第二章： Identifiers, Keywords and Types

一：方法的定义和方法的调用
方法的定义：修饰符 方法的返回值 方法名(参数列表){
方法体
}
如果没有方法的返回值就写成:void
参数列表：参数类型 参数名
方法的调用：方法名(参数值)

第二天：
目标： 1. 标识符、关键字和类型介绍；
2. 如何构建类?
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第二章： Identifiers, Keywords and Types
目标：1. 注释作用：使部分内容只为程序员可见，
不为编译器所编译、虚拟机所执行；增加程序的可读性
位置：类声明前后、方法声明前后、属性声明前后、方法体中。
几乎可以在一个源文件任意位置，但不能在一个关键字字
符中插入注释。
类型：1) 单行注释：//text——从"//"到本行结束的所有字符均作为注释而被编译器忽略
2) 多行注释：/*text*/——从"/*"到"*/"间的所有字符会被编译器忽略
3) 文档注释：/** text */——从"/**"到"*/"间的所有字符会被编译器忽略。
当这类注释出现在任何声明(如类的声明、类的成员变量的声明或者类的
成员方法的声明)之前时，会作为JavaDoc文档的内容；
示例：1) //package declaration
package ch01; //允许；
2) package /*package declaration*/ch01; //允许；
3) class /*class declaration*/ FirstJavaProgram { //允许；
...}
4) System.out./*out content to console*/println("Hello Java"); //允许；
5) System.out.print/*out content to console*/ln("Hello Java"); //不允许；

javadoc -d doc -author -version *.java

2. 分号、块和空格
1) 每个语句短语以;结束 ;
2) 代码段以{}结束;
3) 空白处（空格、tab键、新行和回车(几个语句短语连接在一起））是无关紧要的。

3. 标识符:类、方法和变量的名字
1) java标识符以字母、_和$开头，不能以数字开头，后跟字母、数字、“_”和“$”的组合;
2) 大小写敏感
3) 没有长度限制。
4) 不能使用java的关键字
举例： 合法标识符 非法标识符
try try#
GROUP_7 7GROUP
openDoor open-door
boolean1 boolean
4. 关键字
Java语言的关键字是程序代码中的特殊字符。包括：
. 类和接口的声明——class, extends, implements, interface
. 包引入和包声明——import, package
. 数据类型——boolean, byte, char, double, float, int, long, short
. 某些数据类型的可选值——false, true, null
. 流程控制——break, case, continue, default, do, else, for, if, return, switch, while
. 异常处理——catch, finally, throw, throws, try
. 修饰符——abstract, final, native, private, protected, public, static, synchronized, transient, volatile
. 操作符——instanceof
. 创建对象——new
. 引用——this, super
. 方法返回类型——void
Java语言的保留字是指预留的关键字，它们虽然现在没有作为关键字，但在以后的升级版本中有可能作为关键字。
. 所有关键字都是小写；
. friendly, sizeof不是Java语言的关键字，这有别于C++；
. 程序中标识符不能以关键字命名；

5. 基本类型：程序的基本功能是处理数据,程序用变量来表示数据；
程序中必须先定义变量才能使用；
定义变量是指设定变量的数据类型和变量的名字，
定义变量的基本语法为：
数据类型 变量名；

Java语言把数据类型分为基本类型和引用类型。
基本数据类型
数值类型
整数类型:byte,short,int,long
浮点数类型:float,double
布尔类型：boolean
字符类型：char
引用数据类型
类类型:比如String
接口类型
数组类型

接下来，我们主要关注基本数据类型，关注各种基本数据类型
有什么样的取值范围？占用多少内存空间？

6. boolean类型

位置 boolean类型变量取值
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Java源程序 只能是true或false
class文件 用int或byte表示boolean
虚拟机中 用整数0来表示false, 有任意一个非零整数表示true

