Java入门之基础程序设计

1、Java语言特点了解

1. java语言：

有些语言提供了可移植性、垃圾收集等机制，但是没有提供一个大型的库。如果想要有酷炫的绘图功能、网络连接功能或者数据库存取功能，就必须动手编写代码。Java具备所有这些特性，它是一种功能齐全的出色语言，是一个高质量的执行环境，还提供了一个庞大的库。

2. java特点：

(1)简单性：Java语言是C++语法的一个“纯净版本”。没有头文件、指针运算等。

(2)面向对象：面向对象设计是一种程序设计，将重点放在数据(对象)和对象的接口上。

(3)分布式：Java有一个丰富的例程库，用于处理像HTTP和FTP之类的TCP/IP协议。Java应用程序能够通过URL打开和访问网络上的对象，其便捷程度就好像访问本地文件一样。

(4)健壮性：Java编译器能够检测许多其它语言中仅在运行时才能够检测出来的问题。(花几个小时找指针bug很难受吧！)。

(5)安全性：运行时堆栈溢出，这是蠕虫和病毒常用的攻击手段。破坏自己的进程空间之外的内存。未经授权读写文件。

(6)体系结构中立

(7)可移植性：二进制数据以固定的格式进行存储和传输，消除了字节顺序的困扰。字符串则采用标准的Unicode格式存储。Java中的int永远为32位整数。

(8)解释性

(9)高性能

(10)多线程：多线程可以带来更快的交互响应和实时行为。如今，我们非常关注并发性，因为摩尔定律即将走到尽头。我们不再追求更快的处理器，而是着眼于获得更多的处理器，Java时第一个支持并发程序设计的主流语言。

2、Java基本数据类型

2.1标识符和关键字

2.1.1一个简单的Java应用程序

//简单写Hello,World!
public class FirstText {public static void main(String[] args) {System.out.println("We will not use 'Hello,World!'");}
}

2.1.2注释

1. 第一种单行注释：//

2. 第二种多行注释：/*

/（注释不能嵌套！）

3. 第三种文档注释：以/**开始，以

/结束

2.1.3标识符命名规范

标识符由字母、下划线_、美元符号$和数字组成，长度不受限制。
标识符的第一个字符不能时数字。
标识符不能是关键字。
标识符不能是true、false和null
标识符区分大小写。

2.1.4Unicode字符集

Java语言使用Unicode字符集，可识别65536个字符。Unicode字符集的前128个字符刚好是ASCII码，大部分国家的“字母表”都是Unicode字符集中的一个字符。Java所谓的字母包括了世界上大部分语言中的“字母表”。

2.1.5关键字

关键字不能作为标识符来命名

关键字有：abstract、boolean、break、byte、int、if、char等等

2.2基本数据类型

逻辑类型：boolean 值只能为true或者false
整数类型：byte、short、int、long
字符类型：char
浮点类型：float、double
NaN（不是一个数字）

类型	字节数	取值范围
int	4字节	-2147483648 ~ 2147483647
short	2字节	-32768 ~ 32767
long	8字节	-9223372036854775808 ~ 9223372036854775807
bye	1字节	-128 ~ 127

long型常量后缀l或者L表示：long a = 120L

float型常量后缀f或者F表示：float b = 123.345f （保留8位有效数字）

2.3基本类型转换

数据转换按照精度从低到高排列：

byte short char int long float double

1.当把级别低的变量的值赋给级别高的变量时，系统会自动完成数据类型的转换：

public class FirstText {public static void main(String[] args) {int x = 50;float y;y = x;//输出y将是 50.0}
}

2.当把级别高的变量的值赋给级别低的变量时，必须使用类型转换运算：(类型名)要转换的值；

public class FirstText {public static void main(String[] args) {int x = (int)34.89;long y = (long)56.77F;int z = (int)1999L;//输出 x y z的值，结果是 34、56、1999、类型转换运算的结果的精度低于原数据的精度//因为强制类型转换通过截断小数部分将浮点值转换为整型。//如果想对浮点数进行舍入运算，以便得到最接近的整数，可以使用Math.round方法。`double x = 9.997;int n =(int) Math.round(x);`}
}

2.4运算符

2.4.1自增自减运算符

只需要记住a++和++a

区别：a++是先用a 然后再自增，可以理解为后自增，而++a是先自增后用a，可以理解为先自增

2.4.2逻辑运算符

&与&&运算结果相同

当符号左边是false时，&继续执行符号右边计算

&&不执行。二者都为false

|与|| 当左边为flase二者都会执行

当左边为true时，|继续执行右边得运算，||不再执行右边运算

instanceof运算符

instanceof运算符是二目运算符，左面的操作元是一个对象，右面是一个类。

当左边的对象是右边的类或者子类创建的对象时，该运算符结果位true，否则是false。

2.4.3三元表达式

三元表达式非常简洁好用：

条件 ? 表达式1：表达式2

x<y？x:y 如果x<y成立，则取x，否则取y

3、输入与输出数据

3.1.1输入基本型数据

Scanner scan = new Scanner(System.in);

public class FirstText {public static void main(String[] args) {Scanner scan = new Scanner(System.in);int a = scan.nextInt();byte b = scan.nextByte();double c = scan.nextDouble();String d = scan.next();}
}

