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JAVA语言基础

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通过阅读本篇，您可以：
　了解Java主类结构

　了解Java语言中的基本数据类型

　理解Java语言中的常量与变量

　掌握Java语言运算符的使用

　理解Java语言数据类型的转换

　了解Java语言中的代码注释与编码规范

Java主类结构

Java语言是面向对象的程序设计语言，Java程序的基本组成单元是类，类体中又包括属性与方法两部分。每一个应用程序都必须包含一个main()方法，含有main()方法的类称为主类。

在Eclipse下依次创建项目item、包Number和类Frist。创建完成后，即可得到以下代码：

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package Number;

public class Frist {

}

在类体中输入以下代码，实现在控制台上输出“你好Java”

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package Number;
public class Frist {
	static String s1 ="你好";
	public static void main(String[] args){
		String s2 = "Java";
		System.out.println(s1);
		System.out.println(s2);
	}
}
输出“你好Java”

文件名必须和类名Frist同名，即Frist.java。还要注意大小写，Java 是区分大小写的。

包声明

一个Java应用程序是由若干个类组成的,上述例子的包声明就是“package Number; ”，因为package就是包声明

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类声明

通常将类的属性称为类的全局变量（成员变量），将方法中的属性称为局部变量。

上例的s1为成员变量而s2属于局部变量，因为s1在类中声明并没有任何方法中，而s2在方法public static void main(String[] args)中

编写主方法

main()方法是类体中的主方法。该方法从“{”开始，至“}”结束。

其中main()方法中的权限修饰符为public，静态修饰符为static、返回值修饰符为void。Java程序中的main()方法必须声明为public static void。

main()方法是程序开始执行的位置。

导入API类库

在Java语言中可以通过import关键字导入相关的类。在JDK的API中（应用程序接口）提供了如java.awt、java.io等130多个包。

可以通过 JDK的API文档来查看这些类，其中主要包括类的继承结构、类的应用、成员变量表、构造方法表等，并对每个变量的使用目的作了详细的描述，API文档是程序开发人员不可或缺的工具。

基本数据类型

在Java中有8种基本数据类型来存储数值、字符和布尔值

image-20220417211300924

整数类型

整数类型用来存储整数数值，即没有小数部分的数值。可以是正数，也可以是负数。

十进制：

除了数字0，不能以0作为其他十进制数的开头

八进制：

八进制：如0123（转换成十进制数为83）、-0123（转换成十进制数为-83），八进制数必须以0开头。

十六进制

十六进制：如0x25（转换成十进制数为37）、0Xb01e（转换成十进制数为45086）。十六进制以 0X或者0x 开头

其中整数类型可分为byte、short、int和 long 4种类型，

image-20220417212043590

浮点类型

浮点类型表示有小数部分的数字。Java语言中浮点类型分为单精度浮点类型（float）和双精度浮点类型（double）。

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在默认情况下，小数都被看作double型，若使用float型小数，则需要在小数后面添加F或f

可以使用后缀d或D来明确表明这是一个double类型数据，不加d不会出错，但声明float型变量时如果不加f，系统会认为变量是double类型，从而出错。

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float f1 = 13.23f;
double d1 = 4562.12d;
double d2 = 45678.1564;

字符类型

char型

字符类型（char）用于存储单个字符，占用16位（两个字节）内存

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char x = 'a';
//char x = 97;

同C和C++语言一样，Java语言也可以把字符作为整数对待。由于 unicode编码采用无符号编码，可以存储65536个字符(0x0000~0xffff）

转义字符

转义字符 
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char c1 = '';				//将转义字符叶’赋值给变量c1
char char1 = 'lu2605';		//将转义字符lu2605’赋值给变量char1
System.out.println(c1);		//输出结果\
System.out.println(char1);	//输出结果★