强调，在Java源程序中不允许把整数或null赋给boolean类型的变量，
这是有别于其它语言(如c语言)的地方. 例：

boolean isMarried = 0; //编译出错，提示类型不匹配
boolean isMarried = null; //编译出错，提示类型不匹配

7. 文本数据类型——char和String

1) 字符编码:Java语言对文本字符
采用Unicode字符编码。
由于计算机内存只能存取二进制数据，
因此必须为各个字符进行编码。
所谓字符编码，是指用一串二进制数据来表示特定的字符。
常见的字符编码包括：
a. ASCII字符编码
ASCII--
Amecian Standard Code for Information Interchange(
美国信息交换标准代码).
主用于表达现代英语
和其他西欧语言中的字符。
它是现今最通用的单字节编码系统，
它只用一个字节的7位，
一共表示128个字符。

b. ISO-8859-1字符编码,又称为Latin-1, 是国际标准化组织(ISO)为西欧语言中的字符制定的编码，
用一个字节(8位)来为字符编码，与ASCII字符编码兼容。所谓兼容，是指对于相同的字符，它的ASCII字符编码
和ISO-8859-1字符编码相同。

c. GB2312字符编码
它包括对简体中文字符的编码，
一共收录了7445个字符(6763个汉字+682个其他字符. 它与ASCII字符编码兼容。

d. GBK字符编码
对GB2312字符编码的扩展，
收录了21886个字符(21003个字符+其它字符), 它与GB2312字符编码兼容。

e. Unicode字符编码：
由国际Unicode协会编制，
收录了全世界所有语言文字中的字符，是一种跨平台的字符编码。
UCS(Universal Character Set)是指采用Unicode字符编码的通用字符集。
Unicode具有两种编码方案：
. 用2个字节(16位)编码，被称为UCS-2, Java语言采用;
. 用4个字节(32位)编码，被称为UCS-4;

f. UTF字符编码
有些操作系统不完全支持16位或32位的Unicode字符编码，UTF(UCS Transformation Format)字符编码能够把
Unicode字符编码转换为操作系统支持的编码，常见的UTF字符编码包括UTF-8, UTF-7和UTF-16.

2) char的几种可能取值
Java语言采用UCS-2字符编码，字符占2个字节。
字符a的二进制数据形式为 0000 0000 0110 0001
十六进制数据形式为 0x0061
十进制数据形式为 97

以下4种赋值方式是等价的：

char c = 'a';
char c = '\u0061'; //设定"a"的十六进制数据的Unicode字符编码
char c = 0x0061; //设定"a"的十六进制数据的Unicode字符编码
char c = 97; //设定"a"的十进制数据的Unicode字符编码

3) 转义字符

Java编程人员在给字符变量赋值时，通常直接从键盘输入特定的字符，
而不会使用Unicode字符编码，因为很难记住各种字符的Unicode
字符编码值。对于有些特殊字符，比如单引号，如不知道它的
Unicode字符编码，直接从键盘输入编译错误：
char c = '''; //编码出错

为了解决这个问题，可采用转义字符来表示单引号和其他特殊字符：

char c = '\'';
char c = '\\';

转义字符以反斜杠开头，常用转义字符：

\n 换行符，将光标定位到下一行的开头；
\t 垂直制表符，将光标移到下一个制表符的位置；
\r 回车，将光标定位到当前行的开头，不会移到下一行；
\\ 反斜杠字符
\' 单引号字符

8. 整数类型
byte, short, int和long都是整数类型，并且都是有符号整数。
与有符号整数对应的是无符号整数，两者的区别在于
把二进制数转换为十进制整数的方式不一样。
. 有符号整数把二进制数的首位作为符号数，
当首位是0时，对应十进制的正整数，
当首位是1时，对应十进制的负整数。
对于一个字节的二进制数, 它对应的十进制数的取值范围是-128 - 127。
. 无符号整数把二进制数的所有位转换为正整数。
对于一个字节的二进制数, 它对应的十进制数的取值范围是0 - 255。

在Java语言中，为了区分不同进制的数据，八进制数以“0”开头，十六制以“0x”开头。举例：

一个字节的二进制数 八进制数 十六进制数 有符号十进制数 无符号十进制数
-------------------------------------------------------------------------------------------------
0000 0000 0000 0x00 0 0
1111 1111 0377 0xFF -1 255
0111 1111 0177 0x7F 127 127
1000 0000 0200 0x80 -128 128

如果一个整数值在某种整数类型的取值范围内，就可以把它直接赋给这种类型的变量，否则必须进行强制类型的转换。

byte = 13;

如129不在byte类型的取值范围(-128-127)范围内，则必须进行强制类型的转换。

byte b = (byte)129; //变量b的取值为-127.

