java基础——基础语法（上）

Java 是由 Sun Microsystems 公司于 1995 年 5 月推出的 Java 程序设计语言（以下简称 Java 语言）和 Java 平台的总称。Java 语言是一种面向对象的编程语言。虽然 Java 仅仅只产生了短短 20 年，但是它的发展是非常迅速的。在 2009 年 4 月 20 号，ORACLE 收购了 Sun 公司，也就是说 Java 这门语言现在归属于 ORACLE 这家公司门下。

在 Java 这门语言体系当中，最基础的部分就是 Java SE 部分，Java 的标准版本。它包括 Java 最基础的一些结构，包括面向对象的一些特性等等，同时它也是 Java 技术基础和核心。在 Java SE 的基础之上，又分为了 Java EE（Java 的企业版），应用于大型企业级应用的开发。Java ME 主要用于嵌入式开发。初学的时候我们都是从 Java SE 开始的。

JVM 叫 Java 虚拟机，它也是整个 Java 技术的核心。Java 语言的跨平台就多亏了 JVM。

JDK 叫 Java 开发工具包，没有 JDK 就没有办法进行 Java 程序的开发。

JRE 叫 Java 运行环境，如果我们需要运行一个 Java 程序，就得安装 JRE。

JDK、JRE 和 JVM 之间的关系：

在/home/project/下新建一个文件HelloWorld.java。

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public class {
    public static void  main(String[] args){
        System.out.println("HelloWorld!");
    }
}

Java 中所有的代码都必须包含在 class 中，main 方法是程序的入口，并且 Java 是区分大小写的，如果写成 Main，那么程序将不能运行。使用 public 修饰的 class 必须和源代码文件名相同。

编译源代码：打开命令行，切换到源代码目录这里是/home/project，输入javac HelloWorld.java，如果程序没有任何提示，并且在同级目录下生成了一个.class 扩展名的文件，那么说明编译成功，反之编译失败。
运行程序：输入java HelloWorld，这个时候不需要再添加扩展名了。

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$ javac HelloWorld.java                      
$ java HelloWorld                            
HelloWorld!

变量可以指在计算机存储器里存在值的被命名的存储空间。

变量通常是可被修改的，即可以用来表示可变的状态。这是 Java 的基本概念之一。

程序通过改变变量的值来改变整个程序的状态。为了方便使用变量，所以变量都需要命名，叫做变量名。

在 Java 中，变量需要先声明(declare)才能使用。在声明中，说明变量的类型，赋予变量以特别名字，以便在后面的程序中调用它。你可以在程序中的任意位置声明变量，语法格式如下：

数据类型 变量名称；

例如：

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int a = 1;

在该语法格式中，数据类型可以是 Java 语言中任意的类型，如int。变量名称是该变量的标识符，需要符合标识符的命名规则，数据类型和变量名称之间使用空格进行间隔，使用;作为结束。

在/home/project/新建一个VarTest.java文件:

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public class VarTest
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         System.out.println("Define a variable a is ");
         int a; 
         a = 5;
         System.out.println(a);  // 打印一个整数a
     }
 }

编译运行

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$ javac VarTest.java
$ java VarTest
Define a variable a is
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常量代表程序运行过程中不能改变的值。我们也可以把它们理解为特殊的变量，只是它们在程序的运行过程中是不允许改变的。常量的值是不能被修改的。

Java 中的final关键字可以用于声明属性（常量），方法和类。当final修饰属性时，代表该属性一旦被分配内存空间就必须初始化, 它的含义是“这是无法改变的”或者“终态的”。在变量前面添加关键字final即可声明一个常量。在 Java 编码规范中，要求常量名必须大写。

语法格式：

• final 数据类型 常量名 = 值;

例如：

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final double PI = 3.14;

常量也可以先声明，再进行赋值，但只能赋值一次，比如：
​ final int FINAL_VARIABLE;​ FINAL_VARIABLE = 100;