布尔类型

布尔类型又称逻辑类型，通过关键字boolean来定义布尔类型变量， 只有true和false两个值别代表布尔逻辑中的“真”和“假”。

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boolean b;			//定义布尔型变量b
boolean b1,b2;		//定义布尔型变量b1、b2
boolean b = true;	//定义布尔型变量b，并赋给初值true

变量与常量

标识符和关键字

标识符

标识符就好似一个名字来标识类名、变量名、方法名、数组名、文件名

Java语言规定标识符由任意顺序的字母、下画线（_）、美元符号（$）和数字组成，并且第一个字符不能是数字。标识符不能是Java中的保留关键字。

合法标识符：

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name
user_age
$page

非法标识符：

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4word
String
User name

在Java语言中标识符中的字母是严格区分大小写的，如good和Good 是不同的两个标识符。

Java语言中的字母不仅包括通常的拉丁文字a、 b、c等，还包括汉字、日文以及其他许多语言中的文字。

关键字

关键字是Java语言中已经被赋予特定意义的一些单词

关键字表

声明变量

定义变量就是要告诉编译器（compiler）这个变量的数据类型，这样，编译器就会分配对应的空间给它，并且让编译器知道他能存放的数据。

在程序运行过程中，空间内的值是变化的，这个内存空间就称为变量。为了便于操作，给这个空间取个名字，称为变量名。变量的命名必须是合法的标识符。

在声明变量时可以是没有赋值，也可以是直接赋给初值。

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int a;		//声明一个名称为a的 int 型变量
char b='r'	//声明一个名称叫b的 char型变量并且将字母'r'赋值给b

对于变量的命名并不是随意的，应遵循以下几条规则：

变量名必须是一个有效的标识符。

变量名不可以使用Java中的关键字。

变量名不能重复。

应选择有意义的单词作为变量名。

声明常量

在程序运行过程中一直不会改变的量称为常量（constant），常量在整个程序中只能被赋值一次。

在Java语言中声明一个常量，除了要指定数据类型外，还需要通过 final关键字进行限定。声明常量的标准语法如下：

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final 数据类型    常量名称[=值]

常量名通常使用大写字母，但这并不是必需的。大写字母表示常量，是为了清楚地表明正在使用常量。

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final double Pl=3.1415926D;		//声明double 型常量PI并赋值
final boolean BOOL = true;		//声明boolean型常量BOOL并赋值

当常量属于“成员变量”时，必须在定义时就设定它的初值，否则将会产生编译错误。

例如 运行结果

变量的有效范围

在程序中，一般会根据变量的“有效范围”将变量分为“成员变量”和“局部变量”。

成员变量

在类体中所定义的变量被称为成员变量，成员变量在整个类中都有效。类的成员变量又可分为两种，即静态变量和实例变量。

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class var{
	int x = 45; 
	static int y = 90
}

在上面的代码中：x为实例变量，y为静态变量（也称类变量）

就是说，如果在成员变量的类型前面加上关键字static，这样的成员变量称为静态变量。静态变量的有效范围可以跨类，甚至可达到整个应用程序之内，还能直接以“类名.静态变量”的方式在其他类内使用。

局部变量

在类的方法体中定义的变量（方法内部定义，“{”与“}”之间的代码中声明的变量）称为局部变量。局部变量只在当前代码块中有效。在类的方法中声明的变量，包括方法的参数，都属于局部变量

局部变量只在当前定义的方法内有效，不能用于类的其他方法中。

局部变量可与成员变量的名字相同，此时成员变量将被隐藏，即这个（同名）成员变量在此方法中暂时失效。

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public class Val{
    static int times = 3;
    public static void main(String[] args){
        int times = 4;
        System.out.println("times的值为："+times);
    }
}
运行结果

运算符

Java中提供了丰富的运算符，如赋值运算符、算术运算符、比较运算符等。

赋值运算符

赋值运算符以符号“=”表示，它是一个二元运算符（对两个操作数作处理），其功能是将右方操作数所含的值赋给左方的操作数。

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int a = 100;

