小白学Java，这些必备基础知识早就该收入囊中了

程序员文章站 2024-03-20 11:59:34

...

前言：

这一篇仅是下面目录的1、2知识点，其他的知识点还没有更新，如果觉得可以的话，可以关注我的微信公众号：苦逼的学生仔。

本篇仅针对小白，如果是大佬进来了的话，请让小弟我给你倒杯茶！！

PS：本篇Java系列总结，大部分来自网络整理。

第一篇 – Java程序基础目录

1、Java的基本结构

2、变量和数据结构

- 变量
- 基本数据类型
- 整型
- 浮点型
- 布尔类型
- 字符类型
- 常量
- var关键字
- 变量的作用范围
- 小结

3、整数运算

- 溢出
- 简洁的运算符
- 自增/自减
- 移位运算
- 位运算
- 运算优先级
- 类型自动提升与强制转型
- 小结

4、浮点数运算

- 类型提升
- 溢出
- 强制转型
- 练习：
- 小结

5、布尔运算

- 短路运算
- 三元运算符
- 练习：
- 小结

6、字符和字符串

- 字符类型
- 字符串类型
- 字符串连接
- 多行字符串
- 不可变特性
- 空值null
- 练习：
- 小结

7、数组类型

```
- 字符串数组
- 小结
```

Java程序基础

1、Java的基本结构

先剖析一个完整的Java程序，观察它的基本结构是什么：

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

1、创建一个类Hello

2、利用Java输出一个语句Hello world

3、单行注释“// XXX ” ，多行注释“ /* XXX */

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：

public class Hello { // 类名是Hello
    // ...
} // class定义结束

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

要注意遵守命名习惯，好的类命名：

Hello
NoteBook
VRPlayer

不好的类命名：

hello
Good123
Note_Book
_World

1、注意到public是访问修饰符，表示该class是公开的。

2、不写public，也能正确编译，但是这个类将无法从命令行执行，也就是不能够被调用。

在class内部，可以定义若干方法（method）：

public class Hello {
    public static void main(String[] args) { // 方法名是main
        
        // 方法代码，也就是将实现某种功能的代码...
        
    }     // 方法定义结束
}

方法定义了一组执行语句，方法内部的代码将会被依次顺序执行。
这里的方法名是main，返回值是void，表示没有任何返回值。
我们注意到public除了可以修饰class类之外，还也可以修饰方法。而关键字static是另一个修饰符，它表示静态方法，后面我们会讲解方法的类型，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。

方法名也有命名规则，命名和class一样，但是首字母小写：

好的方法命名：

main
goodMorning
playVR

不好的方法命名：

Main
good123
good_morning
_playVR

在方法内部，语句才是真正的执行代码。Java的每一行语句必须以分号结束：

public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        
        System.out.println("Hello, world!");   // 语句
    }
}

在Java程序中，注释是一种给人阅读的文本，不是程序的一部分，所以编译器会自动忽略注释。

Java有3种注释:

第一种是单行注释，以双斜线开头，直到这一行的结尾结束：

// 这是注释...

多行注释以/*星号开头，以*/结束，可以有多行：

/*
这是注释
blablabla...
这也是注释
*/

还有一种特殊的多行注释，以/**开头，以*/结束，如果有多行，每行通常以星号开头：

/**
 * 可以用来自动创建文档的注释
 * 随便在某一行加*就可以开始一个新的一行注释了
 * 
 * @auther liaoxuefeng
 */
public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, world!");
    }
}

2、变量和数据结构

变量

什么是变量？

变量就是初中数学的代数的概念，例如一个简单的方程，x，y都是变量：

y=x²+1

在Java中，变量分为两种：基本类型的变量和引用类型的变量。

我们先讨论基本类型的变量。

在Java中，变量必须先定义后使用，在定义变量的时候，可以给它一个初始值。例如：

int x = 1;

上述语句定义了一个整型int类型的变量，名称为x，初始值为1。

不写初始值，就相当于给它指定了默认值。默认值总是0。

来看一个完整的定义变量，然后输出变量值的例子：

//定义并且打印变量
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        
        int x = 100; // 定义int类型变量x，并赋予初始值100
        System.out.println(x); // 输出该变量的值
    }
}

