java基础语法详细介绍
一.概述
1.java语言概述
是SUN(Stanford University Network,斯坦福大学网络公司 ) 1995年推出的一门高级编程语言; java之父---James Gosling(詹姆斯.高斯林).
应用领域:
- Java SE(Java Standard Edition)标准版: 支持面向桌面级应用(如Windows下的应用程序)的Java平台,提供了完整的Java核心API,此版本以前称为J2SE;
- Java EE(Java Enterprise Edition)企业版: 是为开发企业环境下的应用程序提供的一套解决方案。该技术体系中包含的技术如:Servlet 、Jsp等,主要针对于Web应用程序开发。版本以前称为J2EE;
- Java ME(Java Micro Edition)小型版: 支持Java程序运行在移动终端(手机、PDA)上的平台,对Java API有所精简,并加入了针对移动终端的支持,此版本以前称为J2ME;
- Java Card: 支持一些Java小程序(Applets)运行在小内存设备(如智能卡)上的平台.
java发展:
- 1996年,发布JDK 1.0,约8.3万个网页应用Java技术来制作
- 2004年,发布里程碑式版本:JDK 1.5,为突出此版本的重要性,更名为JDK 5.0
- 2009年,Oracle公司收购SUN,交易价格74亿美元
- 2011年,发布JDK 7.0
- 2014年,发布JDK 8.0,是继JDK 5.0以来变化最大的版本
- 随后发布了 JDK 9.0, JDK 10.0, JDK 11.0, JDK 12.0, JDK 13.0
java语言特点:
面向对象: 两大基本概念(类, 对象)与 三大特性(封装, 继承, 多态)
健壮性: 吸收了C/C++语言的优点,去掉了影响程序健壮性的部分(指针、内存的申请与释放等)
跨平台性:
跨平台性:通过Java语言编写的应用程序在不同的系统平台上都可以运行。 “Write once , Run Anywhere”
原理:只要在需要运行 java 应用程序的操作系统上,先安装一个Java虚拟机 (JVM Java Virtual Machine) 即可。由JVM来负责Java程序在该系统中的运行
2.java运行机制与运行过程
Java虚拟机 (Java Virtal Machine)
- JVM 是一个虚拟的计算机,具有指令集并使用不同的存储区域。负责执行指令,管理数据、内存、寄存器
- 对于不同的平台,有不同的虚拟机, 只有某平台提供了对应的java虚拟机,java程序才可在此平台运行
- Java虚拟机机制屏蔽了底层运行平台的差别,实现了“一次编译,到处运行”
垃圾收集机制 (Garbage Collection)
Java技术提供了垃圾收集器,用于自动检测每一块分配出去的内存空间,然后将无价值的内存块自动回收.
在java中判断内存空间是否符合垃圾收集器的收集标准有两个:
- 为对象赋予了空值NULL后再没有调用过
- 为对象赋予了新值,即重新分配了内存空间
运行原理:
- 编写java源文件,以.java作为后缀名
- 编译为字节码文件,使用java编译器将.java源文件编译成JVM能接受的指令集合,且以字节码.class的形式保存于文件中
- 解释执行字节码.class文件,JVM读取字节码,取出指令,并且将其解释为能够将计算机执行的语言
java源程序 --(java编译器编译)--> .class文件 --(JVM解释)--> 计算机语言
3.java环境搭建
什么是JDK ,JRE
JDK(Java Development Kit): Java开发工具包
JDK是提供给Java开发人员使用的,其中包含了java的开发工具,也包括了JRE。所以安装了JDK,就不用在单独安装JRE了。其中的开发工具:编译工具(javac.exe) 打包工具(jar.exe)等
JRE(Java Runtime Environment): Java运行环境
包括Java虚拟机(JVM Java Virtual Machine)和Java程序所需的核心类库等,如果想要 运行一个开发好的Java程序,计算机中只需要安装JRE即可
JDK 、JRE 、JVM 关系
JDK = JRE + 开发工具集(例如Javac编译工具等)
JRE = JVM + Java SE标准类库总结: 使用JDK 的开发工具完成的java 程序,交给JRE 去运行
环境变量
- Java_HOME:JDK的安装路径 (JAVA_HOME: JDK安装路径)
- PATH:使系统可以在任何路径下识别java命令 (PATH: %JAVA_HOME%\bin)
- CLASSPATH:Java加载类的路径 (CLASSPATH: .;%JAVA_HOME%\lib) '.'表示当前路径
运行步骤:在cmd窗口中执行java程序时先用javac命令将java源文件编译成字节码(.class)文件
javac 源文件名.java
,再用java命令将字节码文件解释为能被计算机执行的语言java 字节码文件 (不能加后缀名)
。文档注释(/** */)可以通过javadoc命令生成API文档javadoc -d 文档存放目录 源文件名.java
。
4.helloword程序
Java应用程序的执行入口是main()方法.