在/home/project/下新建一个FinalVar.java

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public class FinalVar{
    public static void main(String[] args){
        final String FINAL_STRING="shiyanlou";
        System.out.println(FINAL_STRING);
    }
}

编译运行

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$ javac FinalVar.java
$ java FinalVar
shiyanlou

Java 中一共八种基本数据类型，下表列出了基本数据类型的数据范围、存储格式、默认值、包装类型等。

byte、short、int、long 四种基本数据类型表示整数，需要注意的是 long 类型，使用 long 修饰的变量需要在数值后面加上 L 或者 l，比如long num=1L;，一般使用大写 L，为了避免小写 l 与数值 1 混淆。

float 和 double 类型表示浮点数，即可以表示小数部分。需要注意的是 float 类型的数值后面需要加上 F 或者 f，否则会被当成 double 类型处理。double 类型的数值可以加上 D 或 d，也可以不加。

char 类型用于表示单个字符。需要将字符用单引号括起来char a='a'，char 可以和整数互相转换，如果字符a也可以写成char a=97。也可以用十六进制表示char a = 'u0061'。

boolean 类型（布尔类型）用于表示真值true或者假值false，Java 中布尔值不能和整数类型或者其它类型互相转换。

Java 中使用 String 类来定义一个字符串，字符串是常量，它们的值在创建之后不能更改。字符串缓冲区支持可变的字符串。

String 对象的初始化格式有如下两种：

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String s0 = "abc";

String s1 = new String("abd");

String 类具有丰富的方法，比如计算字符串的长度、连接字符串、比较字符串、提取字符串等等。

length()方法

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//方法原型
public int length(){
}

调用方法：字符串标识符.length();
返回一个 int 类型的整数（字符串中字符数，中文字符也是一个字符）。例如：

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String s1 = "abc";
String s2 = "Java语言";
int len1 = s1.length();
int len2 = s2.length();

则变量 len1 的值是 3，变量 len2 的值是 6。

equals() 方法,该方法的作用是判断两个字符串对象的内容是否相同。如果相同则返回 true，否则返回 false。

equals() 方法比较是从第一字符开始，一个字符一个字符依次比较。

如果想忽略掉大小写关系，比如：java 和 Java 是一样的，那怎么办呢？可以调用equalsIgnoreCase()方法，其用法与 equals 一致，不过它会忽视大小写。

比如：

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public class StringTest {
    public static void main(String[] args){
        String s = new String("Java");
        String m = "java";
        System.out.println("用equals()比较，java和Java结果为"+s.equals(m));
        System.out.println("用equalsIgnoreCase()比较，java和Java结果为"+s.equalsIgnoreCase(m));
    }
}

编译运行：

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$ javac StringTest.java
$ java StringTest
用equals()比较，java和Java结果为false
用equalsIgnoreCase()比较，java和Java结果为true

而使用"=="比较的是两个对象在内存中存储的地址是否一样。例如:

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String s1 = "abc";
String s2 = new String("abc");
boolean b = (s1 == s2);

则变量 b 的值是 false，因为 s1 对象对应的地址是”abc”的地址，而 s2 使用 new 关键字申请新的内存，所以内存地址和 s1 的”abc”的地址不一样，所以获得的值是 false。

字符串连接有两种方法：

1. 使用+，比如String s = "Hello " + "World!"
2. 使用 String 类的 concat() 方法

代码示例：

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String s0 = new String("Hello ");
String s1 = "World" + "!";   //+号连接
String s2 = s0.concat(s1); //concat()方法连接
System.out.println(s2);

而且使用+进行连接，不仅可以连接字符串，也可以连接其他类型。但是要求进行连接时至少有一个参与连接的内容是字符串类型。

charAt()方法的作用是按照索引值(规定字符串中第一个字符的索引值是 0，第二个字符的索引值是 1，依次类推)，获得字符串中的指定字符。例如：

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String s = "abc";
char c = s.charAt(1);

