1.2.1 計算機理論介紹
1.2.2 編程基礎--進制分類、進制轉換
進制
就是進位制。指的是我們來表示一個數字的時候進位的制度。
進制分類
計算機中，常用的進制有以下幾種:
| 進制 | 描述 | 示例 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 二進制 | 使用0和1來描述所有的自然數 | 0, 1, 10, 11, 100, 101 | 使用0b開頭 |
| 八進制 | 使用0-7來描述所有的自然數 | 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12 | 使用0開頭 |
| 十進制 | 使用0-9來描述所有的自然數 | 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 | |
| 十六進制 | 使用0-9, a-f來描述所有的自然數 | 9, A, B, C, D, E, F, 10 | 使用0x開頭 |
進制轉換
十進制轉其他進制
輾轉相除法，用數字除進制，再用商除進制，一直到商爲零結束，最後將每一步得到的餘數倒着連接
其他進制轉十進制
每一位的數字乘進制的位數-1次方，再將所有的結果累加到一起
二進制與八進制之間的相互轉換
每一個八進制位可以等價替換成三個二進制位
每一個十六進制位可以等價替換成四個二進制位
原碼、反碼、補碼
| 正數 | 負數 | |
|---|---|---|
| 原碼 | 由數字直接計算出的二進制表示形式 | 最高位表示符號位: 0代表正數, 1代表負數 |
| 反碼 | 與原碼相同 | 符號位不變, 其他位按位取反 |
| 補碼 | 與原碼、反碼相同 | 反碼 + 1 |
注意事項:
數據的存儲與運算都是以補碼的形式進行的
補碼與補碼運算的結果還是補碼
對補碼再求一次補, 可以得到原碼
1.2.3 什麼是Java
Java 是一種面向對象的程序設計語言，可以使用這種語言編寫程序，實現我們想要的一些功能。主要分三塊:
J2SE: Java的標準版，用於標準的應用程序開發。
J2ME: Java的微型版，常用於移動端的開發。
J2EE: Java的企業版，用於企業級的應用服務開發。
Java程序的運行，需要先將.java源文件編譯成.class字節碼文件，然後由jvm虛擬機將這些字節碼文件翻譯成機器語言，然後執行相應的操作。
常用名詞解釋
JDK: Java Development Kit, Java開發框架, 開發Java程序需要用到的各種工具包。
JRE: Java Runtime Envrioment, Java運行時環境。
JVM: Java Virtual Mechine, Java虛擬機, 能夠運行Java程序
1.2.4 常用DOS命令
cd: 切換到指定的路徑
dir: 列舉當前目錄下的所有文件和文件夾
mkdir: 創建文件夾
rmdir: 刪除文件夾
1.2.5 JDK的安裝與環境變量的配置
JDK的安裝
找到對應的版本號, 直接安裝即可
安裝完成後, 在 jdk 的 bin 目錄下, 有編譯運行Java程序所需要的指令
環境變量的配置
爲什麼要配置環境變量
因爲我們需要使用bin目錄下的javac和java指令來編譯和運行程序, 而使用這兩個程序的話, 就需要先用cd切到指定路徑下才能執行, 並且參數需要寫java文件所在的目錄, 因此在編譯和運行程序的時候非常不方便。因此需要將bin目錄添加到環境變量, 這樣我們就可以在任意的路徑下使用javac和java指令,來對我們的程序進行編譯和運行。
怎麼配置環境變量
我的電腦 -> 右鍵 -> 屬性 -> 高級系統設置 -> 環境變量
選擇系統變量 -> Path -> 編輯
win10: 新建一個變量,將jdk下面的bin目錄粘貼進去,並上移到最上方
win7/8: 將jdk下面的bin目錄的路徑粘貼到所有路徑的最前方,然後添加一個路徑分隔符;
怎麼驗證環境變量是否配置成功
新建一個DOS窗口, 輸入指令 javac, 如果沒有錯誤提示就是是成功
1.2.6 註釋
註釋是對代碼的描述, 是開發者寫給自己或者別人看的, 相當於我們記錄的一些筆記, 或者備忘錄。 註釋部分的內容不會被編譯, 因此沒有語法上的要求。
註釋可以分爲三類:
單行註釋: 以兩個 // 開頭, 後面的一行內容會被註釋
多行註釋: 以一個 / 開頭, 以一個 / 結尾。中間所有的內容都會被註釋
文檔註釋: 以 /* 開頭, / 結尾。文檔註釋中可以添加一些標籤,更方便的記錄程序的信息
1.2.7 數據類型
在程序中, 我們需要操作各種各樣的數據, 這些數據都有各自不同的類型。
Java中, 所有的數據可以分爲兩大類: 基本數據類型 和 引用數據類型
引用數據類型, 又叫做引用類型。在後面課程中具體說明。
基本數據類型, 又叫做值類型, 在Java中有以下分類:
整型
就是整數, 按照佔用空間大小, 分爲四種
字節型: byte, 1byte, [-128, 127]
短整型: short, 2byte, [-2^15^, 2^15^-1]
整型: int, 4byte, [-2^31^, 2^31^-1]
長整型: long, 8byte, [-2^63^, 2^63^-1]
浮點型
就是小數, 按照佔用空間大小, 分爲兩種
