第一章-Java基础

1 JRE和JDK

1.1 JRE(Java Runtime Environment)

是Java程序运行时的环境，包含JVM和运行时所需要的核心类库。

我们想要运行一个已有的Java程序，那么只需要安装JRE即可。

1.2 JDK(Java Development Kit)

是Java程序开发工具包，包含JRE和开发人员所需要使用的工具。

其中的开发工具：编译工具(javac.exe)和运行工具(java.exe)。

1.3 JDK、JRE和JVM的关系

1.4 JDK的安装目录

目录名称	说明
bin	该路径下存放了JDK的各种工具命令。javac和java就放在这个目录
conf	该路径下存放了JDK的相关配置文件
include	该路径下存放了一些平台特定的头文件
jmods	该路径下存放了JDK的各种模块
legal	该路径下存放了JDK各模块的授权文档
lib	该路径下存放了JDK工具的一些补充JAR包

其余文件为说明性文档。

2 基础语法

2.1 注释

2.1.1 注释概述

注释是在程序指定位置添加的说明性问题。
注释不参与程序运行，仅起到说明作用。

2.1.2 注释分类

单行注释

格式：// 注释信息

多行注释

格式：/* 注释信息 */

文档注释

格式：/** 注释信息 */

2.2 关键字

2.2.1 关键字概述

关键字：就是被Java语言赋予了特定含义的单词。

2.2.2 关键字的特点

关键字的字母全部小写。
常用的代码编辑器，针对关键字有特殊的颜色标记，非常直观。

2.3 常量

2.3.1 常量概述

常量：在程序运行过程中，其值不可以发生改变的量。

2.3.2 常量分类

常量类型	说明
字符串常量	用双引号括起来的内容
整数常量	不带小数的数字
小数常量	带小数的数字
字符常量	用单引号括起来的内容
布尔常量	布尔值，表示真假
空常量	一个特殊的值，空值，不能直接输出

2.4 数据类型

2.4.1 计算机存储单元

我们知道计算机是可以用来存储数据的，但是无论是内存还是硬盘，计算机存储设备的最小信息单元叫"位(bit)“，我们又称之为"比特位”，通常用小写的字母"b"表示。而计算机中最小的存储单元叫"字节(byte)"，通常用大写字母"B"表示，字节是由连续的8个位组成。

2.4.2 数据类型

Java语言是强类型语言，对于每一种数据都给出了明确的数据类型，不同的数据类型也分配了不同的内存空间，所以他们表示的数据大小也是不一样的。

2.4.3 数据类型内存占用和取值范围

2.5 变量

2.5.1 变量概述

变量：在程序运行过程中，其值可以发生改变的量。从本质上讲，变量是内存中一小块区域。

2.5.2 变量的定义

格式：数据类型变量名 = 变量值;

2.5.3 变量的使用

取值和修改值

取值格式：变量名
修改值格式：变量名 = 变量值;

2.5.4 变量的注意事项

在同一个方法中，不可重复定义变量
变量未赋值不可使用
定义long类型，为防止整数过大，变量值最后面加上L，例如: long a = 100000000L;
浮点数默认是double类型，为了防止类型不兼容，定义float类型，在变量值最后面加上F，例如: float a = 13.14F;

2.6 标识符

2.6.1 标识符概述

标识符：就是给类、方法、变量等起名字的符号。

2.6.2 标识符定义的规则

由数字、字母、下划线、和美元符组成
不能以数字开头
不能是关键字
区分大小写

2.6.3 常见命名约定

小驼峰命名法：方法、变量

约定1：标识符是一个单词的时候，首字母小写
约定2：标识符由多个单词组成的时候，第一个单词首字母小写，其余单词首字母大写

大驼峰命名法：类

约定1：标识符是一个单词的时候，首字母大写
约定2：标识符由多个单词组成的时候，每个单词首字母大写

2.7 类型转换

2.7.1 类型转换分类

自动类型转换
强制类型转换

2.7.2 自动类型转换

把一个表示数据范围小的数值或者变量赋值给另一个表示数据范围大的变量

2.7.3 强制类型转换

把一个表示范围大的数值或者变量赋值给另外一个表示数据范围小的变量

格式：目标数据类型变量名 = (目标数据类型)值或者变量;

