JAVA入門筆記1 - 基礎概念和基礎語法

• 參考書：《Java語言程序設計與數據結構（基礎篇）》—— 樑勇

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一、基礎概念

（1）Java語言規範、JDK、JRE、JVM、IDE

1. Java語言規範：是對Java語言語法和語義的技術定義

2. Java的三個版本

   • J2SE/JavaSE【Java的標準版本】

     • 基礎，無論是以後走EE還是ME，SE是必須要精通的。
     • J2SE是SUN公司爲java程序員準備的一套“基礎類庫”，這套基礎類庫學習之後，可以完成最基本的操作
     • 例如，文件的讀寫、線程的控制…

   • J2EE/JavaEE【Java的企業版本】

     • 這是SUN公司爲程序員專門準備的一套“類庫”，這套類庫可以協助程序員完成企業級軟件的開發
     • 企業級軟件：OA辦公系統、進銷存系統、超市系統…

   • J2ME/JavaME【Java的微型版本】

     • 這是SUN公司爲java程序員專門準備的另一套“類庫”，這套類庫可以協助程序員完成微型設備的嵌入式開發，
     • Java最初就是做微型設備嵌入式開發的。

3. JDK（Java開發工具包）：JDK由一組程序組成，由Oracle配合每個Java版本提供，包括編譯器、調試器和其它工具。每個程序都是從命令行調用的，用於編譯、運行和測試Java程序

4. JRE（Java的運行時環境）：運行Java程序的程序。它包括Java虛擬機JVM、Java核心類庫和支持文件。

5. JVM（Java虛擬機）：JVM是一個解釋Java字節碼的程序。.java後綴的java源文件經過編譯成爲.class後綴的java字節碼文件，這可以用JVM解釋執行。在不同的平臺上有不同的JVM，他們都能解釋.class文件，這就實現了跨平臺特性，即 “一次編譯，到處執行”

6. IDE（集成開發環境）：一個圖形界面軟件，把程序編輯、編譯、構建、調試等集中在一起，便於快速開發程序。如Eclipse、NetBeans等

（2）Java的加載與執行

1. 程序員在xxx.java文件中編寫源代碼，源代碼必須符合java的語法，這些源代碼就是高級語言。存放源代碼的文件被稱爲Java源文件。
2. 使用JDK中自帶的javac.exe命令對以上的java源程序進行編譯。DOS命令：javac 源文件路徑。如果語法沒問題，編譯通過，生成字節碼文件xxx.class
   • 源文件路徑可以是絕對路徑，也可以是相對路徑。
   • 編譯之後，其實java源文件刪除不會影響程序的執行。
   • 最好不要將java源文件刪除，因爲程序最終運行效果不是預期效果的時候，需要重新修改java源代碼，然後進行重新編譯生成全新的class字節碼文件，再重新運行字節碼程序。
3. 在一個安裝了JVM的平臺上，利用java.exe命令解釋運行java字節碼。DOS命令：java 類名
   • 這個類名是源文件中public class的名字
   • 以上程序的執行原理：
     • java.exe命令執行會啓動JVM
     • JVM啓動之後，馬上啓動“類加載器-Class Loader”
     • ClassLoader負責去硬盤的“某個位置”上搜索“類名.class”字節碼文件。
     • 找不到這個.class文件，一定會出現程序異常現象。
     • 找到了這個.class文件之後將.class文件轉換成"二進制"，操作系統可以直接識別二進制，操作系統執行二進制碼和底層的硬件平臺進行交互。

（3）java中的源文件名、類名和main方法

1. 一個java源文件當中可以定義多個class
2. 一個java源文件當中public的class不是必須的
3. 一個class定義在編譯後生成一個xxx.class字節碼文件（如果一個源文件中定義了多個class，就會生成多個字節碼文件）
4. 一個java源文件中，最多定義一個public class
   • 如果定義了public class，該類名稱必須和java源文件名稱一致。如果此源文件中有main方法，也必須放在這個public class裏
   • 如果沒有定義public class，則不必要求類名和源文件同名。如果有main方法，可以任意放在某個類中
5. main方法是程序的入口，每一個class當中都可以編寫main方法。
   • 想執行X.class當中的main方法：java X
   • 如果執行命令java X，而X.class中沒有main方法，會出現運行階段的錯誤。
   • 同一個java源文件的不同類中可以包含多個main方法。當JVM進行編譯時，會提示選擇其中一個main方法作爲編譯的入口。

（4）關於packet

1. 包PACKET 就是一個文件夾，包下的CLASS互相訪問如一個文件。
2. java 編譯器在編譯時，直接根據package指定的信息直接將生成的class 文件生成到對應目錄下。例如package aaa.bbb.ccc 編譯器就將該 .java 文件下的各個類生成到 /aaa/bbb/ccc/ 這個目錄下。
3. 可以把Java中的一個package(包)看成一個類庫單元，包內包含有一組類，它們在單一的名稱空間之下被組織在了一起，這個名稱空間就是包名。
4. 帶package的java編譯與不帶package的java編譯