單精度浮點型: float, 4byte
雙精度浮點型: double, 8byte
雙精度浮點型可以比單精度浮點型精確更多的小數點後面的位數
布爾型
用來描述程序中不是對的就是錯的, 不是真的就是假的數據
boolean, 1byte
只有兩個值: true / false
字符型
用來描述組成一個文本的最小單元
char, 2byte
字符型的數據, 需要用單引號括起來, 單引號中只能有一個字符, 不能多也不能少
1.2.8 標識符
由若干個字符組成的一個有序的序列, 用來描述程序中的一個數據
命名規則
只能由字母、數字、下劃線和$符號組成
不能以數字作爲開頭
不能與關鍵字和保留字同名
關鍵字: 系統佔用的, 已經被賦予了特殊含義的字符序列
保留字: 系統佔用的, 暫時還沒有特殊含義, 但是後續可能會用到的字符序列
命名規範
望文知意: 應該可以從標識符的命名中看出想表述的數據含義
遵循駝峯命名法
大駝峯命名法: 所有的單詞首字母都大寫
小駝峯命名法: 首單詞除外, 從第二個單詞開始, 每個單詞的首字母都大寫
1.2.9 變量和常量
變量: 在程序運行的過程中, 數值可以發生改變的數據
常量: 在程序運行的過程中, 數值不可以發生改變的數據
在程序中的聲明
變量
數據類型 標識符;
數據類型 標識符 = 初始值;
數據類型 標識符1, 標識符2, ...;
數據類型 標識符1 = 初始值, 標識符2, 標識符3 = 初始值, ...;
常量
final 數據類型 標識符 = 初始值;
final 數據類型 標識符; 標識符 = 初始值;
Java允許在聲明常量的時候不賦值初始值, 可以延遲賦值。但是賦值只能進行一次。
1.2.10 轉義字符
一個特殊的字符, 主要有兩個作用
可以將某些具有特殊含義的字符轉成普通字符
單引號, 用來匹配一個字符的開始和結尾, 轉義字符可以使其成爲一個普通的單引號
雙引號, 用來匹配一個字符串的開始和結尾, 轉義字符可以使其成爲一個普通的雙引號
可以配合某些普通字符使用, 使其沒有特殊含義
n本身是一個普通字符, 配合轉義字符使用: n 表示換行
t本身是一個普通字符, 配合轉義字符使用: t 表示tab
r本身是一個普通字符, 配合轉義字符使用: r 表示return
1.2.11 數據類型轉換
一個變量聲明完成後, 在內存中已經開闢好了空間, 此時是不允許調整空間大小的, 也就是說這個變量的數據類型是不允許改變的。這裏說的數據類型轉換, 指的是聲明一個新的指定類型的變量, 將原來變量中的值拷貝到新的變量中。
數據類型轉換可以分爲兩種:
自動類型轉換
又叫做隱式轉換, 一般是由取值範圍小的數據類型, 向取值範圍大的數據類型轉換
轉換過程不需要任何額外操作
轉換後, 沒有任何精度丟失情況
強制類型轉換
又叫做顯式轉換, 一般是由取值範圍大的數據類型, 向取值範圍小的數據類型轉換
轉換過程需要強制操作, 不能自動完成
轉換後, 可能會出現精度丟失的情況
byte a = 10;
int b = a; // 由 byte 類型轉型爲 int 類型, 自動完成, 不需要任何額外操作
int c = 128;
byte d = (byte)c; // 由 int 類型轉型爲 byte 類型, 強制操作, 會存在精度丟失
額外說明
byte, short, char 類型的數據在進行運算的時候, 會自動的轉型爲int類型
浮點型轉整型, 會捨去小數點後面所有的內容, 只保留整數部分
1.2.12 常用運算符
算術運算符
用來做基礎的算術計算, + - * / % ++ --
其中:
- % 和數學計算中沒有區別
兩個整型的數據進行除法, 結果還是整型, 會將計算的浮點結果強轉成整型
- % 和數學計算中沒有區別
自增運算符++, 用在變量前, 表示是前取變量值, 後對這個變量進行+1操作
自增運算符++, 用在變量後, 表示是先對這個變量進行+1操作, 然後再取變量值
自減同自增
int a = 10;
int b = a++; // b的值是10
int c = ++b; // c的值是11
賦值運算符
=: 將等號右邊的值, 給左邊的變量進行賦值
+=, -=, *=, /=, %=: 組合運算符, 對一個變量進行運算
a += 10; 等價於 a = a + 10
關係運算符
< >= <= == !=
邏輯運算符
& : 與and
| : 或or
! : 非not
^ : 異或xor, 計算邏輯: 兩個相同爲false, 兩個不同爲true
&& :
短路與, 結果與邏輯與相同. 區別在於: 如果前面的結果可以決定整體的運算結果, 後面的表達式不參與運算
|| :
短路或, 結果與邏輯或相同. 區別在於: 如果前面的結果可以決定整體的運算結果, 後面的表達式不參與運算
位運算
位運算操作的是兩個整型的數字, 計算的邏輯就是將兩個整型的數字求出補碼, 再對補碼的每一位做類似於邏輯運算的操作, 其中 1 相當於 true, 0 相當於 false
三目運算符
condition ? expression1 : expression2
condition是一個boolean類型的變量, 或者一個boolean結果的表達式. 如果condition爲true, 最終整體的結果取expression1, 否則, 結果取expression2