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变量的一个重要特点是可以重新赋值。例如，对变量x，先赋值100，再赋值200，观察两次打印的结果：

//对变量进行重新赋值
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        
        int x = 100; // 定义int类型变量x，并赋予初始值100
        System.out.println(x); // 打印该变量的值，观察是否为100
        
        x = 200; // 重新赋值为200，且不用再进行数据类的声明
        System.out.println(x); // 打印该变量的值，观察是否为200
    }
}

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注意到第一次定义变量x的时候，需要指定变量类型int，因此使用语句int x = 100;。而第二次重新赋值的时候，变量x已经存在了，不能再重复定义变量的类型了，因此不能对于第二个x指定变量类型int，必须使用语句x = 200;。

变量不但可以重新赋值，还可以赋值给其他变量。让我们来看一个例子：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 100; // 定义变量n，同时赋值为100
        System.out.println("n = " + n); // 输出n的值

        n = 200; // 变量n赋值为200
        System.out.println("n = " + n); // 输出n的值

        int x = n; // <--- 变量x赋值为n（n的值为200，因此赋值后x的值也是200）
        System.out.println("x = " + x); // 输出x的值

        x = x + 100; // <---  变量x赋值为x+100（x的值为200，因此赋值后x的值是200+100=300）
        System.out.println("x = " + x); // 打印x的值
        System.out.println("n = " + n); // 再次打印n的值，n应该是200还是300？
   }
}

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gqlPBeFf-1584453827096)(https://github.com/Nothing-lin/java/blob/master/java%E5%9F%BA%E7%A1%80%E5%86%85%E5%AE%B9/%E5%9B%BE%E7%89%87/image-20200316165907417.png?raw=true)]

仔细分析上面的代码：

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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

Java定义的这些基本数据类型有什么区别呢？要了解这些区别，我们就必须简单了解一下计算机内存的基本结构。

计算机内存的最小存储单元是字节（byte），一个字节就是一个8位二进制数，即8个bit。它的二进制表示范围从00000000 ~ 11111111，换算成十进制是0~255，换算成十六进制是00 ~ ff。
内存单元从0开始编号，称为内存地址。每个内存单元可以看作一间房间，内存地址就是门牌号。

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一个字节是1byte，1024字节是1K，1024K是1M，1024M是1G，1024G是1T。一个拥有4T内存的计算机的字节数量就是：

4T = 4 x 1024G
   = 4 x 1024 x 1024M
   = 4 x 1024 x 1024 x 1024K
   = 4 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024
   = 4398046511104

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：

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一个byte恰好就是一个字节，而long和double需要8个字节。

整型

对于整型类型，Java只定义了带符号的整型，因此，最高位的bit表示符号位（0表示正数，1表示负数）。各种整型能表示的最大范围如下：

byte：-128 ~ 127
short: -32768 ~ 32767
int: -2147483648 ~ 2147483647
long: -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 2147483647;
        int i2 = -2147483648;
        int i3 = 2_000_000_000; // 加下划线更容易识别
        int i4 = 0xff0000; // 十六进制表示的16711680
        int i5 = 0b1000000000; // 二进制表示的512
        long l = 9000000000000000000L; // long型的结尾需要加L
    }
}

特别注意：同一个数的不同进制的表示是完全相同的，例如15=0xf＝0b1111。

浮点型

浮点类型的数就是小数，因为小数用科学计数法表示的时候，小数点是可以“浮动”的，如1234.5可以表示成12.345x102，也可以表示成1.2345x103，所以称为浮点数。

下面是定义浮点数的例子：

float f1 = 3.14f;
float f2 = 3.14e38f; // 科学计数法表示的3.14x10^38
double d = 1.79e308;
double d2 = -1.79e308;
double d3 = 4.9e-324; // 科学计数法表示的4.9x10^-324

对于float类型，需要加上f后缀。

浮点数可表示的范围非常大，float类型可最大表示3.4x1038，而double类型可最大表示1.79x10308。

布尔类型

布尔类型boolean只有true和false两个值，布尔类型总是关系运算的计算结果：

boolean b1 = true;
boolean b2 = false;
boolean isGreater = 5 > 3; // 计算结果为true
int age = 12;
boolean isAdult = age >= 18; // 计算结果为false

