Java 的基本程序设计结构

Posted 2022-12-14 zhangze-lifetime

从Hello Word入手

 public class HelloWorld 
 　　 /* 第一个Java程序 */
 　 public static void main(String[] args) 
         System.out.println("Hello World"); // 打印 Hello World
  　
   

public class HelloWorld    一个文件中只能有一个 public 修饰类(class)。

public static void main(String[] args)     main：程序的入口   String[] args ：要传递的参数列表。

System.out.println("Hello World");     System.out  System类中的 "标准" 输出流。

 注意：类名要与文件名相同。

　　　Java区分大小写。

知识点：

　　　public：访问权限修饰符。

　　　class：类修饰符。

　　　HelloWorld：自定义类名。

 

访问修饰符：

1. private ：（私有的）只能在所修饰的类中访问。

2.（默认的）：能在本包中访问。

3. protect ：（受保护的）本包和外包子类中都可以直接访问。

4.public ：（公共的）项目下所有包都可以访问。。

标识（zhi）符：

java中所有要求自己命名的都是标识符

规则：

• 由26个英文字母大小写，0-9 ，_或 $ 组成 
• 数字不可以开头。
• 不可以使用关键字和保留字，但能包含关键字和保留字。
• Java中严格区分大小写，长度无限制。
• 标识符不能包含空格。

规范：

1.见名知意即可，不要过长；
2.驼峰原则
3.包的命名 : 全部小写 ，多级包用 . 隔开 例如:com.java
4.类 或者 接口 :  （大驼峰原则）每个单词的首字母大写 例如:MyJava
5.方法 或者 变量 :（小驼峰原则）  首字母小写，第二个单词开始，每个单词首字母大写 例如：myJava
6.常量 : 全部大写， 每个单词之间使用 _ 进行分割 。例如：MY_JAVA

可以参考：《阿里巴巴Java开发手册》。

关键字与保留字

关键字

定义：被Java语言赋予了特殊含义，用做专门用途的字符串（单词）

特点：关键字中所有字母都为小写

static 关键字：

1）表示static修饰的成员，属于静态成员，所有对象共享一份，它存放在方法区里；

2）用static声明的方法是静态方法，在调用该方法时，不会将对象的引用传递给它，所以在static 方法中不可访问非static的成员；（静态方法不再是针对于某个对象调用，所以不能访问非静态成员）

静态方法在类加载时就被初始化了；

在没有任何对象产生下，静态方法不能调用非静态成员；

静态方法可以调用静态成员；

3）Static修饰的成员，属于类级别的，可以用类名直接调用；

4）也可以用对象名调用，但建议用类名调用；

5）如果某个对象修改了static静态变量的值，其他对象共享改变；

6）Static的作用：

1、在堆里，每个对象都会有一个相同的空间，浪费内存；

2、如果修改值，需要每一个对象一个个的改；

this 关键字：

1）在普通方法中，this指向调用该方法的对象；

2）在构造方法中，this指向正要初始化的对象；

3）This不能用于static方法中；

4）区别成员变量和局部变量；当在一个方法内时，局部变量与成员变量重名时，为了区分，成员变量要加this ; 如果没有重名的情况，this可以省略（加上也可以）；

5）使用this来调用方法；方法没有重名时，this可以省略；

6）This可以调用构造方法：（语法要求：必须是第一句， this()）

7）This在内存中的表示：

This是一个引用变量，指向的是当前对象自身；

每个对象都有一个this变量，this成员变量；

 super关键字 ：

1）作用：

执行当前对象的父类对象，每一对象都有一个supser属性，创建对象时分配空间；

2）使用：

1、修饰父类的成员变量：super.属性名；

2、修饰父类的成员方法：super.方法名；

3、修饰父类的构造方法：super.构造器；<在子类的构造器中，调用父类的构造器，要求：必须是第一句>

3）注意：

This和super不能同时出现在子类的构造器中；

1、this和super都必须是构造方法中的第一条语句，如果存在，谁是第二条语句都是错误；

2、继承条件下，对象的构建顺序：子类会调用父类的构造器；

A ) 子类构造方法，默认会调用父类无参构造方法；

B）如果在子类构造方法中，显示指定了父类的构造方法时，就调用指定的父类构造方法；

3、父类使用private修饰的成员，子类可以继承，但是无法访问；如果访问，在父类中设置set方法，在子类中通过super.set方法来调用；

4）构建子类对象时的内存图：

Dog dog = new Dog();

