Java入门基础知识二

一、关键字与标识符

关键字(keyword)

：被Java语言赋予特殊含义，关键字全部小写。

• 定义数据类型：class、interface、enum、byte、short、int 、long、float、double、char、boolean、void
• 定义流程控制：if、else、switch、case、default、while、do、for、break、continue、return
• 定义访问权限修饰符：private、protected、public
• 定义类，函数，变量修饰符：abstract、final、static、synchronized
• 定义类与类之间关系：extends、implements
• 定义建立实例，引用实例，判断实例：new、this、super、instanceof
• 异常处理：try、catch、finally、throw、throws
  
  包：package、import
• 其他修饰符：native、strictfp、transient、volatile、assert
• 数据类型值的字面值：true、false、null
• 保留字(reserver word)：被Java保留尚未使用。goto、const

标识符(identifier)

:Java对各种变量、方法、类等的命名。凡是自己可以起名字的地方都叫标识符。

• 英文字母大小写，数字，下划线，$。
• 数字不可以开头。
• 不可使用关键字。
• 严格区分大小写。
• 标识符不能含空格。
• 规范：（1）
  
  包名
  
  全部小写xxxyyzz。（2）
  
  类名
  
  、
  
  接口名
  
  首字母大写XxxYyZz。（3）
  
  变量名
  
  、
  
  方法名
  
  小驼峰除第一个单词小写其他首字母大写xxxYyZz。（4）
  
  常量名
  
  所有字母大写，加下划线。

二、变量

1.基本内容

概念：内存中的一个存储区域。该区域数据可以在同一类型范围变化。变量是程序中最基本存储单元，包含变量类型、变量名和存储的值。

作用：在内存中保存数据。

注意：Java中每个变量名必须先声明，再赋值，再使用。使用变量名访问这块区域的数据。作用域是其定义所在的括号{}中。同一作用域不能重名。

2.整数类型：byte、short、int、long

Java各整数类型有固定的表示数范围和字段长度，不受OS影响，以保障Java可移植性。

整型常量默认为int类型，声明long型常量末尾加”l”或”L”。

byte：1字节=8bit位(-128~127)；short：2字节；int：4字节；long：8字节

3.浮点类型：float、double

float单精度浮点数，尾数精确7位有效数字。4字节

double双精度浮点类型，精度是float两倍。8字节

4.字符类型：char

char型数据表示通常意义上的“字符”。单引号括起来的单个字符，允许使用转义字符’’，直接使用Unicode值表示字符型常量。并且可以参与运算。

5.布尔类型：boolean

boolean类型只允许取值true和false。

6.基本数据类型转换

byte、char、short –> int –> long –> float –> double

byte、char、short不会相互转换，计算时首先转换为int类型。boolean类型不能参与数据类型运算。任何数据类型值与字符串String进行连接运算(+)时，基本数据类型自动转化为字符串类型。

7.变量字符串类型：String

String不是基本数据类型，属于引用数据类型。使用方式和基本数据类型一致，String str=“abc”;

一个字符串可以串接另一个字符串，也可以直接串接其他类型数据。

三、进制

所有数字在计算机底层都以二进制的形式存在。

• 二进制(binary)：0,1以0b开头、
• 十进制(decimal)、
• 八进制(octal)：以数字0开头、
• 十六进制(hex)：以0x开头。

二进制的整数类型有三种形式：


原码

，最高位是符号位。


负数的反码

，对原码除符号位外按位取反。


负数的补码

，反码+1。

计算机以二进制补码的形式保存所有的整数。正数的原码补码反码都相同。负数补码是反码+1。

四、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。


算术运算符、赋值运算符、比较运算符（关系运算符）、逻辑运算符、位运算符、三元运算符

。

1. 算术运算符

正号(+)、负号(-)、加减乘除(+ – * /)、取模(%)、自增(++)、自减(–)、字符串连接(+)。

注意：负数取模，模数负号忽略，依照被模数。取模运算结果不一定总是整数。

2.赋值运算符

(=)支持连续赋值，赋值两侧数据类型不一致，则转换。

扩展赋值运算符：+=、-=、*=、/=、%=。不会改变数据类型。

3. 比较运算符

==相等、!=不等于、<小于、>大于、<=小于等于、>=大于等于。

int n = 10;
n += (n++) + (++n);
System.out.println(n);  //结果为32

4. 逻辑运算符

&–逻辑与、&&–短路与、|–逻辑或、||–短路或、！–逻辑非、^–逻辑异或

逻辑运算符用于连接

布尔类型表达式

。

“&”和“&&”的区别，逻辑与，左边无论真假右边都进行运算；短路与，如果左边为假则右边不参与运算。

“|”和“||”的区别，逻辑或，左右两边都参与运算；短路或，左边为真则右边不参与计算。

“^”异或与“|”的区别，左右都为true时，结果为false。

5. 位运算符

<<左移、>>右移、>>>无符号右移、&与运算、|或运算、^异或运算、~取反运算。

位运算用于

整数的二进制

进行的运算。

• <<左移：空位补0，被移除的高位丢弃
• ‘>>’右移：被移除最高位是0，右移补0；最高位是1，空缺补1。
• ‘>>>’无符号右移：空缺补0，低位丢弃。
• &与运算：二进制进行&运算，只有1&1结果为1，否则为0。
• |或运算：二进制进行|运算，只有0|0结果为0，否则为1。
• ^ 异或运算：相同二进制位进行^运算，结果是0，不同结果为1。
• ~取反运算：正数取反，各二进制按补码各位取反；负数取反，各二进制码按补码各位取反。