该表达式是将100赋值给变量a。左方的操作数必须是一个变量，而右边的操作数则可以是任何表达式，包括变量（如a、number）、常量（如123、’book’）、有效的表达式（如45*12）

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int a = 10;	//声明int型变量a
int b = 5;	//声明int型变量b
int c = a+b;//将变量a与b运算后的结果赋值给c

遵循赋值运算符的运算规则，可知系统将先计算a+b的值，结果为15，然后将15赋值给变量c，因此c=15。

由于赋值运算符“=”处理时会先取得右方表达式处理后的结果，因此一个表达式中若含有两个以上的“=”运算符，会从最右方的“=”开始处理。

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public class Eval{
    public static void main(String[] args){
        int a,b,c;
        a = 15;
        c = b = a + 4;
        System.out.println("c的值为：" + c);
        System.out.println("b的值为：" + b);
    }
}

运行结果

image-20220423215102161

在Java中可以把赋值运算符连在一起使用。如：

x = y = z = 5;

在这个语句中，变量x、y、z都得到同样的值5。但在实际开发中不建议使用这种赋值语句。

算术运算符

Java中的算术运算符主要有+（加）、-（减）、*（乘）、/（除）、%（求余），它们都是二元运算符。Java中算术运算符的功能及使用方式如表

Java算术运算符

其中，“+”和“-”运算符还可以作为数据的正负符号，如+5、-7

在项目中创建类Arith，在主方法中定义变量，使用算术运算符将变量的计算结果输出。

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public class Arith {								//创建类
public static void main(String[] args) {			//主方法
    float number1 = 45.56f;							//声明float型变量并赋值
    int number2 = 152;								//声明int型变量并赋值
    System.out.println("和为:"+( number1 + number2));	//将变量相加之和输出
    System.out.println("差为:"+(number2 - number1));	//将变量相减之差输出
    System.out.println("积为:"+number1 * number2);	//将变量相乘的积输出
    System.out.println("商为:"+number1 / number2);	//将变量相除的商输出
}
}

运行结果

运行结果

自增和自减运算符

操作元必须是一个整型或浮点型变量。自增、自减运算符的作用是使变量的值增1或减1。

当运算符在前时，先进行运算，后操作。当运算符在后时，先操作，后进行运算。

自增或自减

粗略地分析，++a与a++的作用都相当于a = a+1。假设a = 4，则：

再看另一个语法，同样假设a = 4，则：

比较运算符

比较运算符属于二元运算符，用于程序中的变量之间、变量和自变量之间以及其他类型的信息之间的比较。比较运算符的运算结果是boolean型。当运算符对应的关系成立时，运算结果为true，否则为 false。所有比较运算符通常作为判断的依据用在条件语句中。比较运算符共有6个，如表

比较运算符

在项目中创建类Compare，在主方法中创建整型变量， 使用比较运算符对变量进行比较运算，并将运算后的结果输出。

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public class Compare {					//创建类
	public static void main(Stringargs){
   	 int number1 = 4;					//声明int型变量number1
   	 int number2 = 5;					//声明int型变量number2
/*依次将变量number1与变量number2的比较结果输出*/
        System.out.println("number1>number的返回值为:"+(number1 > number2));
		System.out.println("number1< number2返回值为:"+(number1 < number2));
		System.out.println("number1==number2返回值为:"+ (number1== number2));
		System.out.println("number1!=number2返回值为:"+ (number1 != number2));
		System.out.println("number1>= number2返回值为:"+(number1 >= number2));
		System.out.println("number1<=number2返回值为:"+(number1 <= number2));
	}
}