则变量 c 的值是’b’。

说明：在字符串中，第一个字符的索引为 0，子字符串包含 beginindex 的字符，但不包含 endindex 的字符。

来写一些代码，验证一下上面的方法吧

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public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
         String s = "abcdefabc";
         System.out.println("字符a第一次出现的位置为"+s.indexOf('a'));
         System.out.println("字符串bc第一次出现的位置为"+s.indexOf("bc"));
         System.out.println("字符a最后一次出现的位置为"+s.lastIndexOf('a'));
         System.out.println("从位置3开始到结束的字符串"+s.substring(3));
         System.out.println("从位置3开始到6之间的字符串"+s.substring(3,6));
    }
}

编译运行：

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$ javac StringTest.java
$ java StringTest
字符a第一次出现的位置为0
字符串bc第一次出现的位置为1
字符a最后一次出现的位置为6
从位置3开始到结束的字符串defabc
从位置3开始到6之间的字符串def

运算符顾名思义是一种符号，它是连接一个以上的操作符，实现某种功能的运算。

算术运算符用在数学表达式中，主要实现的是算术运算，如常见的加法、减法、乘法、除法等。

表格中的例子中，变量a的值为 5，变量b的值为 3，变量i的值为 1：

其中，自增(++)和自减(–)运算符有两种写法：前缀（++i,–i）和后缀（i++,i–）。

• 前缀自增自减法(++i,–i): 先进行自增或者自减运算，再进行表达式运算。
• 后缀自增自减法(i++,i–): 先进行表达式运算，再进行自增或者自减运算

新建一个源代码文件ArithmeticOperation.java。

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public class ArithmeticOperation {
    public static void main(String args[]) {
        int a = 5;
        int b = 3;
        int c = 3;
        int d = 3;
        System.out.println("a + b = " + (a + b));
        System.out.println("a - b = " + (a - b));
        System.out.println("a * b = " + (a * b));
        System.out.println("a / b = " + (a / b));
        System.out.println("a % b = " + (a % b));
        System.out.println("a++ = " + (a++));
        System.out.println("++a = " + (++a));
        System.out.println("b-- = " + (b--));
        System.out.println("--b = " + (--b));
        System.out.println("c++ = " + (c++));
        System.out.println("++d = " + (++d));
    }
}

编译运行：

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$ javac ArithmeticOperation.java
$ java ArithmeticOperation
a + b = 8
a - b = 2
a * b = 15
a / b = 1
a % b = 2
a++ = 5
++a = 7
b-- = 3
--b = 1
c++ = 3
++d = 4

ava 定义了位运算符，应用于整数类型(int)，长整型(long)，短整型(short)，字符型(char)，和字节型(byte)等类型。位运算时先转换为二进制，再按位运算。

表格中的例子中，变量a的值为 60，变量b的值为 13：

在/home/project目录下新建一个源代码文件BitOperation.java

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public class BitOperation {
    public static void main(String args[]) {
        int a = 60;
        int b = 13;
        System.out.println("a & b = " + (a & b));
        System.out.println("a | b = " + (a | b));
        System.out.println("a ^ b = " + (a ^ b));
        System.out.println("~a = " + (~a));
        System.out.println("a << 2 = " + (a << 2));
        System.out.println("a >> 2 = " + (a >> 2));
        System.out.println("a >>> 2 = " + (a >>> 2));
    }
}

编译运行：

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$ javac BitOperation.java
$ java BitOperation
a & b = 12
a | b = 61
a ^ b = 49
~a = -61
a << 2 = 240
a >> 2 = 15
a >>> 2 = 15

逻辑运算符是通过运算符将操作数或等式进行逻辑判断的语句。

表格中的例子中，假设布尔变量 a 为真，变量 b 为假：

当使用&&(与)逻辑运算符时，在两个操作数都为 true 时，结果才为 true，但是当得到第一个操作为 false 时，其结果就必定是 false，这时候就不会再判断第二个操作了。 在/home/project目录下新建一个LogicOperation.java。

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public class LogicOperation {
    public static void main(String args[]) {
        boolean a = true;
        boolean b = false;
        System.out.println("a && b = " + (a && b));
        System.out.println("a || b = " + (a || b));
        System.out.println("!a = " + (!a));
        System.out.println("a ^ b = " + (a ^ b));
    }
}