创建一个Dog子类对象，会自上而下分别创建Object、Animal、Dog三个对象，每个对象除了具有自身的成员变量外，还分配this和super两个属性空间，this指向当前对象自身，super指向当前对象的直接父类对象；

Object、Animal、Dog三个对象是依赖于super关键词联系起来的，最后，将Dog子类的内存起始位置赋给dog引用变量；

注意：分配内存时，父类对象Animal的color, age属性并不会在Dog子类中分配空间。

子类对象要比父类对象大，因为子类对象包含了父类对象；

保留字(reserved word)

Java保留字：现有Java版本尚未使用，但以后版本可能会作为关键字使用。自己命名标记符时要避免使用这些保留字 byValue、cast、future、 generic、 inner、 operator、 outer、 rest、 var 、 goto 、const；

 

注释：

1. 单行注释 ：  //   ...

2. 多行注释 ：  /*  ...  */

3. 文档注释 ：/**  ...   */

（java特有）

格式：/**

         * @author  指定java程序的作者

           *@version  指定源文件的版本

         *@param   方法的参数说明信息

         */

1）正确的注释和注释风格：

  使用文档注释来注释整个类或整个方法。

  如果注释方法中的某一个步骤，使用单行或多行注释。

  正确的缩进和空白

  使用一次tab操作，实现缩进

  运算符两边习惯性各加一个空格。比如：2 + 4 * 5。

变量：

变量的概念：

• 内存中的一个存储区域；
• 该区域的数据可以在同一类型范围内不断变化；
• 该区域有自己的名称（变量名）和类型（数据类型）；

变量的作用：

　　用于在内存中保存数据；

使用变量注意：

　　Java中每个变量必须先声明，后使用

变量的作用域：一对 之间有效  

初始化值

　　使用变量名来访问这块区域的数据

声明变量：

　　语法：<数据类型>  <变量名称>

　　例如：int var;

变量的赋值：

　　语法：<变量名称> =  <值>

　　例如：var = 10;

声明和赋值变量：

　　语法： <数据类型>  <变量名>  =  <初始化值>

　　例如：int var = 10;

常量：

数据类型：

 

 

 

 

Java各整数类型有固定的表数范围和字段长度，不受具体OS的影响，以保证java程序的可移植性。

java的整型常量默认为 int 型，声明long型常量须后加‘l’或‘L’

java程序中变量常声明为int型，除非不足以表示大数，才使用long

bit: 计算机中的最小存储单位。byte:计算机中基本存储单元。

Java 的浮点型常量默认为double型，声明float型常量，须后加‘f’或‘F’。

char 型数据用来表示通常意义上“字符”(2字节)；

注意：为了将字符存储到计算机中，需要引入一个字符编码集，将字符先通过字符编码集解析成对应的二进制，然后进行存储；

字符型常量的三种表现形式：

1）字符常量是用单引号(‘ ’)括起来的单个字符，涵盖世界上所有书面语的字符。例如：char c1 = ‘a‘;   char c2 = ‘中‘; char c3 =  ‘9‘;

2）Java中还允许使用转义字符‘\\’来将其后的字符转变为特殊字符型常量。例如：char c3 = ‘\\n’;  // ‘\\n‘表示换行符；

3）直接使用 Unicode 值来表示字符型常量：‘\\uXXXX’。其中，XXXX代表一个十六进制整数。如：\\u000a 表示 \\n。

char类型是可以进行运算的。因为它都对应有Unicode码。

布尔类型：boolean：

boolean 类型适于逻辑运算，一般用于程序流程控制：

• if条件控制语句；                 
• while循环控制语句；
• do-while循环控制语句；     
• for循环控制语句；

　　boolean类型数据只允许取值true和false，无null。

　　不可以0或非 0 的整数替代false和true，这点和C语言不同。

类型转换：

1）自动类型转换：

　　容量小的类型自动转换为容量大的数据类型。数据类型按容量大小排序为：

 

 

 

（1）有多种类型的数据混合运算时，系统首先自动将所有数据转换成容量最大的那种数据类型，然后再进行计算。     

（2）byte,short,char之间不会相互转换，他们三者在计算时首先转换为int类型。

（3）当把任何基本类型的值和字符串(String)进行连接运算时(+)，基本类型的值将自动转化为字符串类型。

2）强制类型转换：

　　自动类型转换的逆过程，将容量大的数据类型转换为容量小的数据类型。使用时要加上强制转换符（()），但可能造成精度降低或溢出,格外要注意。

　　通常，字符串不能直接转换为基本类型，但通过基本类型对应的包装类则可以实现把字符串转换成基本类型。

　　如： String a = “43”;

　　int i = Integer.parseInt(a);

　　boolean类型不可以转换为其它的数据类型。

3）隐式类型转换：

　　在三元运算符中。

运算符：

 