6. 三元运算符

（条件表达式）?表达式1：表达式2；

运算符优先级：只有单目运算符、三元运算符、赋值运算符，是从右往左运算的

五、程序流程控制

流程控制语句是用来控制程序中干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。顺序结构、分支结构、循环结构。


输入语句

：标准格式

import java.util.Scanner;
Scanner sacan = new Scanner(System.in);
int num=scan.nextInt();

1.分支结构

if-else、switch-case


（1）if-else


条件表达式必须是

布尔表达式

（关系表达式或逻辑表达式）、布尔变量。多个条件互斥时，各个语句顺序随意；多个条件有包含关系时，子上父下。


（2）switch-case


switch(表达式)中

表达式的值

必须是：byte、short、char、int、枚举类型、String类型。

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；

break语句用来在执行完一个case分支后跳出，如果没有break则程序顺序执行到末尾。

default子句是可任选的，当没有匹配的case时执行default.


（3）对比


如果判断的具体数值不多，且符合byte、short、char、int、String、枚举类型，switch语句效率更高。

对区间判断，结果类型为boolean类型判断用if。

2.循环结构

for循环、while循环、do-while循环

初始化部分、循环条件部分、循环体部分、迭代部分。


（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}

执行顺序：1-2-3-4-2-3-4-2-3-4-…-2。

循环条件部分为boolean类型表达式。


（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;}

执行顺序：1-2-3-4-2-3-4-2-3-4-…-2。

循环次数不确定时常用while循环


（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);

执行顺序：1-3-4-2-3-4-2-…-2。

do-while至少执行一次循环

3.特殊流程控制语句

（1）break语句


break语句用来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，可以通过标签指明需要终止的是哪一层语句块。


（2）continue语句


continue只能使用在循环结构中，用于跳过其所在循环语句块的一次执行，继续下一次循环。多层嵌套循环语句中，可以通过标签指明跳过哪一层。


（3）说明


break只用于switch语句和循环语句中，continue只用于循环语句中。continue终止本次循环，break终止本层循环。

六、数组

数组（Array）是多个相同类型数据按照一定顺序排列的集合，并什用一个名字命名，通过下标进行管理。


数组常见概念

：数组名、下标、元素、数组长度。

• 数组本身是引用数据类型，数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本数据类型和引用数据类型。
• 创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间，而数组名中引用的是这块连续空间的首地址。
• 数组长度一旦确定，无法修改。

1.一维数组声明方式


type var[];

或

type[] var;

声明数组时不能指定其长度。

• 静态初始化：在定义数组的同时就为数组元素分配空间并赋值。
• 动态初始化：数组声明且分配空间与赋值操作分开进行。

数组元素引用

：定义并用运算符new为之分配空间后才可以通过下标访问元素。每个数组都有一个属性length指明长度。


数组元素类型和元素默认初始值

：byte:0、short:0、int:0、long:0L、float:0.0F、double:0.0、char:0或写为’\u0000’、boolean:false、引用类型:null。

2.一维数组的内存解析

栈(stack)：局部变量。存放地址

堆(heap)：new出来的结构，对象、数组。具体内存位置

方法区：常量池，静态域。

3.二维数组[][]：数组中的数组

静态初始化：

int[][] arr=new int[][]{

{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};


动态初始化1：

int[][] arr=new int[3][2];


动态初始化2：

int[][] arr=new int[3][];


每个一维数组都是默认初始化值null。

Java中多维数组不必都是规则的矩阵形式。


int[] x,y[];x是一维数组，y是二维数组。


int[][] arr=new int[][3];//非法

4.数组中常见算法

1.数组元素的赋值（杨辉三角、回形数）

2.求数值型数组中元素的最大值、最小值、平均数、总和

3.数组的复制、反转、查找（线性查找、二分法查找）

4.数组元素的排序算法：

选择排序：直接选择排序、堆排序

交换排序：冒泡排序、快速排序

插入排序：直接插入排序、折半插入排序、希尔排序

归并排序

桶排序

基数排序

5.Arrays工具类的使用

java.util.Arrays类即为操作数组的工具类。

boolean equals(int[] a,int[] b); 判断两个数组是否相等
String toString(int[] a); 输出数组信息
void fill(int[] a,int val); 将指定值填充到数组中
void sort(int[] a); 对数组进行排序
int binarySearch(int[] a,int key); 对排序后的数组进行二分法检索

6.数组使用中常见异常

1.数组角标越界异常（ArrayIndexOutOfBoundsException）

访问到了数组中不存在的角标

2.空指针异常（NullPointerException）

arr引用没有指向实体，却在操作实体中的元素

int[] arr=null;
System.out.println(arr[0]);