3 运算符

3.1 算术运算符

3.1.1 运算符和表达式

运算符：对常量或者变量进行操作的符号
表达式：用运算符把常量或者变量连接起来符合java语法的式子就可以成为表达式。

不同运算符连接起来的表达式体现的是不同类型的表达式。

算术表达式中包含多个基本数据类型的值的时候，整个算术表达式的类型会自动进行提升。

提升规则:

byte类型、short类型和char类型将被提升到int类型。
整个表达式的类型自动提升到表达式中最高等级操作数同样的类型。
等级顺序: byte, short, char -> int -> long -> float -> double

3.2 赋值运算符

符号：=
作用：赋值
扩展赋值运算符：+=、*=、-=、/=、%=

注意：扩展的赋值运算符隐含了强制类型转换

3.3 自增自减运算符

符号	作用	说明
++	自增	变量值加1
–	自减	变量值减1

3.4 关系运算符

符号	说明
==	a==b，判断a和b的值是否相等，成立为true，不成立为false
!=	a!=b，判断a和b的值是否不相等，成立为true，不成立为false
>	a>b，判断a是否大于b，成立为true，不成立为false
>=	a>=b，判断a是否大于等于b，成立为true，不成立为false
<	a<b，判断a是否小于b，成立为true，不成立为false
<=	a<=b，判断a是否小于等于b，成立为true，不成立为false

3.5 逻辑运算符

3.5.1 逻辑运算符概述

逻辑运算符，是用来连接关系表达式的运算符，当然逻辑运算符也可以直接连接布尔类型的变量或常量

3.5.2 逻辑运算符

符号	作用	说明
&	逻辑与	a&b，a和b都是true，结果为true，否则为false
\|	逻辑或	a\|b，a和b都是false，结果为false，否则为true
^	逻辑异或	a^b，a和b不同为true，相同为false
!	逻辑非	!a，结果和a的结果正好相反

3.5.3 短路逻辑运算符

符号	作用	说明
&&	短路与	作用和&相同，但是有短路效果，左边为false，右边不执行
\|\|	短路或	作用和\|相同，但是有短路效果，左边为true，右边不执行

注意事项:

逻辑与&，无论左边真假，右边都要执行。

短路与&&，如果左边为真，右边执行，如果左边为假，右边不执行。
逻辑或|，无论左边真假，右边都要执行。

短路或||，如果左边为假，右边执行，如果左边为真，右边不执行。

3.6 三元运算符

3.6.1 三元运算符

格式：关系表达式 ? 表达式1 : 表达式2;
计算规则:

首先计算关系表达式的值
如果值为true，表达式1的值就是运算结果
如果值为false，表达式2的值就是运算结果

4 数据输入

1.1 Scanner使用的基本步骤

导包

import java.util.Scanner;
// 导包的动作必须出现在类定义的上边

创建对象

Scanner sc = new Scanner(System.in);
// 上面这个格式里面，只有sc是变量名，可以变，其它的都不允许变

接收参数

int i = sc.next();
// 上面这个格式里面，只有i是变量名，可以变，其它的都不允许变

5 分支语句

5.1 流程控制

5.1.1 流程控制语句分类

顺序结构
分支结构(if,switch)
循环结构(for,while,do…while)