如果一个整数后面加上后缀——大写"L"或小写"l", 就表示它是一个long类型整数。以下两种赋值是等价的：

long var = 100L; //整数100后面加上大写的后缀"L"，表示long型整数；
long var = 100l; //整数100后面加上大写的后缀"l"，表示long型整数；

Java语言允许把八进制数(以"0"开头), 十六进制数(以"0x"开头)和十进制数赋给整数类型变量，例如：

int a1 = 012; //012为八进制数，变量a1的十进制取值为10
int a2 = 0x12; //0x12为十六进制数，变量a2的十进制取值为18
int a3 = 12; //12为十进制数，变量a3的十进制取值为12

int a4 = 0xF1; //0xF1为十六制数，变量a4的十进制取值为241
byte b = (byte)0xF1 //0xF1为十六制数，变量b的十进制取值为-15
注意：
数据类型的转换：
1)强制类型转换:精度高向精度低的转换
byte b = (byte)129;
2)隐式类型转换:精度低向精度高的转换
byte<short<int<long<float<double

9. 浮点类型

浮点类型表示有小数部分的数字。Java中有两种浮点类型：

. float: 占4个字节，共32位，称为单精度浮点数;
. double: 占8个字节，共64位，称为双精度浮点数；

float和double类型都遵循IEEE754标准，该标准分别为32位和64位浮点数规定了二进制数据表示形式。

float=1(数字符号)+8(指数，底数为2)+23(尾数)
double=1(数字符号)+11(指数，底数为2)+52(尾数)

在默认情况下，小数及采用十进制科学计数法表示的数字都是double类型，
可以把它直接赋值给double类型变量。

double d1 = 1000.1;
double d2 = 1.0001E+3; //采用十进制科学计数法表示的数字，d2实际取值为1000.1
double d3 = 0.0011;
double d4 = 0.11E-2; //采用十进制科学计数法表示的数字，d4实际取值为0.0011

如果把double类型的数据直接赋给float类型变量，有可能会造成精度的丢失，因此必须进行强制类型的转换，否
则会导致编译错误，例如：

float f1 = 1.0 //编译错误，必须进行强制类型转换；
float f2 = 1; //合法，把整数1赋值给f2，f2的取值1.0;
float f3 = (float)1.0; //合法，f3的取值为1.0;
float f4 = (float)1.5E+55; //合法, 1.5E+55超出了float类型的取值范围，
f4的取值为正无穷大
System.out.println(f3); //打印1.0;
System.out.println(f4); //打印Infinity

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Float.NaN 非数字
Float.POSITIVE_INFINITY 无穷大
Float.NEGATIVE_INFINITY 负无穷大

float f1 = (float)(0.0/0.0); //f1的取值为Float.NaN
float f2 = (float)(1.0/0.0); //f2的取值为Float.POSITIVE_INFINITY
float f3 = (float)(-1.0/0.0); //f3的取值为Float.NEGATIVE_INFINITY
System.out.println(f1); //打印NaN;
System.out.println(f2); //打印Infinity
System.out.println(f3); //打印-Infinity

Java语言之所以提供以上特殊数字， 是为了提高Java程序的健壮性，并且简化编程。当数字运算出错时，可以用浮
点数取值范围内的特殊数字来表示所产生的结果。否则，如果Java程序在进行数学运算遇到错误时就抛出异常，会影
响程序的健壮性，而且程序中必须提供捕获数学运算异常的代码块，增加了编程工作量。