运行结果

逻辑运算符

返回类型为布尔值的表达式，如比较运算符，可以被组合在一起构成一个更复杂的表达式。这是通过逻辑运算符来实现的。

逻辑运算符表如下

image-20220423222842853

使用逻辑运算符进行逻辑运算表如下

逻辑运算符进行逻辑运算表

在项目中创建类Calculation，在主方法中创建整型变量，使用逻辑运算符对变量进行运算，并将运算结果输出。

image-20220423223016167

运行结果如图

运行结果

位运算符

位运算符除“按位与”和“按位或”运算符外，其他只能用于处理整数的操作数。位运算是完全针对位方面的操作。整型数据在内存中以二进制的形式表示，如int型变量7的二进制表示是00000000 00000000 00000000 00000111。

左边最高位是符号位，最高位是0表示正数，若为1则表示负数。负数采用补码表示，如-8的二进制表示为111111111 111111111 1111111 11111000。这样就可以对整型数据进行按位运算。

“按位与”运算

“按位与”运算的运算符为“&”，为双目运算符。“按位与”运算的运算法则是：如果两个整型数据a、b对应位都是1，则结果位才是1，否则为0。如果两个操作数的精度不同，则结果的精度与精度高的操作数相同。

“按位或”运算

“按位或”运算的运算符为“|”，为双目运算符。“按位或”运算的运算法则是：如果两个操作数对应位都是0，则结果位才是0，否则为1。如果两个操作数的精度不同，则结果的精度与精度高的操作数相同

5&-4的运算过程

3|6的运算过程

“按位取反”运算

“按位取反”运算也称“按位非”运算，运算符为“~”，为单目运算符。“按位取反”就是将操作数二进制中的1修改为0，0修改为1

~7的运算过程

“按位异或”运算

“按位异或”运算的运算符是“^”，为双目运算符。“按位异或”运算的运算法则是：当两个操作数的二进制表示相同（同时为0或同时为1） 时，结果为0，否则为1。若两个操作数的精度不同，则结果数的精度与精度高的操作数相同

image-20220423223910056

除了上述运算符之外，还可以对数据按二进制位进行移位操作。

Java中的移位运算符有以下3种。

1.<<：左移

左移就是将运算符左边的操作数的二进制数据，按照运算符右边操作数指定的位数向左移动，

2.>>：右移。

右边移空的部分补0。右移则复杂一些。当使用“>>”符号时，如果最高位是0，右移空的位就填入0；如果最高位是1，右移空的位就填入1

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3.>>>：无符号右移。

Java还提供了无符号右移“>>>”，无论最高位是0还是1，左侧被移空的高位都填入0。

移位运算符适用的数据类型有byte、short、char、int和long。

移位可以实现整数除以或乘以2n的效果。例如，y<<2与y*4的结果相同；y>>1的结果与y/2的结果相同。总之，一个数左移n位，就是将这个数乘以2n；一个数右移n位，就是将这个数除以2n。

三元运算符

三元运算符的使用格式为：条件式?值1:值2

三元运算符的运算规则为：若条件式的值为true，则整个表达式取值1，否则取值2。例如：

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boolean b = 20<45?true:false;

如上例所示，表达式“20<45”的运算结果返回真，那么boolean型变量b取值为true；相反，表达式“45<20”返回为假，则boolean型变量b取值false。