运算符是一种特殊的符号，用以表示数据的运算、赋值和比较等。包含有：

 

　　1）算术运算符

 

 

 

算术运算符的注意问题：

如果对负数取模，可以把模数负号忽略不记，如：5%-2=1。 但被模数是负数则不可忽略。此外，取模运算的结果不一定总是整数。

对于除号“/”，它的整数除和小数除是有区别的：整数之间做除法时，只保留整数部分而舍弃小数部分。 例如：int x=3510;x=x/1000*1000;  x的结果是？

“+”除字符串相加功能外，还能把非字符串转换成字符串.例如：System.out.println("5+5="+5+5); //打印结果是？

 

　　2）赋值运算符

1）符号：=

　　当“=”两侧数据类型不一致时，可以使用自动类型转换或使用强制类型转换原则进行处理。支持连续赋值。

2）扩展赋值运算符(复合运算符)： +=, -=, *=, /=, %=

　　注意：运算的结果不会改变原变量的数据类型（在复合运算符中，隐藏了强制转换，会自动转换成前面的操作数的类型）；

　　3）比较运算符（关系运算符）

　　1）关系运算符用来进行比较运算，操作数与关系运算符组成关系运算表达式；

　　2）关系运算符的结果时布尔值；

　　3）>         <         >=       <=  ：操作数数值类型，包含整型，浮点型，字符型；

　　4）==      !=  ：基本类型和引用类型都可以；

　　比较运算符的结果都是boolean型，也就是要么是true，要么是false。

　　比较运算符“==”不能误写成“=” 。

　　4）逻辑运算符

1）逻辑运算符与布尔操作数一起使用，组成逻辑表达式，所以，操作数要求是boolean值，运算结果也是Boolean值；逻辑运算符用于连接布尔型表达式,例：a>90&&b<100&&c>80;

注意：在Java中不可以写成3<x<6，应该写成x>3 & x<6 。

&       ：逻辑与，作为逻辑运算符时，两个操作数都是真时，为真，任意一个为假，则为假

|                ：逻辑或，有一个为真，就为真；

^               ：逻辑异或，相同为假，不同为真；

！          ：逻辑反/逻辑非，非真即假；

&&          ：短路与；

||               ：短路或；

2） & | 与 && || 的区别：

（1）运算规则相同；

      （2） && || 只判断第一个操作数；

             & 无论任务情况，它的两边的表达式都会参与计算；

             && 当它的左边为false时，则将不会计算其右边的表达式；即左false则false;

             | 与 || 类似；

单&时，左边无论真假，右边都进行运算；

双&时，如果左边为真，右边参与运算，如果左边为假，那么右边不参与运算。

“|”和“||”的区别同理，||表示：当左边为真，右边不参与运算。

异或( ^ )与或( | )的不同之处是：当左右都为true时，结果为false。

           理解：异或，追求的是“异”!

　　　　　　逻辑运算符的优先级：! > & > ^ > |

 

 

 

　　5）位运算符

　　位运算符先将十进制数转成对应的二进制的补码形式进行运算，并且最高位参与运算；

 

 

　　6）三元运算符

　　

1）语法格式:

操作数为3个，语法格式：x ? y : z

2）执行过程：

其中x为boolean类型表达式，先计算x的值，若为true,则整个三目运算的结果为表达式y的值，否则整个运算结果为表达式z的值。

3）作用：经常用来代替简单的if else判断：

4）三元运算符与if-else的联系与区别：

      1）三元运算符可简化if-else语句

      2）三元运算符要求必须返回一个结果。

      3）if后的代码块可有多个语句

运算符的优先级：

小括号>自增、自减>算术运算 > 位运算> 关系运算 > 逻辑运算 > 条件运算 > 赋值运算

运算符有不同的优先级，所谓优先级就是表达式运算中的运算顺序。如右表，上一行运算符总优先于下一行。 

只有单目运算符、三元运算符、赋值运算符是从右向左运算的。

 

 

 