10. 变量的申明和赋值

程序的基本功能是处理数据
程序用变量来表示数据；
程序中必须先定义变量才能使用；
定义变量是指设定变量的数据类型和变量的名字，定义变量的基本语法为：

数据类型 变量名；

Java语言要求变量遵循先定义，再初始化，然后使用的规则。变量的初始化是指自从变量定义以后，首次给它赋初始
值的过程。例：

int a; //定义变量a
a = 1; //初始化变量a
a++; //使用变量a
int b=a; //定义变量b, 初始化变量b, 使用变量a;
b++; //使用变量b

11. 推荐命名规则

1) 类名以大写字母开头；
2) 接口名以大写字母开头；
3) 方法名以小写字母开头；
4) 变量名以小写字母开头；
5) 常量名全部大写，多个单词以"_"连接；

12. 理解对象
明白什么是面向对象编程
面向对象的开发方法把软件系统看成各种对象的集合，
对象就是最小的子系统，一组相关的对象能够组合成更复杂的
子系统。面向对象的开发方法将软件系统看成各种对象的集合，
接近人的自然思维方式。

对象是对问题领域中事件的抽象。对象具有以下特性：

1) 万物皆为对象。问题领域中的实体和概念都可以抽象为对象。
例如学生，成绩单、教师、课和教室。
2) 每个对象都是惟一的。正如世界上不存在一模一样的叶子。
3) 对象具有属性和行为。
例如小张，性别女，年龄22，身高1.6m, 体重40kg, 能够学习，唱歌。
小张的属性包括姓名、性别、年龄、身高和体重，行为包括学习、唱歌。
例如一部手机，牌子是诺基亚、价格是2000元，银白色，能够拍照、打电话和收发短信等。这部手机的属性包括
品牌类型type、价格price和颜色color，行为包括拍照takePhoto()，打电话call()，收发
短信receiveMessage()和发短信sendMessage().
4) 对象具有状态。状态是指某个瞬间对象的各个属性的取值。
对象的某些行为会改变对象自身的状态，即属性的取值。
例如小张本来体重为40kg，经为减肥后，体重减到45kg.

肥胖状态: 40kg
|
| 减肥行为
|
肥胖状态: 35kg

5) 每个对象都是某个类的实例。小张和小王都属于学生类、
中国和美国都属于国家类、中文和英文都属于语言类。
类是具有相同属性和行为的对象的集合。

同一个类的所有实例都有相同属性，但属性取值不一事实上相同，
但是它们的状态不一定相同。例如小张和小王都属
于学生类，都有姓名、性别、年龄、身高和体重这些属性，
但是他们的属性取值不同。

同一个类的所有实例都有相同行为，意味着它们具有一些相同的功能。

13. 创建类

类是一组具有相同属性和行为对象的模板。
面向对象编程的主要任务就是定义对象模型中的各个类。

package sample;

public class Teacher {

/**attributes of a teacher*/
private String name;
private int age;
private double salary;

/** Creates a new instance of Teacher */
public Teacher(String name, int age, double salary) {
this.salary = salary;
this.age = age;
this.name = name;
}
/**operations on properties */
/** get the name of this teacher */
public String getName() { return name; }
/**get the salary of this teacher */
public double getSalary() { return salary; }
/**get the age of teacher teacher */
public int getAge() { return age; }
……
}

代码解析：

1) package sample;
包声明语句，将Java类放到特定的包中，便于类的组织、权限访问和区分名字相同的类。
2) public class Teacher {...}
类的声明语句，类名为Teacher,
public修饰符意味着这个类可以被公开访问；

声明类的格式：

class 类名 {
类内容
}

3) private String name;
类的属性(也称为成员变量)的声明语句；
Teacher类有一个name属性，字符串类型，
private修饰符意味着这个属性不能被公开访问。
4) public String getName() { return name; }
方法的声明语句和方法体
方法名为getName，不带参数，
String表明返回类型为String。
public表明这个方法可以被公开访问。
getName后紧跟的大括号为方法体，代表getName的具体实现。