Java语言对布尔类型的存储并没有做规定，因为理论上存储布尔类型只需要1 bit，但是通常JVM内部会把boolean表示为4字节整数。

字符类型

字符类型char表示一个字符。Java的char类型除了可表示标准的ASCII外，还可以表示一个Unicode字符：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        char a = 'A';
        char zh = '中';
        System.out.println(a);
        System.out.println(zh);
    }
}

注意char类型使用单引号'，且仅有一个字符，如果是’AB’的话就不能够再使用char了，要和双引号"的字符串类型区分开。

常量

定义变量的时候，如果加上final修饰符，这个变量就变成了常量：

final double PI = 3.14; // PI是一个常量，所在的内存不能够再被其他的值给覆盖自己的内存
double r = 5.0;
double area = PI * r * r;
PI = 300; // compile error!   PI已经是一个常量了，这里不能对此进行更改

常量在定义时进行初始化后就不可再次赋值，再次赋值会导致编译错误。如果想要修改PI的话，只能够回到第一句定义PI的地方修改它的赋值。

根据习惯，常量名通常全部写成大写。

var关键字

有些时候，类型的名字太长，写起来比较麻烦。例如：

StringBuilder sb = new StringBuilder();

这个时候，如果想省略变量类型，可以使用var关键字：

var sb = new StringBuilder();

编译器会根据赋值语句自动推断出变量sb的类型是StringBuilder。对编译器来说，语句：

var sb = new StringBuilder();

实际上会自动变成：

StringBuilder sb = new StringBuilder();

因此，使用var定义变量，仅仅是少写了变量类型而已。

按照我的个人理解，var就是 ” 自动匹配 “ 的意思，var sb也就是自动匹配var的数据类型

变量的作用范围

在Java中，多行语句用{ }括起来。很多控制语句，例如条件判断和循环，都以{ }作为它们自身的范围，例如：

if (...) { // if开始
    ...
    while (...) { while 开始
        ...
        if (...) { // if开始
            ...
        } // if结束
        ...
    } // while结束
    ...
} // if结束

只要正确地嵌套这些{ }，编译器就能识别出语句块的开始和结束。而在语句块中定义的变量，它有一个作用域，就是从定义处开始，到语句块结束。超出了作用域引用这些变量，编译器会报错。举个例子：

{
    ...
    int i = 0; // 变量i从这里开始定义
    ...
    {
        ...
        int x = 1; // 变量x从这里开始定义
        ...
        {
            ...
            String s = "hello"; // 变量s从这里开始定义
            ...
        } // 变量s作用域到此结束
        ...
        // 注意，下面这是一个新的变量s，它和上面的变量同名，
        // 但是因为作用域不同，它们是两个不同的变量:
        String s = "hi";
        ...
    } // 变量x和s作用域到此结束
    ...
} // 变量i作用域到此结束

定义变量时，要遵循作用域最小化原则，尽量将变量定义在尽可能小的作用域，并且，不要重复使用变量名。

小结

Java提供了两种变量类型：基本类型和引用类型

基本类型包括整型，浮点型，布尔型，字符型。

变量可重新赋值，等号是赋值语句，不是数学意义的等号。

{
    ...
    int i = 0; // 变量i从这里开始定义
    ...
    {
        ...
        int x = 1; // 变量x从这里开始定义
        ...
        {
            ...
            String s = "hello"; // 变量s从这里开始定义
            ...
        } // 变量s作用域到此结束
        ...
        // 注意，下面这是一个新的变量s，它和上面的变量同名，
        // 但是因为作用域不同，它们是两个不同的变量:
        String s = "hi";
        ...
    } // 变量x和s作用域到此结束
    ...
} // 变量i作用域到此结束

定义变量时，要遵循作用域最小化原则，尽量将变量定义在尽可能小的作用域，并且，不要重复使用变量名。

小结

Java提供了两种变量类型：基本类型和引用类型

基本类型包括整型，浮点型，布尔型，字符型。

变量可重新赋值，等号是赋值语句，不是数学意义的等号。

常量在初始化后不可重新赋值，使用常量便于理解程序意图。

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