Java学习记录1

2020年10.25-10.31日

一、Java入门

为什么要学Java？因为Java是全球排名第一的编程语言，Java工程师也是市场需求最大的软件工程师，选择Java，就是选择了高薪。
为什么Java应用最广泛？
从互联网到企业平台，Java是应用最广泛的编程语言，原因在于：

为什么Java应用最广泛？

从互联网到企业平台，Java是应用最广泛的编程语言，原因在于：

1. Java是基于JVM虚拟机的跨平台语言，一次编写，到处运行；
2. Java程序易于编写，而且有内置垃圾收集，不必考虑内存管理；
3. Java虚拟机拥有工业级的稳定性和高度优化的性能，且经过了长时期的考验；
4. Java拥有最广泛的开源社区支持，各种高质量组件随时可用。

Java语言常年霸占着三大市场：

1. 互联网和企业应用，这是Java EE的长期优势和市场地位；
2. 大数据平台，主要有Hadoop、Spark、Flink等，他们都是Java或Scala（一种运行于JVM的编程语言）开发的；
3. Android移动平台。
4. 这意味着Java拥有最广泛的就业市场。

在这里说一句，我是学了一段时间的算法（ML和DL方向），看到实验室的师兄师姐今年找工作都是找的开发，算法都不太好找工作，过段转开发了。

随着Java的发展，SUN给Java又分出了三个不同版本：

Java SE：Standard Edition

Java EE：Enterprise Edition

Java ME：Micro Edition

这三者之间有啥关系呢？

简单来说，Java SE就是标准版，包含标准的JVM和标准库，而Java EE是企业版，它只是在Java SE的基础上加上了大量的API和库，以便方便开发Web应用、数据库、消息服务等，Java EE的应用使用的虚拟机和Java SE完全相同。

Java ME就和Java SE不同，它是一个针对嵌入式设备的“瘦身版”，Java SE的标准库无法在Java ME上使用，Java ME的虚拟机也是“瘦身版”。

毫无疑问，Java SE是整个Java平台的核心，而Java EE是进一步学习Web应用所必须的。我们熟悉的Spring等框架都是Java EE开源生态系统的一部分。不幸的是，Java ME从来没有真正流行起来，反而是Android开发成为了移动平台的标准之一，因此，没有特殊需求，不建议学习Java ME。

名词解释： 初学者学Java，经常听到JDK、JRE这些名词，它们到底是啥？ JDK：Java Development Kit
JRE：Java Runtime Environment
简单地说，JRE就是运行Java字节码的虚拟机。但是，如果只有Java源码，要编译成Java字节码，就需要JDK，因为JDK除了包含JRE，还提供了编译器、调试器等开发工具。

关于JDK的安装，网上有很多的教程，除了JDK外，一个好的编写代码的软件也是需要安装的，比如Eclipse、IntelliJ Idea等，推荐使用Eclipse。

二、正式开始Java菜鸟学习之路

1.一个新语言，从输出Hello World！开始

先看一个例子，所有的语言都是从输出Hello World！开始的，这里也不例外，哈哈哈（精通各种Hello World！）

/**
 * 可以用来自动创建文档的注释
 */
public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        // 向屏幕输出文本:
        System.out.println("Hello, world!");
        /* 多行注释开始
        注释内容
        注释结束 */
    }
} // class定义结束