三元运算符等价于if…else语句。

运算符优先级

通常优先级由高到低的顺序依次是：

增量和减量运算>算术运算>比较运算>逻辑运算>赋值运算

如果两个运算有相同的优先级，那么左边的表达式要比右边的表达式先被处理。

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数据类型转换

类型转换是将一个值从一种类型更改为另一种类型的过程。例如， 可以将String类型的数据“457”转换为数值型，也可以将任意类型的数据转换为String类型。

如果从低精度数据类型向高精度数据类型转换，则永远不会溢出， 并且总是成功的；而把高精度数据类型向低精度数据类型转换时，则会有信息丢失，有可能失败。

数据类型转换有两种方式，即隐式转换与显式转换。

隐式类型转换

从低级类型向高级类型的转换，系统将自动执行，程序员无须进行任何操作。这种类型的转换称为隐式转换

这些类型按精度从低到高排列的顺序为byte < short < int < long < float < double

使用int型变量为float型变量赋值，此时int型变量将隐式转换成float型变量。

image-20220423224921618

此时执行输出语句，y的结果将是50.0

种数据类型转换的一般规则

显式类型转换

当把高精度的变量的值赋给低精度的变量时，必须使用显式类型转换运算（又称强制类型转换）

语法为：(类型名)要转换的值

将不同的数据类型进行显式类型转换

image-20220423225119706

执行显式类型转换时，可能会导致精度损失。除boolean类型以外其他基本类型，都能以显式类型的方法实现转换。

当把整数赋值给一个byte、short、int、long型变量时，不可以超出这些变量的取值范围，否则必须进行强制类型转换。例如：

byte b = (byte)129;

代码注释与编码规范

在程序代码中适当地添加注释，可以提高程序的可读性和可维护性。好的编码规范可以使程序更易阅读和理解。

代码注释

通过在程序代码中添加注释可提高程序的可读性。

注释中包含了程序的信息，可以帮助程序员更好地阅读和理解程序。

在Java源程序文件的任意位置都可添加注释语句。注释中的文字Java编译器不进行编译， 所有代码中的注释文字对程序不产生任何影响。Java语言提供了3种添加注释的方法，分别为单行注释、多行注释和文档注释。

单行注释

“//”为单行注释标记，从符号“//”开始直到换行为止的所有内容均作为注释而被编译器忽略。

语法如下：
img

例如，以下代码为声明的int型变量添加注释：
img

多行注释

“/ * * /”为多行注释标记，符号“/* ”与“*/”之间的所有内容均为注释内容。注释中的内容可以换行。

语法如下：
img

img

但在多行注释中不可以嵌套多行注释，以下代码为非法：

img

文档注释

“/** * /”为文档注释标记。符号“/**”与“ */”之间的内容均为文档注释内容。当文档注释出现在声明（如类的声明、类的成员变量的声明、类的成员方法声明等）之前时，会被Javadoc文档工具读取作为Javadoc文档内容。文档注释的格式与多行注释的格式相同。对于初学者而言，文档注释并不是很重要，了解即可。

编码规范

在学习开发的过程中要养成良好的编码习惯，因为规范的代码格式会给程序的开发与日后的维护提供很大方便。

每条语句要单独占一行，一条命令要以分号结束。
在声明变量时，尽量使每个变量的声明单独占一行，即使是相同的数据类型也要将其放置在单独的一行上，这样有助于添加注释。对于局部变量应在声明的同时对其进行初始化。
Java代码中，关键字与关键字间如果有多个空格，这些空格均被视作一个。
由于程序的开发与维护不能是同一个人，所以应尽量使用简单的技术完成程序需要的功能。
关键的方法要多加注释，这样有助于阅读者了解代码结构
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  1. 1. Java主类结构
    1. 1.1. 包声明
    2. 1.2. 类声明
    3. 1.3. 编写主方法
    4. 1.4. 导入API类库
  2. 2. 基本数据类型
    1. 2.1. 整数类型
    2. 2.2. 浮点类型
    3. 2.3. 字符类型
  3. 3. 变量与常量
    1. 3.1. 标识符和关键字
    2. 3.2. 声明变量
    3. 3.3. 声明常量
    4. 3.4. 变量的有效范围
  4. 4. 运算符
    1. 4.1. 赋值运算符
    2. 4.2. 算术运算符
    3. 4.3. 自增和自减运算符
    4. 4.4. 比较运算符
    5. 4.5. 逻辑运算符
    6. 4.6. 位运算符
    7. 4.7. 三元运算符
    8. 4.8. 运算符优先级
  5. 5. 数据类型转换
    1. 5.1. 隐式类型转换
    2. 5.2. 显式类型转换
  6. 6. 代码注释与编码规范
    1. 6.1. 代码注释
    2. 6.2. 编码规范
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