Java语言基础

2.1 Java 程序的构成

一个Java程序可以认为是一系列对象的集合，而这些对象通过调用彼此的方法来协同工作。

• 对象(object)：对象是类的一个实例，有状态和行为。例如，一条狗是一个对象，它的状态有：颜色、名字、品种；行为有：摇尾巴、叫、吃等。

• 类(class)：类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态。

• 方法(method)：方法就是行为，一个类可以有很多方法。逻辑运算、数据修改以及所有动作都是在方法中完成的。

• 实例变量：每个对象都有独特的实例变量，对象的状态由这些实例变量的值决定。

• 还记得上一节课的 Hello World 吗？这一节课，我们还是先来看一看这一段代码。

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

在这里的 Hello World 中只涉及了类、方法和语句。该 Java 程序定义了一个类 HelloWorld，该类的名字与 .java 文件的名字相同,其中的 main 方法是程序的入口，而“打印”这个功能是由一个语句实现，即：System.out.println("Hello World!");。

下面两点有关 Java 的书写方式：

• Java 中的语句要以;结尾 。

• 用花括号{}来整合语句，形成程序块。通过程序块，我们可以知道程序的不同部分的范围，比如类从哪里开始，到哪里结束。

2.2 Java 关键字

Java 的关键字对 java 的编译器有特殊的意义，他们用来表示一种数据类型，或者表示程序的结构等，关键字不能用作变量名、方法名、类名、包名。

Java 关键字有如下表所列，目前共有50个Java关键字，其中，"const"和"goto"这两个关键字在Java语言中并没有具体含义。同学们先有个印象，具体含义我们将在后续的内容中详细讲解：

2.3 Java 标识符

Java 语言中，类、变量、常量、方法都需要名字，我们统统称之为 Java 标识符.

标识符是用来给类、对象、方法、变量、接口和自定义数据类型命名的。

关于 Java 标识符，有几点需要注意的：

• Java 标识符由数字，字母A-Z或者a-z和下划线_，美元符号$组成。
• 所有的标识符都应该以字母A-Z或者a-z,美元符$、或者下划线_开始，首位不能是数字。
• 关键字不能用作标识符。
• 在 Java 中是区分大小写的。

下面的标识符是合法的：

shiYanlou, Shi_Yanlou, $money, _Java_learning, OK, _3th, _3_

下面的标识符是非法的：

#shiyan，25years，class，&name，if

在 Java 中，还有一些约定俗成的命名规则，希望同学们在写代码的时候都能遵循这些规则：

1. 类和接口名。每个字的首字母大写，含有大小写。例如，MyClass，HelloWorld，Time 等。

2. 方法名。首字符小写，其余的首字母大写，含大小写。尽量少用下划线。例如，myName，setTime 等。这种命名方法叫做驼峰式命名。

3. 常量名。基本数据类型的常量名使用全部大写字母，字与字之间用下划线分隔。对象常量可大小混写。例如，SIZE_NAME。

4. 变量名。可大小写混写，首字符小写，字间分隔符用字的首字母大写。不用下划线，少用美元符号。给变量命名是尽量做到见名知意。

5. 命名过程中尽量做到见名知意，方便后期查看和修改代码，也方便其他人员的阅读。

2.4 变量和常量

在程序中存在大量的数据来代表程序的状态，其中有些数据在程序的运行过程中值会发生改变，有些数据在程序运行过程中值不能发生改变，这些数据在程序中分别被叫做变量和常量。

2.4.1 变量

变量代表程序的状态。程序通过改变变量的值来改变整个程序的状态。为了方便地引用变量的值，在程序中需要为变量设定一个名称，这就是变量名。

由于Java语言是一种强类型的语言，所以变量在使用以前必须首先声明，在程序中声明变量的语法格式如下：

数据类型 变量名称；

例如：

int x = 1;

在该语法格式中，数据类型可以是Java语言中任意的类型，如int，下面会介绍数据类型的知识。变量名称是该变量的标识符，需要符合标识符的命名规则，数据类型和变量名称之间使用空格进行间隔，空格的个数不限，但是至少需要1个。语句使用；作为结束。