5.1.2 顺序结构

顺序结构是程序中最简单最基本的流程控制，没有特定的语法结构，按照代码的先后顺序，依次执行，程序中大多数的代码都是这样执行的。

5.2 if语句

5.2.1 if语句格式1

if (关系表达式) {
    语句体;
}

执行流程：

首先计算关系表达式的值
如果关系表达式的值为true就执行语句体
如果关系表达式的值为false就不执行语句体
继续执行后面的语句内容

5.2.2 if语句格式2

if (关系表达式) {
    语句体1;
} else {
    语句体2;
}

执行流程：

首先计算关系表达式的值
如果关系表达式的值为true就执行语句体1
如果关系表达式的值为false就执行语句体2
继续执行后面的语句内容

5.2.3 if语句格式3

if (关系表达式1) {
    语句体1;
} else if (关系表达式2) {
    语句体2;
}
...
else {
    语句体n+1;
}

执行流程:

首先计算关系表达式1的值
如果值为true就执行语句体1；如果值为false就计算关系表达式2的值
如果值为true就执行语句体2；如果值为false就计算关系表达式3的值
…
如果没有任何关系表达式为true，就执行语句体n+1。

5.3 switch语句

5.3.1 switch语句格式

switch (表达式) {
    case 值1:
        语句体1;
        break;
    case 值2:
        语句体2;
        break;
    ...
    default:
        语句体n+1;
        [break;]
}

格式说明:

表达式: 取值为byte、short、int、char，JDK5以后可以是枚举，JDK7以后可以是String.
case: 后面跟的是要和表达式进行比较的值。
break: 表示中断，结束的意思，用来结束switch语句。
default: 表示所有情况都不匹配的时候，就执行该处的内容，和if语句的else相似。

6 循环语句

6.1 for循环语句

6.1.1 循环结构

特征：

重复做某件事情
具有明确的开始和停止标志

循环结构的组成:

初始化语句: 用于表示循环开启时的起始状态，简单说就是循环开始的时候什么样
条件判断语句: 用于表示循环反复执行的条件，简单说就是判断循环是否能一直执行下去
循环体语句: 用于表示循环反复执行的内容，简单说就是循环反复执行的事情
条件控制语句: 用于表示循环执行中每次变化的内容，简单说就是控制循环是否能执行下去

循环结构对应的语法:

初始化语句: 这里可以是一条或者多条语句，这些语句可以完成一些初始化操作
条件判断语句: 这里使用一个结果值为boolean类型的表达式，这个表达式能决定是否执行循环体。例如: a<3
循环体语句: 这里可以是任意语句，这些语句将反复执行
条件控制语句:这里通常是使用一条语句来改变变量的值，从而达到控制循环是否继续向下执行的效果。常见i++,i–这样的操作

6.1.2 for循环语句格式

for (初始化语句; 条件判断语句; 条件控制语句) {
    循环体语句;
}

执行流程:

执行初始化语句
执行条件判断语句，看其结果是true还是false

如果是false，循环结束
如果是true，继续执行

执行循环体语句
执行条件控制语句
回到2继续

6.2 while循环语句

6.2.1 while循环语句格式

// 基本格式
while (条件判断语句) {
    循环体语句;
}

// 完整格式
初始化语句;
while (条件判断语句) {
    循环体语句;
    条件控制语句;
}

执行流程:

执行初始化语句
执行条件判断语句，看其结果是true还是false

如果是false，循环结束
如果是true，继续执行

执行循环体语句
执行条件控制语句
回到2继续

6.3 do…while循环语句

6.3.1 do…while循环语句格式

// 基本格式
do {
    循环体语句;
} while (条件判断语句);

// 完整格式
初始化语句;
do {
    循环体语句;
    条件控制语句;
} while (条件判断语句);

执行流程:

执行初始化语句
执行循环体语句
执行条件控制语句
执行条件判断语句，看其结果是true还是false

如果是false，循环结束
如果是true，继续执行

回到2继续

6.3.2 三种循环的区别

三种循环的区别

for循环和while循环先判断条件是否成立，然后决定是否执行循环体(先判断后执行)
do…while循环先执行一次循环体，然后判断条件是否成立，是否继续执行循环体(先执行后判断)

for和while的区别

条件控制语句所控制的自增变量，因为属于for循环的语法结构，在for循环结束后，就不能再次访问到了
条件控制语句所控制的自增变量，对于while循环来说不归属于其语法结构中，在while循环结束后，该变量还可以继续使用

