java基础语法_smile java api

一.概述

1.java语言概述

1. 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).

2. 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.

3. 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

4. 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

1. 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”

2. 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

3. 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

1. 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

2. 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

3. 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

4. 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

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

1. 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
2. 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
3. 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

1. 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

2. 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。

3. 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。

4. 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。

1. 算术运算符
   

2. 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： +=, -=, *=, /=, %=

3. 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“=”。
   

4. 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。

5. 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
   

6. 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；

7. 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

1. 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; }

2. 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;
   }
   1
   2
   3
   4
   5
   6
   7
   8
   9
   10
   11

   • 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

3. 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)

1. 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;
   }
   1
   2
   3

   • 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

2. 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;
   }
   1
   2
   3
   4
   5

   • 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

3. 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);
   1
   2
   3
   4
   5

   • do-while循环至少执行一次循环

4. 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。

5. 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