编码集介绍：

ASCII 码：

在计算机内部，所有数据都使用二进制表示。每一个二进制位（bit）有 0 和 1 两种状态，因此 8 个二进制位就可以组合出 256 种状态，这被称为一个字节（byte）。  

ASCII码：上个世纪60年代，美国制定了一套字符编码，对英语字符与二进制位之间的关系，做了统一规定。这被称为ASCII码。ASCII码一共规定了128个字符的编码，比如空格“SPACE”是32（二进制00100000），大写的字母A是65（二进制01000001）。这128个符号（包括32个不能打印出来的控制符号），只占用了一个字节的后面7位，最前面的1位统一规定为0。

缺点：

不能表示所有字符。

　　相同的编码表示的字符不一样：比如，130在法语编码中代表了é，在希伯来语编码中却代表了字母Gimel (?)

Unicode 编码：

Unicode码：可以包含世界上所有的字符，但固定的长度，有些浪费存储空间，Unicode 编码表中的字符占两个字节；

乱码：世界上存在着多种编码方式，同一个二进制数字可以被解释成不同的符号。因此，要想打开一个文本文件，就必须知道它的编码方式，否则用错误的编码方式解读，就会出现乱码。

Unicode：一种编码，将世界上所有的符号都纳入其中。每一个符号都给予一个独一无二的编码，使用 Unicode 没有乱码的问题。

Unicode 的缺点：Unicode 只规定了符号的二进制代码，却没有规定这个二进制代码应该如何存储：无法区别 Unicode 和 ASCII：计算机无法区分三个字节表示一个符号还是分别表示三个符号。另外，我们知道，英文字母只用一个字节表示就够了，如果unicode统一规定，每个符号用三个或四个字节表示，那么每个英文字母前都必然有二到三个字节是0，这对于存储空间来说是极大的浪费。

UTF-8：

UTF-8 ：对Unicode的优化，可以包含世界上所有字符，字母占1个字节，汉字占3个字节；

UTF-8 是在互联网上使用最广的一种 Unicode 的实现方式。

UTF-8 是一种变长的编码方式。它可以使用 1-6 个字节表示一个符号，根据不同的符号而变化字节长度。

UTF-8的编码规则：

1）对于单字节的UTF-8编码，该字节的最高位为0，其余7位用来对字符进行编码（等同于ASCII码）。

　　 2）对于多字节的UTF-8编码，如果编码包含 n 个字节，那么第一个字节的前 n 位为1，第一个字节的第 n+1 位为0，该字节的剩余各位用来对字符进行编码。在第一个字节之后的所有的字节，都是最高两位为"10"，其余6位用来对字符进行编码。

 

 

程序流程控制：

 

顺序结构：程序从上到下逐行地执行，中间没有任何判断和跳转。

 

分支结构：根据条件，选择性地执行某段代码。有if…else和switch-case两种分支语句。

 

循环结构：根据循环条件，重复性的执行某段代码。有while、do…while、for三种循环语句。

 

注：JDK1.5提供了foreach循环，方便的遍历集合、数组元素。

循环的好处：

1、提高代码的重用性，代码更加简洁

2、提高代码的维护性，使代码扩展性更强！

循环语句 ： 在某些条件满足的情况下，反复执行特定代码的功能；

循环四要素：

1）循环变量初始化（循环变量赋初值）；

2）循环条件：满足该条件，将进入循环体执行操作（循环终止条件）；

3）循环操作：反复执行的代码（循环语句）；

4）循环变量更新（让循环趋向终止的条件，步进、迭代）；

循环语句分类：

1）for 循环

2）while 循环

3）do/while 循环

跳转结构：

break 语句：

在任何循环语句的主体部分，均可用break控制循环的流程，break用于强行退出循环，不执行循环中剩余的语句。（break 只能与switch , 循环中使用，不能单独使用）

特点：

1）不管是单层还是多层，break是终止本层循环；

2）Break后，不能加执行代码，因为程序不会往下执行；

continue 语句：

用于在循环语句体中，用于终止某次循环过程，即跳过循环体中尚未执行的语句，接着进行下一次是否执行循环的判定；

特点：

1）不管是单层或多层，continue是终止本次循环；

2）Continue后，不能加执行代码，因为程序不会往下执行；

return 语句：

return：并非专门用于结束循环的，它的功能是结束一个方法。当一个方法执行到一个return语句时，这个方法将被结束。

与break和continue不同的是，return直接结束整个方法，不管这个return处于多少层循环之内；

 

 

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