编译运行：

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$ javac LogicOperation.java
$ java LogicOperation
a && b = false
a || b = true
!a = false
a ^ b = true

关系运算符生成的是一个 boolean（布尔）结果，它们计算的是操作数的值之间的关系。如果关系是真实的，结果为 true（真），否则，结果为 false（假）。

表格中的例子中，假设变量 a 为 3，变量 b 为 5：

除了上表列出的二元运算符，Java 还有唯一的一个三目运算符 ?: 。

语法格式： 布尔表达式？表达式 1 : 表达式 2

运算过程：如果布尔表达式的值为true ，则返回 表达式1 的值，否则返回 表达式2 的值。

在/home/project目录下新建一个源代码文件RelationalOperation.java。

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public class RelationalOperation {
    public static void main(String args[]) {
        int a = 3;
        int b = 5;
        System.out.println("a == b = " + (a == b));
        System.out.println("a != b = " + (a != b));
        System.out.println("a > b = " + (a > b));
        System.out.println("a < b = " + (a < b));
        System.out.println("a >= b = " + (a >= b));
        System.out.println("a <= b = " + (a <= b));
        System.out.println("a > b ? a : b = " + (a > b ? a : b));
    }
}

编译运行：

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$ javac RelationalOperation.java
$ java RelationalOperation
a == b = false
a != b = true
a > b = false
a < b = true
a >= b = false
a <= b = true
a > b ? a : b = 5

强调：

• ==和!=适用于所有的基本数据类型，其他关系运算符不适用于boolean，因为 boolean 值只有true和false，比较没有任何意义。
• ==和!=也适用于所有对象，可以比较对象的引用是否相同。

引用：Java 中一切都是对象，但操作的标识符实际是对象的一个引用。

Java 的关键字对 java 的编译器有特殊的意义，他们用来表示一种数据类型，或者表示程序的结构等，关键字不能用作变量名、方法名、类名、包名。

Java 关键字有如下表所列，目前共有 50 个 Java 关键字，其中，”const”和”goto”这两个关键字在 Java 语言中并没有具体含义。

Java 中的方法，可以将其看成一个功能的集合，它们是为了解决特定问题的代码组合。

方法的定义语法：

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访问修饰符 返回值类型 方法名(参数列表){
    方法体
}

比如：

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public void functionName(Object arg){

}

在上面的语法说明中：

1.访问修饰符：代表方法允许被访问的权限范围， 可以是 public、protected、private 或者省略（default） ，其中 public 表示该方法可以被其他任何代码调用。

2.返回值类型：方法返回值的类型，如果方法不返回任何值，则返回值类型指定为 void (代表无类型)；如果方法具有返回值，则需要指定返回值的类型，并且在方法体中使用 return 语句返回值。

3.方法名：是方法的名字，必须使用合法的标识符。

4.参数列表：是传递给方法的参数列表，参数可以有多个，多个参数间以逗号隔开，每个参数由参数类型和参数名组成，以空格隔开。当方法被调用时，传递值给参数。这个值被称为实参或变量。参数列表是指方法的参数类型、顺序和参数的个数。参数是可选的，方法可以不包含任何参数。

5.方法体：方法体包含具体的语句，定义该方法的功能。

根据方法是否带参、是否带返回值，可将方法分为四类：

• 无参无返回值方法
• 无参带返回值方法
• 带参无返回值方法
• 带参带返回值方法

当方法定义好之后，需要调用才可以生效，我们可以通过 main 方法（main 方法是 Java 程序的入口，所以需要用它来调用）来调用它，比如：

在/home/project下建立MethodDemo.java

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public class MethodDemo{
    public static void main(String[] args){
        method();
    }
    //这里要加上static关键字 应为静态方法只能调用静态方法
    public static void method(){
        System.out.println("方法被调用");
    }
}

编译运行：

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javac MethodDemo.java
java MethodDemo
方法被调用