[笔记]Java基础

一、什么是Java?

Java可以理解为编程语言或者开发工具。
Java 最终的目的是用于编写直接在机器上运行的程序。
与 HTML 运行与浏览器，SQL 运行与数据库系统对比，Java 能做的事情更多，更加的普遍。
对于跨平台的理解
为了让平台对编程人员透明，写出可以在不同平台运行的相同源代码，Java 开发除了 JVM （Java 虚拟机）。
一次编译，到处运行。

Java 的运行原理：

在机器和编译程序之间加入了一层抽象的虚拟的机器。这台虚拟的机器在任何平台上都提供给编译程序一个的共同的接口。
编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的代码，然后由解释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行。在Java中，这种供虚拟机理解的代码叫做字节码(ByteCode)（class文件的内容），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的。
Java源程序经过编译器编译后变成字节码，字节码由虚拟机解释执行，虚拟机将每一条要执行的字节码送给解释器，解释器将其翻译成特定机器上的机器码，然后在特定的机器上运行。

什么是JDK？

Java开发工具包（Java Development Kit），是一套用户给 Java 编程人员的开发套件，其中包含了：
JRE （Java Runtime Envoirment）：Java 运行时环境，其中最重要的部件是 JVM；
Java 开发工具：编译工具 javac、API 生成工具 javadoc……；
核心类库 （Java API）
下载 JDK 并安装
使用 JDK1.8 版本，Oracle 官方网站下载。
安装完成后的目录说明

├─bin 存放一系列的命令和工具├─db├─include├─jre Java运行时环境└─lib 核心类库

什么是环境变量

进入环境变量：「我的电脑-右键」-> 「属性」-> 「高级系统设置」-> 「环境变量」
定义变量：「新建」，键入变量名和值。
引用变量：使用 %变量名% 方式。
Path 变量的用途：系统的全局的路径，我们在任意位置可以访问在 Path 定义的文件夹（目录）中的可执行程序或者批处理文件，在Windows 系统中，可以直接执行的文件有 exe/bat。
在 Path 变量中，可以定义多个文件目录，之间用;号隔开

配置 JDK
前提条件：需要包含完整 JDK 文件的文件夹。
1、 JAVA_HOME = d:\xx\xx\jdk1.8
2、在 Path 中追加目录 %JAVA_HOME%\bin
3、CLASSPATH = .;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;
这样就完成了 JDK 的部署。

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二、基础语言要素

注释

代码注释是编程中非常重要的环节，往往优秀的程序员，注释写的比代码都多。
注释是不会被程序执行的。
注释可能出现的位置：
类、方法、属性等上部（文档注释：通过 javadoc 命令生成 API 文档，方便使用的人阅读）
方法体内负责业务逻辑处理过程中（一般性注释）
文档注释

/**
* 相关的注释内容，甚至可以使用 HTML 标签
*
*/

在 javadoc 中也提供了丰富的标记
@author：指定程序的作者
@version：指定源代码的版本
@param：在方法中指定参数
@return：在方法中指定返回值
单行注释

// 单行注释
多行注释

/*
第一行注释
第二行注释
*/

标识符包含了 Java 中默认的关键字以及程序员自己定义的类名、方法名、变量名等等。
标识符的命名规范：
只能包含数字、字母（大小写，Unicode字符）、下划线 _、美元符$
不能以数字开头

分隔符：

花括号 {}：定义代码块，逻辑上是一个整体，包括类的主体、方法体、静态代码块、条件和循环语句的执行体；
分号 ；：语句的结束，如果出现在一行中有几条语句，那么多条之间也要用 ; 隔开；
方括号[]：用于数组中；
圆括号 () ：在方法中声明形式参数，在调用方法的时候传入实际参数，表达式优先级定义；
空格：单个空格、Tab 键、Enter 键，空格的出现是不会影响程序运行的，但是良好的缩进，可以提高程序的可读性；
圆点 . ：用于类/对象与其成员之间的分隔，表示调用类/对象的属性或者方法。
在 Java 中，只要看见单词首字母是大写的，那就是类。

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三、数据类型

Java 是一种强数据类型的语言，就是指在变量进行定义的时候，就指定了变量的数据类型是什么。
变量的概念：把一堆数据起了个名字。
数据类型其实就是在内存中用不同的结构对数据进行存储和运算。
内存：运行中的程序都会占用内存空间，因为程序在运行过程中，需要开辟包括方法栈区、变量….，广泛的理解，在程序运行结束后内存空间会被释放，但是定义的变量、方法等，都是有「生命周期」的，一旦变量销毁了，内存也是会释放的。
在 Java 中，有垃圾自动回收机制 GC ，对于释放的或者无效的变量会自动回收，不像 C 、C++ 要手动的去释放。