死循环格式:

for (;;) { }
while (true) { }
do { } while (true);

while的死循环格式是最常用的

命令提示符窗口中Ctrl+C可以结束死循环

6.4 跳转控制语句

6.4.1 跳转控制语句概述

continue: 用在循环中，基于条件控制，跳过某次循环体内容的执行，继续下一次的执行
break: 用在循环中，基于条件控制，终止循环体内容的执行，也就是说结束当前的整个循环

6.5 循环嵌套

6.5.1 循环嵌套概述

语句结构:

顺序语句:

以分号结尾，表示一句话的结束

分支语句:

一对大括号表示if的整体结构，整体描述一个完整的if语句
一对大括号表示switch的整体结构，整体描述一个完整的switch语句

循环语句:

一对大括号表示for的整体结构，整体描述一个完整的for语句
一对大括号表示while的整体结构，整体描述一个完整的while语句
do…while以分号结尾，整体描述一个完整的do…while语句

任何语句对外都可以看成一句话，一句代码

分支语句中包含分支语句称为分支嵌套

循环语句中包含循环语句称为循环嵌套

6.6 Random

6.6.1 Random的作用和使用步骤

作用: 用于产生一个随机数

使用步骤:

导包

import java.util.Random;
// 导包的动作必须出现在类定义的上边

创建对象

Random r = new Random();
// 上面这个格式里面，只有r是变量名，可以变，其它的都不允许变

获取随机数

int number = r.nextInt(10); // 获取数据的范围: [0, 10) 包括0，不包括10
// 上面这个格式里面，number是变量名，可以变，10可以变，其它的都不允许变

7 数组

7.1 数组定义格式

7.1.1 数组概述

数组(array)是一种用于存储多个相同类型数据的存储模型。

7.1.2 数组的定义格式

格式一: 数组类型[] 变量名

范例: int[] arr

定义一个int类型的数组，数组名是arr
格式二: 数组类型变量名[]

范例: int arr[]

定义一个int类型的变量，变量名是arr数组

7.2 数组初始化之动态初始化

7.2.1 数组初始化概述

Java中的数组必须先初始化才能使用。

所谓初始化：就是将数组中的数组元素分配内存空间，并为每个数组元素赋值。

7.2.2 数组初始化方式

动态初始化
静态初始化

7.2.3 动态初始化

动态初始化：初始化时只指定数组长度，由系统为数组分配初始值

格式: 数据类型[] 变量名 = new 数据类型[数组长度];
new: 为数组申请内存空间;

7.3 数组元素访问

数组变量访问方式

格式: 数组名

数组内部保存的数据的访问方式

格式: 数组名[索引]

索引是数组中数据的编号方式

作用: 索引用于访问数组中的数据使用，数组名[索引]等同于变量名，是一种特殊的变量名

特征:

索引从0开始
索引是连续的
索引逐一增加，每次加1

7.4 内存分配

7.4.1 Java中内存分配

栈内存: 存储局部变量

定义在方法中的变量，使用完毕，立即消失

堆内存: 存储 new 出来的内容(实体，对象)

数组在初始化时，会为存储空间添加默认值
每一个new出来的东西都有一个地址值，使用完毕，会在垃圾回收器空闲时被回收

7.5 数组初始化之静态初始化

7.5.1 数组初始化之静态初始化

格式: 数据类型[] 变量名 = new 数据类型[]{数据1, 数据2, 数据3, …};
范例: int[] arr = new int[]{1, 2, 3};
简化格式: 数据类型[] 变量名 = {数据1, 数据2, 数据3, …};
范例: int[] arr = {1, 2, 3};

7.6 数组操作的两个常见小问题

索引越界: 访问了数组中不存在的索引对应的元素，造成索引越界
空指针异常: 访问的数组已经不再指向堆内存的数据，造成空指针异常

null: 空值，引用数据类型的默认值，表示不再指向任何有效对象