因为Java是面向对象的语言，一个程序的基本单位就是class，class是关键字，这里定义的class名字就是Hello：

类名要求：

• 类名必须以英文字母开头，后接字母，数字和下划线的组合
• 习惯以大写字母开头

> 是不是看到Java的代码风格，跟其他的语言有很大的不同，有没有感觉有点不适呢？说真的，我学了几天的基本语法后，感觉Java还是挺不错的，哈哈哈，个人感觉！

另外这里大家应该看到了public这个关键字，后面还会看到private、protected等，从翻译就可以看出其大概意思。

另外一个很重要的是：目前，我们只需要知道，Java入口程序规定的方法必须是静态方法，方法名必须为main，括号内的参数必须是String数组。

2.Java的变量类型

Java中的变量类型包括基本类型和引用类型

基本数据类型
基本数据类型是CPU可以直接进行运算的类型。Java定义了以下几种基本数据类型：

• 整数类型：byte，short，int，long
• 浮点数类型：float，double
• 字符类型：char
• 布尔类型：boolean

不同的数据类型占用的字节数不一样。我们看一下Java基本数据类型占用的字节数：
┌───┐
byte
└───┘
┌───┬───┐
short
└───┴───┘
┌───┬───┬───┬───┐
int
└───┴───┴───┴───┘
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
long
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
┌───┬───┬───┬───┐
float
└───┴───┴───┴───┘
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
double
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
┌───┬───┐
char
└───┴───┘
byte恰好就是一个字节，而long和double需要8个字节。

Java中的整数运算和浮点数运算等于其他的语言类似，不做过多的论述。

3.字符和字符串

在Java中，字符和字符串是两个不同的类型。

字符是用char，字符串类型String是引用类型。
字符串连接
Java的编译器对字符串做了特殊照顾，可以使用**+**连接任意字符串和其他数据类型，这样极大地方便了字符串的处理。
不可变特性
Java的字符串除了是一个引用类型外，还有个重要特点，就是字符串不可变。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
        System.out.println(s); // 显示 hello
        s = "world";
        System.out.println(s); // 显示 world
    }
}

虽然上面代码输出world，但其实内部是这样的一个过程：
观察执行结果，难道字符串s变了吗？其实变的不是字符串，而是变量s的“指向”。

执行String s = “hello”;时，JVM虚拟机先创建字符串"hello"，然后，把字符串变量s指向它：

  s
  │
  ▼

┌───┬───────────┬───┐
│"hello"
└───┴───────────┴───┘
紧接着，执行s = “world”;时，JVM虚拟机先创建字符串"world"，然后，把字符串变量s指向它：

  s ──────────────┐
                  │
                  ▼

┌───┬───────────┬───┬───────────┬───┐
│"hello" “world”
└───┴───────────┴───┴───────────┴───┘
原来的字符串"hello"还在，只是我们无法通过变量s访问它而已。因此，字符串的不可变是指字符串内容不可变。

理解了上面的过程，我们来看一个例子。`

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
        String t = s;
        s = "world";
        System.out.println(t); // t是"hello"还是"world"?
    }
}

输出的是hello还是world呢？显然是输出world！

4.数组类型

定义一个数组类型的变量，使用数组类型“类型[]”，例如，int[]。和单个基本类型变量不同，数组变量初始化必须使用new int[5]表示创建一个可容纳5个int元素的数组。

Java的数组有几个特点：

• 数组所有元素初始化为默认值，整型都是0，浮点型是0.0，布尔型是false； 数组一旦创建后，大小就不可改变。
• 要访问数组中的某一个元素，需要使用索引。数组索引从0开始，例如，5个元素的数组，索引范围是0~4。
• 可以修改数组中的某一个元素，使用赋值语句，例如，ns[1] = 79;。
• 可以用***数组变量.length***获取数组大小：

注意数组是引用类型，并且数组大小不可变。

我们观察下面的代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 5位同学的成绩:
        int[] ns;
        ns = new int[] { 68, 79, 91, 85, 62 };
        System.out.println(ns.length); // 5
        ns = new int[] { 1, 2, 3 };
        System.out.println(ns.length); // 3
    }
}

数组大小变了吗？看上去好像是变了，但其实根本没变。

对于数组ns来说，执行ns = new int[] { 68, 79, 91, 85, 62 };时，它指向一个5个元素的数组：

执行ns = new int[] { 1, 2, 3 };时，它指向一个新的3个元素的数组：

但是，原有的5个元素的数组并没有改变，只是无法通过变量ns引用到它们而已。

字符串数组
如果数组元素不是基本类型，而是一个引用类型，那么，修改数组元素会有哪些不同？

字符串是引用类型，因此我们先定义一个字符串数组：
String[] names = {
“ABC”, “XYZ”, “zoo”
};

这里注意到原来names[1]指向的字符串"XYZ"并没有改变，仅仅是将names[1]的引用从指向"XYZ"改成了指向"cat"，其结果是字符串"XYZ"再也无法通过names[1]访问到了。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] names = {"ABC", "XYZ", "zoo"};
        String s = names[1];
        names[1] = "cat";
        System.out.println(s); // s是"XYZ"还是"cat"?
    }
}

通过上面的讲解，显然输出的是XYZ!