数据类型的分类

基本数据类型

数值型
整数型：byte(-128-127)、short(15次方)、int(31次方)、long(63次方)
浮点型：float(38次方)、double(308次方)
在实际开发中，我们一般使用 int、double

字符型
char：用单引号表示，Java 中使用16位的 Unicode 字符集作为编码方式，
表示方式：
直接通过单个字符表示：’a’、‘9’ 等；
通过转义字符表示：’\t’、’\n’、’、r’、’\’；
直接使用 unicode 表示：’\uxxxx’。
在 Java 中是没有表现多个字符的基本数据类型的，但是在 Java 中提供了一个 String 类，去表现字符串。

布尔型

boolean：表示逻辑中的真和假，值只有 true / false。
在基本数据中，是可以进行类型之间的强制转化的，但是要注意，如果从低精度的转化为高精度时不会有问题，但是从高精度转化为低精度时，可能出现精度确实。

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四、变量

在 JS 中，通过 var i = 10; i = “abc”; 使用变量，因为没有在声明变量的时候给于数据类型的强制定义，可以给变量赋予任意类型的值。我们把 JavaScript 称为弱类型编程语言。
Java 在声明编程时候，必须准确定义变量的数据类型。

变量声明的语法：数据类型 变量名;例如：int a;变量赋值的语法：变量名 = 值;例如：a = 10;两者可以写在一起：数据类型 变量名 = 值;例如：int a = 10;变量的生命周期

*变量的生命周期在 {} 定义的范围内。

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五、直接量

直接量是指在程序中直接通过源代码的方式指定的值，有时也成为字面量。
在编译的时候，JVM 就定义到常量池中。
比如 int a = 5; 这里的 5 就是一个直接量。
在 Java 中可以定义的直接量包含：基本数据类型、字符串类型、null。
关于 String 类的特殊说明
String 类是一个不可改变类，意思就是在String 对象被创建出来后就不能被改变了。当程序第一次使用某个字符串直接量时，Java 会使用常量池来缓存该字符串直接量。如果后面程序用到了这个字符串直接量，Java 会直接引用常量池字符串。
在常量池中不会存在两个一样的字符串字面量值。

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六、运算符

算术运算符

“+”、”-“、”*”、”/”、”%” 、”++”、”–”

*注： (++ 自增、– 自减)
*运算符除了进行数学运算的加法之外，还可以做字符串的拼接。

实例：

int m = 10;System.out.println(m++); // 10System.out.println(m); // 11System.out.println(++m); // 12System.out.println(-m); // -12

赋值运算符

“=” “+=” “-=” “\=” “*=” “%=”

实例:

m += 1; // m = m + 1System.out.println(m); // 13m -= 1; // m = m - 1System.out.println(m); // 12

比较运算符：

用于判断两个变量或者常量的大小，返回结果为 true/false。">" "<" "<=" ">=" "==" "!="左右两边的操作数只能是数值

逻辑运算符：

运算符两边必须是 boolean 类型的变量、常量、表达式与 (&&)、或者 (||)、非 (!)与：只要有一个假就是假或者：只要有一个真就是真

三目运算符

expression ? if-true-statement : if-false-statement条件? 条件为true的情况下显示这里的内容:为false情况下显示这里的内容

实例：

int age = 16;String ageStr = age > 18 ? "成年" : "未成年";System.out.println(ageStr); // 未成年

结合性和优先级
应该尽量在比较复杂的表达式中使用圆括号，明确的标注计算的优先级。

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七、流程控制

• 顺序结构
• 判断（分支选择）结构
• 循环结构
• 顺序结构

顺序结构 ：程序是一个自上而下运行的过程。

分支选择结构：

Java 中的分支选择结构有 if 结构、switch 结构

if 结构

具备三种类型的结构表现形式：

形式一：

if (logic expression) {    statement;}int age = 20;if (age > 18) {    String name = "Tom";    System.out.println("我叫" + name + "，已经" + age + "岁了，我成年了！");}

形式二：

if (logic expression) {    statement;} else {    statement;}int age = 16;if (age > 18) {    String name = "Tom";    System.out.println("我叫" + name + "，已经" + age + "岁了，我成年了！");} else {    System.out.println("我还未成年！");}