public static void main(String[] args) {...}
Java语言严格区分大小写
Java方法由一条条语句构成,每个语句以“;”结束
一个源文件中最多只能有一个public类。其它类的个数不限,如果源文件包含一个public类,则文件名必须按该类名命名
注释:
单行注释:
//注释文字
多行注释:
/* 注释文字 */
文档注释(Java 特有): 注释内容可以被JDK提供的工具 javadoc 所解析,生成一套以网页文件形式体现的该程序的说明文档。
/**
@author 指定java 程序的作者
@version 指定源文件的版本
*/
二.变量与运算符
1.关键字和保留字
- 关键字(keyword)的定义和特点
- 定义:被Java 语言赋予了特殊含义,用做专门用途的字符串
- 特点:关键字中所有字母都为 小写
定义类型 | 关键字 |
---|---|
定义数据类型 | class interface enum byte short int long float double char boolean void |
定义流程控制 | if else switch case default while do for break continue return |
定义访问权限修饰符 | private protected public |
定义类,函数,变量修饰符 | abstract final static synchronized |
定义类与类之间关系 | extends implements |
定义建立实例及引用实例 | new this super instanceof |
异常处理 | try catch finally throw throws |
包 | package import |
其他修饰符 | native strictfp transient volatile assert |
用于定义数据类型值的字面值:true、false、null,不是关键字。
保留字(reserved word)
现有Java版本尚未使用,但以后版本可能会作为关键字使用
goto 、const
2.标识符
- 标识符
- Java 对各种 变量、 方法和 类等要素命名时使用的字符序列称为标识符
- 标识符命名规范
- 由字母,数字,下划线,和‘$’中的任意字符组合而成
- 数字不可以开头
- 需要具有一定意义,且不能是系统关键字
- 严格区分大小写
- 名称命名规范
- 包名:多单词组成时所有字母都小写:xxxyyyzzz
- 类名、接口名:多单词组成时,所有单词的首字母大写:XxxYyyZzz
- 变量名、方法名:多单词组成时,第一个单词首字母小写,第二个单词开始每个单词首字母大写:xxxYyyZzz
- 常量名:所有字母都大写。多单词时每个单词用下划线连接:XXX_YYY_ZZZ
3.变量
变量
变量的概念
- 内存中的一个内存区域
- 该区域的数据可以在同一类型范围内不断变化
- 变量是程序中最基本的存储单元。包含变量类型、变量名和存储的值
注意
- java中每个变量·必须先声明,后使用
- 变量的作用域:定义所在的一对{}内容,变量只有在其作用域内才有效
- 同一作用域内,不能定义重名的变量
声明变量
- 语法:<数据类型><变量名称>
- 示例:int i;
变量赋值
- 语法:<变量名称> = <值>
- 示例:i = 6;
声明和赋值变量
- 语法:<数据类型> <变量名> = <初始化值>
- 示例:int i = 6;
分类-按声明的位置不同
数据类型
整数类型:默认为int型,声明long需加'l'或'L'
浮点类型:默认为double型,声明float型需要加'f'或'F';float可以精确到7位有效数字,double精度是float的两倍。
字符类型:占2个字节。
布尔类型:只允许true和false,无null。不可以使用0或非0的整数替代false和true。
基本数据类型变量间转换
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。
当和字符串进行连接运算时(+)时,
3+4+"hello" //7hello
,"hello"+3+4 //hello34
,'a'+1+"hello" //98hello
,"hello"+'a'+1 //helloa1
强制类型转换: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。
基本数据类型与String间转换
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:
Integer.parseInt()
4.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。
算术运算符
赋值运算符
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。
扩展赋值运算符: +=, -=, *=, /=, %=
比较运算符
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“=”。
逻辑运算符
& —逻辑与
| —逻辑或
! —逻辑非
&& —短路与
|| —短路或
^ —逻辑异或
“&”和“&&”的区别: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:当左右值都相等时,结果为false。
