Java基础 – 语法基础

这是Java教程的第一篇，梳理Java基础知识是学习其他专业知识的第一步阶梯；要想精通编程必须通过大量的编程训练，在实践中掌握编程知识，培养编程能力，并逐步理解和掌握程序设计的思想和方法。

1. 数据类型

1.1 两大类：

1. 基本数据类型：byte, short, int, long, float, double, boolean, char。
2. 引用类型：数组，类（抽象类）class，接口interface，枚举enum，注解@interface。

注：单个字节表示8位二进制位，最左边表示符号位（0：正，1：负）。

1.2 整数类型（byte, short, int, long）

1. byte： 1字节，范围-2^7 ~ 2^7-1，即-128-127。
2. short: 2字节，范围-2^15 ~ 2^15-1，即-32768 ~ 32767。
3. int: 4个字节，范围-2^31 ~ 2^31-1，即正负21亿之间。
4. long： 8个字节，范围-2^63 ~ 2^63-1，比int更大。如果要表示long类型数值，需要L或l结尾。

1.3 浮点类型（float，double）

1. float：4个字节，单精度浮点数，取到小数点后7位有效数字。如果表示float类型数值，需要F或f结尾。
2. double：8个字节，双精度浮点数，取到小数点后15位有效数字。如果表示double类型数值，需要D或d结尾。

扩展：浮点运算有时会有误差，为了实现精确运算可使用java.math.BigDecimal类型加以描述。

1.5 字符类型（char）

1. char：2个字节，表示单个字符的数据类型。事实是一个16位无符号整数，值是对应字符的编码，如：'a','1','中' 等。

• 开发中很少用到char类型，而使用String类型描述的多个字符组成的字符串，使用双引号""引起来。
• 需记住的ASII码字符：'a':97，'A':65，'0':48，空格:32，换行符:10
• 常用转义符(逃逸字符)：\t:制表符，\n:换行，\"，\'，\\:反斜杠本身，\b:回退一格，\r:回车
• 字符类型计算
  • 一个字符加一个数字，得到Unicode码表中那个数之后的字符
  • 两个字符相减得到它们在表中的距离
  • char也可以和int之间相互赋值

2. 变量与常量

2.1 常量

• 常量是一个值，在程序运行的过程中不能再次发生改变
• 基本类型的值都可以认为是常量：4,3.4,'a',true；引用类型String类的值"abc"视为常量。
• 常量存储在常量缓冲区(常量池)中，有且只有一份,常量池中的值默认空间大小int(32bit),double(64bit)。

2.2 变量

• 变量是在栈内存中开辟的一块内存空间，程序执行过程中可以改变；
• 变量空间在创建的时候（声明变量），必须指定数据类型，变量空间的名字
• 变量空间，里面只能存储一个内容（值/引用）
• 空间内的类容的类型与定义时一致，内容可以改变
• 内存结构与执行过程：类的定义，编译，加载空间各个区，变量赋值

2.3 标识符（变量）命名规则

1. 必须字母，数字，下划线以及美元$等组成，且首位非数字。
2. 不能使用Java语言中的关键字，如class，static，void，int等。
3. 区分大小写，长度无限制，但不能过长，尽量见名知意。

2.3 命名的规约

• 类名字：首字母大写，如果两个以上的单词，所有首字母都大写
• 变量名：首字母小写，如果两个以上的单词，之后的首字母大写
• 遵循驼峰式命名规约，所有名字都需要见名知义，为了增强程序的可读性

3. 数据类型之间的转换

3.1 基本数据类型之间转换

1. 自动类型转换：从小类型到大类型自动转换

byte --> short --> int --> long --> float --> double
          char -----^

2. 强制类型转换：需在被转换数据前加上类型，会造成精度损失或者溢出

long big = 1024L\*1024\*1024;
int i = (int)big;

3.2其他数据类型之间转换

• 同种大类型之间才能发生转换
  • 基本–基本 可以直接转换(自动 强制)
  • 引用–引用 可以直接转化(自动 强制 – 上转型 下转型)
  • 基本–引用 不可以直接进行转化(间接-桥梁-包装类)

• 小数据类型一致:整型–>整型 / 浮点–>浮点
  • 比较内存空间的大小
  • 大数据类型空间可以直接接受小数据类型的值(自动转换)
  • 小数据类型空间不可以直接接受大数据类型的值(强制类型转换)
  • 强制类型转换,写法好用,但是需要注意取值范围的问题,丢失一部分数据

byte a = 1;   int b = a;//自动直接转化就可以
int a = 1;  byte b = (byte)a;//需要强制类型转换
float x = 3.4F;   double y = x;//自动直接转化
double x = 3.4; float y = (float)x;//强制转换

• 小数据类型不一致:整型–>浮点
  • 比较精确程度
  • 浮点型的精确程度更高
  • 任何一个浮点型空间都可以直接接受一个整型的值
  • 反之需要进行强制类型转换(强行将小数点之后的部分去掉,只保留整数)

int a = 1;  float b = a;//自动直接转化
float a =1.0F;  int b = (int)a;//强制类型转换

• 整型–>字符
  • 每一个字符都对应这一个Unicode码 a–97

char x = 'a';  int y = x;//自动转化  y--97
int x = 97; char y = (char)x;//强制的转化

• 布尔类型很特殊
  • 不能与其他基本类型之间发生转化

4. 运算符

1. 算术运算符： +，-，*，/，%
2. 关系运算符： >，<，>=，<=，==，!=
3. 自增减运算符： ++，--
4. 逻辑运算符： &&，||，！（短路特性：逻辑与&&运算，若第一个条件为假,跳过第二个条件；逻辑或||运算，若第一个条件为真，跳过第二个条件）
5. 三目运算符： 条件 ? 表达式1 ： 表达式2
6. 赋值运算符：=，+=，-=，*=，=

5. 循环

1. while循环和for循环完全可以互换。
2. while循环主要用于明确循环条件，但不明确循环次数的场合
3. for循环主要用于明确次数或范围的场合
4. while(true) 等价于 for(;;)，表示无限循环。

6. 数组

6.1 一维数组

• 数组类型[] 数组名 = new 数据类型[长度] ：动态方式

数组类型[] 数组名 = new 数据类型[长度] //动态方式
int[] arr = new int[5];

数组类型[] 数组名 = {初始值1, 初始值1, 初始值1, ...} //静态方式
int[] arr = {10, 20, 30, 40};
/*特殊方式：*/ int[] arr = new int[]{10, 20, 30};

6.2 二维数组

数组类型[][] 数组名 = new 数据类型[行数][列数]
int[][] arr = new int[5][6];

数组类型[][] 数组名 = {{初始值1, 初始值1, 初始值1},{值2,...} ...}
int[] arr = {{10, 20, 30}, {01, 5, 3}, {8, 20, 6}};

二维数组arr.length表示行数，arr[0].length表示此行的长度

7. 函数

• 函数是一块代码，接收零个或多个参数，做一件事情，并返回零个或一个值。

public static int sum(int a, int b){
  int i;
  int sum=0;
  for(i=a; i<=b; i++){
    sum += i;
  }
  System.out.println(a +"到"+ b +"的和是"+ sum);
  return sum;
}

• 函数的调用：函数名(参数值); 即使没有参数也需要(),()起到了调用函数的作用，如果有参数，则需要给出正确的数量和顺序
• 函数的返回：return停止函数的执行，并返回一个值，可以再赋值给变量，传递给另一个函数，甚至可以丢弃，有时候要的是副作用。