声明方法的格式：

返回值类型 方法名 (参数列表) {
方法体
}

返回值类型是方法的返回数据的类型, 如果返回值类型为void, 表示没有返回值。
方法名是任意合法的标识符;
参数列表可包含零个或多个参数，参数之间以逗号","分开。
方法体每个语句用";"结束；
方法体中使用return语句返回数据或结束本方法的执行；

注：不介绍构造方法。在面向对象章节会提到。

14. 创建实例

public static void main(String[] args) {
Teacher gzhu = new Teacher("George Zhu", 30, 10000);
System.out.println("Teacher: " + gzhu.getName());
System.out.println("\tAge: " + gzhu.getAge());
System.out.println("\tSalary: " + gzhu.getSalary());
}

main()方法是Java应用程序的入口点，
每个Java应用程序都是从main()方法开始运行的。
作为程序入口的main()方法必须同时符合以下几个条件：
. 用public static修饰；
. 返回类型为void;
. 方法名为main;
. 参数类型为String[];
包含main方法的类又叫主程序类。

类创建好之后，通过new关键字创建具体对象。它有以下作用：
. 为对象分配内存空间，将对象的实例变量自动初始化为其变量类型的默认值；
. 如实例变量显示初始化，将初始化值赋给实例变量；
. 调用构造方法；
. 返回对象的引用；

注：结合实例，并画内存分配图讲解。

15. 基本类型和引用类型的区别

1) 基本类型代表简单的数据类型，比如整数和字符。
引用类型代表复杂数据类型，引用类型所引用的
实例包括操纵这种数据类型的行为。

通过"."运算符，就能访问引用变量所引用的实例的方法.
2) 基本类型Java虚拟机会为其分配数据类型实际占用的内存空间；
引用类型仅是一个指向堆区中某个实例的指针。

例：public class Counter {
int count = 13;
}

Counter counter = new Counter();

counter引用变量-------------> Counter实例
count变量(占4个字节,值为13)

counter引用变量的取值为Counter实例的内存地址。
counter引用变量本身也占一定的内存空间，
到底占用多少内存空间取决于Java虚拟机的实现，这对Java程序是透明的。

注：counter引用变量到底位于Java虚拟机的运行时数据区的哪个区？
取决于counter变量的作用域，
如果是局部变量，则位于Java栈区；
如果是静态成员变量，则位于方法区；
如果是实例成员变量，则位于堆区；

面向对象编程的步骤：
1）从需求中寻找名词性短语，构建class,有相应的属性和行为
2）产生对象
3）访问属性，方法(.)

一.基本数据类型变量和引用数据类型变量：
1)使用基本数据类型定义的变量叫做基本数据类型变量
int a=10;
保存是数据本身的数值(二进制)
2）使用引用数据类型定义的变量叫做引用数据类型变量
Teacher t=new Teacher();
保存是堆区开辟的地址
new关键字：
a)在栈区开辟空间保存对象的引用
b)在堆区开辟空间保存对象本身
c)堆区的地址赋值给栈区的对象的引用
二：运行时数据区
一个完整的Java程序运行过程会涉及以下内存区域
方法区/代码区：存放类的信息
堆区：用来存放动态产生的数据，比如new出来的对象。
注意创建出来的对象只包含属于各自的成员变量，
并不包括成员方法。因为同一个类的对象拥有各自
的成员变量，存储在各自的堆中，但是他们共享该
类的方法，并不是每创建一个对象就把成员方法复制一次。
栈区：保存局部变量的值，包括：
1.用来保存基本数据类型的值；
2.保存类的实例，即堆区对象的引用(指针)。
也可以用来保存加载方法时的帧
常量池：JVM为每个已加载的类型维护一个常量池，
常量池就是这个类型用到的常量的一个有序集合。
常量池存在于堆中。
PC寄存器：指向下一条需要执行的指令，将该数据传递给CPU