形式三：

if (logic expression) {    statement;} else if (logic expression) {    statement;} else {    statement;}if (age >= 0 && age <= 10) {    System.out.println("少年");} else if (age <= 18) {    System.out.println("青少年");} else if (age <= 30) {    System.out.println("青年");} else if (age <= 50) {    System.out.println("中年");} else {    System.out.println("老年");}

switch 结构

swtich 语句是有控制表达式和多个 case 标签块组成。在控制表达式中，只允许出现 byte、short、int、char四种基础数据类型，在JDK1.7以后，支持 String 类型的控制表达式。

switch (expression) {    case condition1 : {        statement;        break;    }    case condition2 : {        statement;        break;    }    default : {        statement;        break;    }}String color = "red";switch (color) {case "red": {    System.out.println("红色");    break;}case "blue": {    System.out.println("蓝色");    break;}case "green": {    System.out.println("绿色");    break;}default: {    System.out.println("没有找到");    break;}}

在 case 中要加入 break 关键字跳出；
在实际的开发中，我们一般使用 if - else 结构替代 switch。swtich 结构应用的较少。

循环结构

循环语句可以在满足循环条件的情况下，反复执行某一段代码。被重复执行的代码叫做循环体。

循环语句可能包含的部分有：
初始化语句（init_statement）：一条或多条语句，这些语句用于完成一些初始化的工作。
循环条件（test_expression）：是一个 boolean 类型的表达式，这个表达式决定是否继续执行循环体。
循环体（body_statement）：如果条件允许，循环体会被反复执行。
迭代语句（iteration_statement）：在一次循环体执行结束后，对循环体条件进行求值，通常用于控制循环条件中的变量，使得循环在合适的时候结束。

while 结构

(init_statement);while (test_expression) {    body_statement;    [iteration_statement];}int sum = 0;int i = 1;while (i <= 10) {    sum = sum + i;    i++;}System.out.println(sum); // 55do-while 结构(init_statement);do {    body_statement;    [iteration_statement];} while (test_expression)无论如何都会执行一次循环体内容int i = 1;int sum = 0;do {    sum += i++;//    sum = sum + i;//    i = i + 1;} while (i <= 10);System.out.println(sum); // 11

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八、运算符优先级

下表中具有最高优先级的运算符在的表的最上面，最低优先级的在表的底部.

九、For循环

语法：

for ([init_statement]; test_expression; [iteration_statement]) {    body_statement;}

实例

int sum = 0;for (int i = 1; i <= 28; i++) {    sum = sum + i;}System.out.println(sum);

在实际的开发中，对于已知循环次数的遍历，一般使用 for 循环。而且 for 循环的应用场景要比 while 循环多。
控制循环结构

break：在循环体中，使用 break 关键字跳出整个循环。

int flag = 6;int sum = 0;for (int i = 1; i <= 10; i++) {    sum = sum + i;    if (i == flag) {        break;    }}System.out.println(sum); // 21

continue：在循环体中，使用 continue 跳出本次循环，循环还会继续执行。

int sum = 0;for (int i = 1; i <= 10; i++) {    if (i % 2 == 0) {        continue;    }    sum = sum + i;}System.out.println(sum); // 25

十、数组结构

数组是编程语言中最常用的一种数据类型，可以存储多个数据。
数组的要点
存放的数据是相同的数据类型
数组的长度在定义时就确定了大小，数组是不可变长度的，或者说叫定长
数组中可以存放任意的数据类型（包含基本数据类型、引用数据类型、数组）
数组本身是引用数据类型（在栈内存中会存储其在堆内存中的引用地址）

定义语法type[] 变量名; // 强烈建议用这种命名type 变量名[]; // 只要知道就可以

数组的初始化
在 Java 语言中，数组必须先被初始化，才能被使用。所谓的初始化，就是在内存
中为数组元素分配空间，并未每个元素赋予初始值。
静态初始化：显式的指定每个数组元素的值，由系统来决定数组的大小；
动态初始化：只需要指定数组的长度，通过程序动态的给每个元素赋值。

静态初始化

语法：type[] arrayName = {element1, element2,....}; // 比较常见type[] arrayName = new type[]{element1, element2,...};int[] arrs2;arrs2 = new int[]{1, 2 ,3 ,4};int[] arrs = {1, 2, 3, 4}; // 简写

动态初始化
数组结构
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语法：type[] arrayName = new type[length];

数组中的索引，通过 arrayName[index] 获取指定位置的数据，index 从 0 开
始，最大值为 length-1
通过数组索引方式对数组元素进行赋值时，使用数组.length属性作为 for 循环
的条件。
在对数组元素进行操作时，一般使用 for 循环结构。

for (int i = 0; i < arrs3.length; i++) {arrs3[i] = (i+1) * 10;}for (int i = 0; i < arrs3.length; i++) {System.out.println(arrs3[i]);}foreach 遍历数组for (type element : array | collections) {element...}实例：for(int a : arrs3) {System.out.println(a);}

使用 foreach 一般情况下，值用作遍历数据，如果要对数组中元素进行修改，
还是需要使用 for 循环带索引的方式进行，因为在上述的代码中，a 只是循环
元素的一个副本。