二、基礎語法規範

（1）java中的標識符

1. 標識符必須由字母、數字、下劃線、美元符號（$）組成
2. 標識符不能以數字開頭
3. 標識符不能是保留字
4. 標識符不能是true/false/null
5. 標識符可以是任意長度

（2）良好的命名習慣

• 變量/方法：小駝峯 carName
• 類名：大駝峯 CarName
• 常量：全大寫 CAR_NAME

（3）java支持的數據類型

1. int / double / byte / short / long / float / char / boolean
   • byte：8位有符號數
   • short：16位有符號數
   • int：32位有符號數
   • long：64位有符號數
   • float：32位標準IEEE754
   • double：64位標準IEEE754
   • boolean：取值 true 或 false

（4）顯示錶示數據類型

1. 表示二進制：加前綴0b或0B
2. 表示十六進制：加前綴0x或0X
3. 浮點數加後綴f/F：指出是float型，如3.0f
4. 浮點數加後綴d/D：指出是double型(默認是這個) ，如3.0d

（5）常量

1. 用final修飾變量定義語句，類似C中const

final double PI = 3.1415926;

（6）基本操作

1. 用Scanner從控制檯讀取輸入

1. System.out用來表示標準輸出設備；
   System.in用來表示標準輸入設備；

2. 創建一個Scanner類對象來讀取來自System.in的輸入，如：

Scanner input = new Scanner(System.in);

3. Scanner是一個掃描器，我們錄取到鍵盤的數據，先存到緩存區等待讀取，它判斷讀取結束的標示是 空白符，比如空格，回車，tab 等等
4. Scanner類在包java.util中
   1. 明確導入：import java.util.Scanner （導入java.util包中的Scanner類）
   2. 通配導入：import java.util.* （導入java.util包中的所有類）
      • 注意：除非代碼中用到了某個類，否則通配導入中的其他類不會在編譯運行時被讀入，所以性能上沒什麼區別
5. Scanner中的方法：

   1. .nextByte()：返回一個byte數據

   2. .nextShort()：返回一個Short數據

   3. .nextInt()：返回一個int數據

   4. .nextLong()：…

   5. .nextFloat()：…

   6. .nextDouble()：…

   7. .next()：返回一個字符串，讀到第一個空白符結束，不讀空白符

   8. .nextLine()：返回一個字符串，讀到回車結束，回車也讀走，但是返回的字符串中無回車

      注意一下：.next()和.nextLine()的區別

double r = input.nextDouble();

2. 向控制檯輸出

1. 四種常見輸出形式

System.out.println(1111);	//換行打印
System.out.print(1111);		//不換行打印
System.out.write(2222);		//字節輸出
System.out.printf("%+8.3f\n", 3.14);//按格式輸出

2. 引用自：Java的常用輸入輸出語句

• System.out.println(); 是最常用的輸出語句，它會把括號裏的內容轉換成字符串輸出到輸出窗口（控制檯），並且換行，當輸出的是一個基本數據類型時，會自動轉換成字符串，如果輸出的是一個對象，會自動調用對象的toString();方法，將返回值輸出到控制檯
• System.out.print(); 與第一個很相似，區別就是上一個輸出後會換行，而這個命令輸出後並不換行。
• System.out.printf(); 這個方法延續了C語言的輸出方式，通過格式化文本和參數列表輸出

3. 基本運算

1. + - * / % += -= ++ -- 和C的特性一樣
   1. 其中對負數進行%計算，相當於對正數用%再取負數
   2. 對整形進行/運算，捨去小數部分
2. 冪運算：用Math.pow(a,b)計算a的b次方。pow方法定義在JAVA API中的Math類中，可以直接用

4. 類型轉換

1. 顯式數字間直接強制轉換：

double y = 3/4.0;	//自動轉爲 3.0/4.0

int x = 3
double z = x*4.5;	//自動轉爲 3.0*4.5 		

2. 強制類型轉換：

(int)1.7 = 1	
(double)1/2 = 1.0/2 = 0.5

3. 利用類型轉換進行四捨五入：
   1. 四捨五入到整數：(int)(x+0.5)
   2. 向上四捨五入保留兩位：(int)(x*100+0.5)/100.0
   3. 向下四捨五入保留兩位：(int)(x*100)/100.0

5. 賦值語句

1. 賦值時必須數據類型一致，不能自動類型轉換
2. 特殊的賦值

//以下兩種寫法等價
System.out.println(x=1);	// 1

x = 1						// 2
System.out.println(x);

//以下兩種寫法等價
i = j = k = 1;				// 1

k = 1						// 2
j = k
i = j