变量(variable)占据一定的内存空间。不同类型的变量占据不同的大小。Java 中的变量类型如下：

数据类型默认值存储格式数据范围short02个字节-32,768到32767int04个字节-2,147,483,648到2,147,483,647byte01个字节-128到127char空2个字节Unicode的字符范围：’\u0000’（即为0）到’\uffff’（即为65,535）long0L或0l8个字节-9,223,372,036,854,775,808到9,223,372,036, 854,775,807float0.0F或0.0f4个字节32位IEEEE 754单精度范围double0.0或0.0D(d)8个字节64位IEEE 754双精度范围booleanfalse1位true(1)或false(0)

在 Java 中，变量需要先声明(declare)才能使用。在声明中，说明变量的类型，赋予变量以特别名字，以便在后面的程序中调用它。你可以在程序中的任意位置声明变量。 比如:

    public class Test    {        public static void main(String[] args)        {            System.out.println("Define a variable a is ");            int a; //声明变量a            a = 5;            System.out.println(a);  // 打印一个整数a        }    }

上面 a 是变量名。可以在声明变量的同时，给变量赋值，比如 int a = 5;。

Java中主要有如下几种类型的变量：

• 局部变量
• 类变量（静态变量）
• 成员变量（非静态变量）

变量的概念实际上来自于面向过程的编程语言。在Java中，所谓的变量实际上是基本类型 (premitive type)。我们将在类的讲解中更多深入。

2.4.2 常量

常量代表程序运行过程中不能改变的值。我们也可以把它们理解为特殊的变量，只是它们在程序的运行过程中是不允许改变的。常量的值是不能被修改的。

常量的语法格式和变量类似，只需要在变量的语法格式前面添加关键字final即可。在Java编码规范中，要求常量名必须大写。

常量的语法格式如下：

• final 数据类型 常量名称 = 值；

• final 数据类型 常量名称1 = 值1， 常量名称2 = 值2，……常量名称n = 值n；

例如：

final double PI = 3.14；final char MALE=‘M’，FEMALE=‘F’；

在Java语法中，常量也可以首先声明，然后再进行赋值，但是只能赋值一次，示例代码如下：

final int UP；UP = 1；

final 用于声明属性（常量），方法和类，分别表示属性一旦被分配内存空间就必须初始化, 它的含义是“这是无法改变的”或者“终态的”。

2.5 注释

在2.4.1节的程序还可以看到，Java 中，可用//引领注释。

说到注释，在我们写代码的时候，为了方便理解和阅读，往往会在相关的代码附近添加说明文字，也就是我们的注释。注释是为了防止编译器在编译的时候将我们的注释也一并编译了，导致程序出错，所以在编译的时候，编译器会自动跳过我们编写的注释。

一般在 Java 里有三种注释：

• 行注释//：只注释一行

• 段注释/*...*/：注释若干行

• 文档注释/**...*/：注释若干行，并写入 javadoc文档

2.6 自动类型转换和强制类型转换

小伙伴们，我们运行一下如下的程序段，在控制台输出的结果会是怎样的呢？

public class HelloWorld{    public static void main(String[] args) {        double avg1=79.5;        int rise=10;        double avg2=avg1+rise;        System.out.println("调整前的平均分："+avg1);        System.out.println("调整后的平均分："+avg2);    }}

在上面的程序中，我们定义了三个变量：avg1、rise、avg2，其中avg1是double类型的变量，而rise是int类型的变量，两种类型不一样的变量加在了一起变成了什么类型了呢？没错，在运算过程中rise被自动转换成了double类型的变量。

在Java程序中，不同的数据类型有些时候需要进行相互转换。数据类型转换就分为了自动类型转换和强制类型转换

自动类型转换是在程序执行过程中，不需要我们去特殊声明或者操作，变量由于需要而自动转换成了合适的数据类型。

自动类型转换需要满足下面的两个条件：

• 目标类型与原类型兼容

• 目标类型的字节数大于或等于原类型字节数

基本数据类型中，布尔类型boolean占有一个字节，由于其本身所代表的特殊含义，boolean类型与其他基本类型不能进行类型的转换（既不能进行自动类型的提升，也不能强制类型转换）， 否则，将编译出错。