位运算符
位运算是直接对整数的二进制进行的运算。
二进制或运算符(or):符号为
|
,表示若两个二进制位都为0
,则结果为0
,否则为1
。二进制与运算符(and):符号为
&
,表示若两个二进制位都为1,则结果为1,否则为0。二进制否运算符(not):符号为
~
,表示对一个二进制位取反。异或运算符(xor):符号为
^
,表示若两个二进制位不相同,则结果为1,否则为0。左移运算符(left shift):符号为
<<
。右移运算符(right shift):符号为
>>
。头部补零的右移运算符(zero filled right shift):符号为
>>>
。位运算只对整数有效,遇到小数时,会将小数部分舍去,只保留整数部分。所以,将一个小数与
0
进行二进制或运算,等同于对该数去除小数部分,即取整数位。
无 <<< 运算符
三元运算符
格式:
(条件表达式)?表达式1:表达式2
条件表达式为true,运算结果是表达式1;为false,运算结果是表达式2;
运算符的优先级
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。
三.流程控制
流程控制语句是用来控制程序中各语句执行顺序的语句,可以把语句组合成能完成一定功能的小逻辑模块。
其流程控制方式采用结构化程序设计中规定的三种基本流程结构,即:顺序结构、分支结构、循环结构。
1.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。
Java中定义成员变量时采用合法的前向引用。
2.分支结构
if-else结构
- if(条件表达式){ 执行代码块; }
- if(条件表达式){ 执行代码块1; }else{ 执行代码块2; }
- if(条件表达式){ 执行代码块1; }else if(条件表达式){ 执行代码块2; }else{ 执行代码块3; }
switch-case结构
switch(表达式){
case 常量1:
语句1;
// break;
case 常量2:
语句2;
// break;
default:
语句;
// break;
}
- switch(表达式)中表达式的值 必须是下述几种类型之一:byte ,short ,char ,int ,枚举 (jdk 5.0) ,String (jdk 7.0)
- case子句中的值必须是 常量,不能是变量名或不确定的表达式值
- 同一个switch语句,所有case子句中的常量值互不相同
- break语句用来在执行完一个case分支后使程序跳出switch语句块;如果没有break,程序会顺序执行到switch结尾
- default子句是 可任选 的。同时,位置也是灵活的。当没有匹配的case时,执行default
如果判断的具体数值不多,又符合byte、short、char、int、String、枚举等类型,建议使用switch-case,效率稍高;对区间判断,对结果为boolean类型判断,建议使用if语句。
3.循环结构
在某些条件满足的情况下,反复执行特定代码的功能。循环语句的四个组成部分:初始化部分(init_statement)、循环条件部分(test_exp)、循环体部分(body_statement)、迭代部分(alter_statement)
for循环
for(1初始化部分; 2循环条件部分; 4迭代部分){
3循环体部分;
}
- 循环条件部分为boolean类型表达式,当值为false时,退出循环
- 初始化部分可以声明多个变量,但必须是同一个类型,用逗号分隔
- 可以有多个变量更新,用逗号分隔
while循环
1初始化部分;
while(2循环条件部分){
3循环体部分;
4迭代部分;
}
- 注意不要忘记声明迭代部分。否则,循环将不能结束,变成死循环
- for循环和while循环可以相互转换
do-while循环
1初始化部分;
do{
3循环体部分;
4迭代部分;
}while(2循环条件部分);
- do-while循环至少执行一次循环
嵌套循环(多重循环)
将一个循环放在另一个循环体内,就形成了嵌套循环。
嵌套循环就是把内层循环当成外层循环的循环体。当只有内层循环的循环条件为false时,才会完全跳出内层循环,才可结束外层的当次循环,开始下一次的循环。
设外层循环次数为m次,内层为n次,则内层循环体实际上需要执行m*n次。
break、continue使用
break
- break语句用于终止某个语句块的执行
- break语句出现在多层嵌套的语句块中时,可以通过标签指明要终止的是哪一层语句块
continue
- continue语句用于跳过其所在循环语句块的一次执行,继续下一次循环
- continue语句出现在多层嵌套的循环语句体中时,可以通过标签指明要跳过的是哪一层循环
return
- 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
注意
- break只能用于switch 语句和 循环语句中
- continue 只能用于 循环语句中
- continue是终止 本次循环,break是终止 本层循环
- break、continue之后不能有其他的语句,因为程序永远不会执行其后的语句
- 标号语句必须紧接在循环的头部。标号语句不能用在非循环语句的前面
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