不好的类命名

  • hello
  • Good123
  • Note_Book
  • _World

1、注意到public是访问修饰符,表示该class是公开的。

2、不写public,也能正确编译,但是这个类将无法从命令行执行,也就是不能够被调用。

class内部,可以定义若干方法(method):

public class Hello {
    public static void main(String[] args) { // 方法名是main
        
        // 方法代码,也就是将实现某种功能的代码...
        
    }     // 方法定义结束
}
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  • 方法定义了一组执行语句,方法内部的代码将会被依次顺序执行。
  • 这里的方法名main返回值void,表示没有任何返回值。
  • 我们注意到public除了可以修饰class类之外,还也可以修饰方法。而关键字static是另一个修饰符,它表示静态方法,后面我们会讲解方法的类型,目前,我们只需要知道,Java入口程序规定的方法必须是静态方法,方法名必须main,括号内的参数必须是String数组。

方法名也有命名规则,命名和class一样,但是首字母小写

好的方法命名

  • main
  • goodMorning
  • playVR

不好的方法命名

  • Main
  • good123
  • good_morning
  • _playVR

在方法内部,语句才是真正的执行代码。Java的每一行语句必须以分号结束:

public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        
        System.out.println("Hello, world!");   // 语句
    }
}
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在Java程序中,注释是一种给人阅读的文本,不是程序的一部分,所以编译器会自动忽略注释。

Java有3种注释:

  • 第一种是单行注释,以双斜线开头,直到这一行的结尾结束:
// 这是注释...
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  • 多行注释以/*星号开头,以*/结束,可以有多行:
/*
这是注释
blablabla...
这也是注释
*/
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  • 还有一种特殊的多行注释,以/**开头,以*/结束,如果有多行,每行通常以星号开头:
/**
 * 可以用来自动创建文档的注释
 * 随便在某一行加*就可以开始一个新的一行注释了
 * 
 * @auther liaoxuefeng
 */
public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, world!");
    }
}
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2、变量和数据结构

变量

什么是变量?

变量就是初中数学的代数的概念,例如一个简单的方程,x,y都是变量:

y=x²+1

在Java中,变量分为两种:基本类型的变量引用类型的变量

我们先讨论基本类型的变量。

在Java中,变量必须先定义后使用,在定义变量的时候,可以给它一个初始值。例如:

int x = 1;
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上述语句定义了一个整型int类型的变量,名称为x,初始值为1

不写初始值,就相当于给它指定了默认值。默认值总是0

  • 来看一个完整的定义变量,然后输出变量值的例子:
//定义并且打印变量
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        
        int x = 100; // 定义int类型变量x,并赋予初始值100
        System.out.println(x); // 输出该变量的值
    }
}

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  • 变量的一个重要特点是可以重新赋值。例如,对变量x,先赋值100,再赋值200,观察两次打印的结果:
//对变量进行重新赋值
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        
        int x = 100; // 定义int类型变量x,并赋予初始值100
        System.out.println(x); // 打印该变量的值,观察是否为100
        
        x = 200; // 重新赋值为200,且不用再进行数据类的声明
        System.out.println(x); // 打印该变量的值,观察是否为200
    }
}

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注意到第一次定义变量x的时候,需要指定变量类型int,因此使用语句int x = 100;。而第二次重新赋值的时候,变量x已经存在了,不能再重复定义变量的类型了,因此不能对于第二个x指定变量类型int,必须使用语句x = 200;

变量不但可以重新赋值,还可以赋值给其他变量。让我们来看一个例子:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 100; // 定义变量n,同时赋值为100
        System.out.println("n = " + n); // 输出n的值

        n = 200; // 变量n赋值为200
        System.out.println("n = " + n); // 输出n的值

        int x = n; // <--- 变量x赋值为n(n的值为200,因此赋值后x的值也是200)
        System.out.println("x = " + x); // 输出x的值

        x = x + 100; // <---  变量x赋值为x+100(x的值为200,因此赋值后x的值是200+100=300)
        System.out.println("x = " + x); // 打印x的值
        System.out.println("n = " + n); // 再次打印n的值,n应该是200还是300?
   }
}

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仔细分析上面的代码:

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基本数据类型

基本数据类型是CPU可以直接进行运算的类型。Java定义了以下几种基本数据类型:

  • 整数类型:byte,short,int,long
  • 浮点数类型:float,double
  • 字符类型:char
  • 布尔类型:boolean

Java定义的这些基本数据类型有什么区别呢?要了解这些区别,我们就必须简单了解一下计算机内存的基本结构。

  • 计算机内存的最小存储单元是字节(byte),一个字节就是一个8位二进制数,即8个bit。它的二进制表示范围从00000000 ~ 11111111,换算成十进制是0~255,换算成十六进制是00 ~ ff

  • 内存单元从0开始编号,称为内存地址。每个内存单元可以看作一间房间,内存地址就是门牌号。

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  • 一个字节是1byte,1024字节是1K,1024K是1M,1024M是1G,1024G是1T。一个拥有4T内存的计算机的字节数量就是:
4T = 4 x 1024G
   = 4 x 1024 x 1024M
   = 4 x 1024 x 1024 x 1024K
   = 4 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024
   = 4398046511104
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  • 不同的数据类型占用的字节数不一样。我们看一下Java基本数据类型占用的字节数:

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一个byte恰好就是一个字节,而longdouble需要8个字节。

整型

对于整型类型,Java只定义了带符号的整型,因此,最高位的bit表示符号位(0表示正数,1表示负数)。各种整型能表示的最大范围如下:

  • byte:-128 ~ 127
  • short: -32768 ~ 32767
  • int: -2147483648 ~ 2147483647
  • long: -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 2147483647;
        int i2 = -2147483648;
        int i3 = 2_000_000_000; // 加下划线更容易识别
        int i4 = 0xff0000; // 十六进制表示的16711680
        int i5 = 0b1000000000; // 二进制表示的512
        long l = 9000000000000000000L; // long型的结尾需要加L
    }
}

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特别注意:同一个数的不同进制的表示是完全相同的,例如15=0xf0b1111

浮点型

浮点类型的数就是小数,因为小数用科学计数法表示的时候,小数点是可以“浮动”的,如1234.5可以表示成12.345x102,也可以表示成1.2345x103,所以称为浮点数。

  • 下面是定义浮点数的例子:
float f1 = 3.14f;
float f2 = 3.14e38f; // 科学计数法表示的3.14x10^38
double d = 1.79e308;
double d2 = -1.79e308;
double d3 = 4.9e-324; // 科学计数法表示的4.9x10^-324
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对于float类型,需要加上f后缀。

浮点数可表示的范围非常大,float类型可最大表示3.4x1038,而double类型可最大表示1.79x10308。

布尔类型

布尔类型boolean只有truefalse两个值,布尔类型总是关系运算的计算结果:

boolean b1 = true;
boolean b2 = false;
boolean isGreater = 5 > 3; // 计算结果为true
int age = 12;
boolean isAdult = age >= 18; // 计算结果为false
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Java语言对布尔类型的存储并没有做规定,因为理论上存储布尔类型只需要1 bit,但是通常JVM内部会把boolean表示为4字节整数。

字符类型

字符类型char表示一个字符。Java的char类型除了可表示标准的ASCII外,还可以表示一个Unicode字符:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        char a = 'A';
        char zh = '中';
        System.out.println(a);
        System.out.println(zh);
    }
}

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注意char类型使用单引号',且仅有一个字符,如果是'AB'的话就不能够再使用char了,要和双引号"的字符串类型区分开。

常量

定义变量的时候,如果加上final修饰符,这个变量就变成了常量:

final double PI = 3.14; // PI是一个常量,所在的内存不能够再被其他的值给覆盖自己的内存
double r = 5.0;
double area = PI * r * r;
PI = 300; // compile error!   PI已经是一个常量了,这里不能对此进行更改
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常量在定义时进行初始化后就不可再次赋值,再次赋值会导致编译错误。如果想要修改PI的话,只能够回到第一句定义PI的地方修改它的赋值。

根据习惯,常量名通常全部写成大写。

var关键字

有些时候,类型的名字太长,写起来比较麻烦。例如:

StringBuilder sb = new StringBuilder();
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这个时候,如果想省略变量类型,可以使用var关键字:

var sb = new StringBuilder();
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编译器会根据赋值语句自动推断出变量sb的类型是StringBuilder。对编译器来说,语句:

var sb = new StringBuilder();
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实际上会自动变成:

StringBuilder sb = new StringBuilder();
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因此,使用var定义变量,仅仅是少写了变量类型而已。

按照我的个人理解,var就是 ” 自动匹配 “ 的意思,var sb也就是自动匹配var的数据类型

变量的作用范围

在Java中,多行语句用{ }括起来。很多控制语句,例如条件判断和循环,都以{ }作为它们自身的范围,例如:

if (...) { // if开始
    ...
    while (...) { while 开始
        ...
        if (...) { // if开始
            ...
        } // if结束
        ...
    } // while结束
    ...
} // if结束
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只要正确地嵌套这些{ },编译器就能识别出语句块的开始和结束。而在语句块中定义的变量,它有一个作用域,就是从定义处开始,到语句块结束。超出了作用域引用这些变量,编译器会报错。举个例子:

{
    ...
    int i = 0; // 变量i从这里开始定义
    ...
    {
        ...
        int x = 1; // 变量x从这里开始定义
        ...
        {
            ...
            String s = "hello"; // 变量s从这里开始定义
            ...
        } // 变量s作用域到此结束
        ...
        // 注意,下面这是一个新的变量s,它和上面的变量同名,
        // 但是因为作用域不同,它们是两个不同的变量:
        String s = "hi";
        ...
    } // 变量x和s作用域到此结束
    ...
} // 变量i作用域到此结束
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定义变量时,要遵循作用域最小化原则,尽量将变量定义在尽可能小的作用域,并且,不要重复使用变量名。

小结

Java提供了两种变量类型:基本类型和引用类型

基本类型包括整型,浮点型,布尔型,字符型。

变量可重新赋值,等号是赋值语句,不是数学意义的等号。

常量在初始化后不可重新赋值,使用常量便于理解程序意图。


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