3.1.2输出基本数据类型

System.out.println(a);

out可以使用printf()方法（类似C语言中的printf()函数）

System.out.printf("%d\n",a);

拓展：文件的输入与输出

从文件读取内容：

Scanner in = new Scanner(Path.of("C:\\myfile.txt"),StandardCharsets.UTF_8);

写入文件：

PrintWriter out = new PrintWriter("C:\\myfile.txt",StandardCharsets.UTF_8);

4、字符串

Java字符串就是Unicode字符序列。

String a = ""; //空串

4.1子串

String类的substring()方法可以从一个较大的字符串提取一个子串。

public class FirstText {public static void main(String[] args) {String a ="Hello";String sub = a.substring(0, 3);System.out.println(sub);//输出结果为 Hel//substring截取范围 [0,3) 左闭右开。}
}

4.2拼接

字符串的拼接在java中非常简单：使用 +号连接两个字符串即可

public class FirstText {public static void main(String[] args) {String a ="Hello";String b ="World";System.out.println(a+b+"!");
//输出结果为 HelloWorld!}
}

4.3不可变字符串

String类没有提供修改字符串中某个字符的方法。如果希望修改字符串的内容，不能直接操作。但是在java中我们可以灵活多变：若想将"HelloWorld"---->"HelloWorpp"

用字符串截取办法截取"HelloWor" 再拼接上 + "pp"即可完成

public class FirstText {public static void main(String[] args) {String a ="HelloWorld";String b =a.substring(0,8);System.out.println(b + "pp");
//输出结果为"HelloWorpp"}
}

4.4空串和null串

空串""是长度为0的字符串，可以用如下方法检查是否为空串

if(str.length() == 0)或者if(str.equals(""))

空串和null是不一样的，检查是否为null方法

if(str == null))

注意：如果再一个null值上调用方法，会出现错误！

5、if、while、for、switch语句以及break、continue用法

5.1if、while、for、switch

if条件语句用法格式：

if(表达式){

若干语句;

}

if-else语句格式：

if(表达式){

若干语句;

}else {

若干语句;

}

switch开关语句

public class FirstText {public static void main(String[] args) {switch (表达式){case 常量值1：若干语句；break；case 常量值2：若干语句；break；case 常量值n：若干语句；break；default:若干语句；}}
}

case标签可以是：

类型为char、byte、short、或者int的常量表达式
枚举常量
字符串字面量
do-while循环语句：
do{
若干语句；
}while(表达式);
while语句格式：
while(表达式) {
若干语句；
}
for语句的语法格式：
for(表达式1；表达式2；表达式3){
若干语句
}

5.2中断流程控制break、continue

break

作用：可以跳出当前循环

2.continue

作用：使程序重新开始循环

5.3大数

如果基本的整数和浮点数不能满足下需求，那么可以使用java.math包中的两个类：BigInteger和BigDecimal

BigInteger a = new BigInteger("2222222222222222222222222222222222222222547546235345345");

大数其实就是将它转换成了字符串的形式表达，大数的加减乘除运算要用这个方法：

BigInteger c = a.add(b); //c = a+b

6、数组

6.1数组声明

int[] a;
int a[];
int[] a = new int[100]
int[] a = new int[]{1,2,3,4,5,6,7};

数组的声明形式有很多样，但要记住长度为 0的数组和null 是不一样的

new arr[0]或者new arr[]{} 都可以表示长度为0

6.2数组元素

创建一个数字数组是，所有元素都初始化为0
boolean数组的元素会初始化为false
对象数组的元素则初始化为一个特殊值null，表示这些元素还未存放任何对象。字符串也如此
再次强调不要用null的值去调方法，会报错！！

6.3for each循环

java中有一种增强for循环，格式如下：

for(类型变量：集合){

sout(变量)；

}

public class FirstText {public static void main(String[] args) {int[] a = new int[]{1, 2, 3};for (int x : a) {//增强for eachSystem.out.println(a);}for(int i=0; i < a.length;i++){System.out.println(a[i]);}}
}

增强for循环的缺点是无法对下标进行操作，常用于对集合的遍历使用。

若想进行下标操作，推荐使用传统for循环

6.4数组的拷贝与排序

数组的拷贝使用Arrays.copyOf();这里就不详细介绍了可以多看看API文档

数组的排序使用的是Arrays类中的sort方法：

public class FirstText {public static void main(String[] args) {int[] a = new int[]{2, 1, 3};int[] b = Arrays.copyOf(a, 3); //数组的复制Arrays.sort(b);//排序System.out.println(Arrays.toString(b));
//输出结果[1,2,3]}
}

这个方法使用的是 优化了的快速排序 (QuickSort)算法