5.输入与输出

输出

> 在前面的代码中，我们总是使用System.out.println()来向屏幕输出一些内容。 println是printline的缩写，表示输出并换行。因此，如果输出后不想换行，可以用print()

格式化输出使用System.out.printf()，通过使用占位符%?，printf()可以把后面的参数格式化成指定格式：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        double d = 3.1415926;
        System.out.printf("%.2f\n", d); // 显示两位小数3.14
        System.out.printf("%.4f\n", d); // 显示4位小数3.1416
    }
}

占位符 说明
%d 格式化输出整数
%x 格式化输出十六进制整数
%f 格式化输出浮点数
%e 格式化输出科学计数法表示的浮点数
%s 格式化字符串

输入
和输出相比，Java的输入就要复杂得多。

我们先看一个从控制台读取一个字符串和一个整数的例子：

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in); // 创建Scanner对象
        System.out.print("Input your name: "); // 打印提示
        String name = scanner.nextLine(); // 读取一行输入并获取字符串
        System.out.print("Input your age: "); // 打印提示
        int age = scanner.nextInt(); // 读取一行输入并获取整数
        System.out.printf("Hi, %s, you are %d\n", name, age); // 格式化输出
    }
}

练习
请帮小明同学设计一个程序，输入上次考试成绩（int）和本次考试成绩（int），然后输出成绩提高的百分比，保留两位小数位（例如，21.75%）。

import java.util.Scanner;
public class Main {    
public static void main(String[] args) 
{       
     System.out.print("请输入上次成绩：");        
     Scanner scanner=new Scanner(System.in);        
     int s=scanner.nextInt();        
     System.out.print("请输入此次成绩：");        
     int n= scanner.nextInt();        
     System.out.printf("成绩%s了%.2f%%",s>n?"下降":"提高",100*Math.abs(((1.0*n)/s)-1));    
     }
}

6.流程控制

这块主要是一些循环之类和判断之类的，比如：if&else，for&while&do
while，break&continue，switch等，主要说一下switch！

switch表达式
使用switch时，如果遗漏了break，就会造成严重的逻辑错误，而且不易在源代码中发现错误。从Java 12开始，switch语句升级为更简洁的表达式语法，使用类似模式匹配（Pattern Matching）的方法，保证只有一种路径会被执行，并且不需要break语句：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String fruit = "apple";
        switch (fruit) {
        case "apple" -> System.out.println("Selected apple");
        case "pear" -> System.out.println("Selected pear");
        case "mango" -> {
            System.out.println("Selected mango");
            System.out.println("Good choice!");
        }
        default -> System.out.println("No fruit selected");
        }
    }
}
输出：Selected apple

注意新语法使用**->**，如果有多条语句，需要用{}括起来。不要写break语句，因为新语法只会执行匹配的语句，没有穿透效应。

yield
大多数时候，在switch表达式内部，我们会返回简单的值。

但是，如果需要复杂的语句，我们也可以写很多语句，放到{…}里，然后，用yield返回一个值作为switch语句的返回值：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String fruit = "orange";
        int opt = switch (fruit) {
            case "apple" -> 1;
            case "pear", "mango" -> 2;
            default -> {
                int code = fruit.hashCode();
                yield code; // switch语句返回值
            }
        };
        System.out.println("opt = " + opt);
    }
}
输出：opt = -1008851410

三、结束

本次记录到此结束，下次再见！ 记录时间：2020年11月1日，晚19:00

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