JAVA学习笔记（一）

作者: 寒桥 | 来源:发表于2017-04-17 17:42 被阅读58次

1.Java跨平台的原理：

1）编译之后会生成与平台无关的字节码文件
2）得依赖不同平台的虚拟机（JVM）
JVM是不跨平台的

编译工具：javac
启动JVM工具：Java

JRE（Java Runtime Environment）：Java运行环境，如果要运行Java程序，就需要JRE的支持，JRE里边包含JVM
JDK（Java Development Kit）：Java开发工具，包含开发Java的所有工具，如javac和java等，JDK里包含JRE
Java虚拟机（Java Virtual Machine），简称JVM，它是运行所有Java程序的虚拟计算机，好比是街机游戏的模拟器。
JVM是Java语言的运行环境，也是Java最具吸引力的特性之一。JVM用于读取并处理编译过的与平台无关的字节码(class)文件，从而实现Java的可移植性。但是值得注意的是Java虚拟机是不跨平台的，也就是说在Win下得安装Win版本的JVM，在Linux下得安装Linux版本的JVM
JVM是Java程序的解释和执行器

2.Java安装后各个文件夹的含义

（1）bin：存放了Java的操作工具，比如编译工具javac,启动JVM的java等
（2）db：存放了Java测试的数据库derby，企业不用
（3）include：存储C++头文件
（4）jre：Java的运行环境，里面有JVM
（5）lib：Java运行和依赖的核心库
（6）src.zip：Java的源代码

3.安装jre运行java程序

（1）jre-8u121-macosx-x64.dmg（下载安装，在系统偏好设置的面板上）
（2）创建一个空文本，命名为.java文件(比如123.java 文件中有一个名为Hello的类，.java是后缀名或者拓展名)
（3）在终端找到文件路径执行javac 123.java，对文件进行编译，编译成功后此时路径下会生成一个Hello.class的字节码文件
（4）启动JVM，并加载Hello.class这份字节码，并解释执行（执行命令 java Hello），注意不要带后缀.class，就会执行字节码文件中的代码
（5）每次修改代码都需要进行编译

代码解释
// Java程序的开始，表示定义一个公共的类，类的名字是Hello，编译后会生成一个和该名字一样的class文件
public class Hello {
    // 主方法，Java程序的入口，执行Java命令后，程序自动执行主方法代码
    public static void main(String[] args) {
        // 功能执行代码，表示打印一个文本信息“Hello World”，最后要以分号结束，表示语句结束
        System.out.println("Hello World");
    }
}

4.Java编译和运行机制

源文件（.java） ->编译-> 字节码文件（.class）->输出-> Hello World
Java语言编译型语言

5.CLASSPATH（一般不用配这个环境变量）一般默认在当前目录下

环境变量：指在操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数

JAVA_HOME: 指JDK的安装根目录，如D:\OpenSource\jdk1.8.0
PATH: 指Java开发工具的位置，如D:\OpenSource\jdk1.8.0\bin
CLASSPATH: 指JVM在运行时去哪一个目录路径加载字节码文件

如果在当前路径下希望把字节码文件统一到一个文件夹中，可以新建一个文件夹命名为classes 编译的时候使用命令javac -d classes 123.java 就可以将123.java的编译文件放在classes的文件夹下，解释字节码文件的命令此时换成java -classpath classes Hello就可以得到程序执行的结果

6.Java基本语法

1）Java语言严格区分大小写，好比main和Main是完全两个不同的概念。
2）一个Java源文件里可以定义多个Java类，但其中最多只有一个类被定义成public类。若源文件中包含public类，源文件必须和该public类同名
3）一个源文件中包含N个Java类时，成功编译后会生成N份字节码文件，即每个类都会生成一份单独的class文件，且字节码文件名和其对应的类名相同
4）若一个类必须运行，则必须拥有main方法，因为main方法是程序的入口

编程建议：
一个Java源文件只定义一个类，不同的类使用不同的源文件定义；
将每个源文件中单独定义的类定义成public的；
保持Java源文件的主文件名与源文件中的类名一致；

7.标识符

在写代码的时候为了增强代码的阅读性会自定义很多名字,比如类名,方法名,变量名等.这些自定义的名称,成为标识符
标识符命名规则:
（1）由字母、数字、下划线、$组成，但不能以数字开头（注：此处的字母可以是中文、日文等，类名首字母大写）
（2）大小写敏感
（3）不能使用Java的关键字和保留字
（4）不用Java API里的类名作为自己的类名

8.变量分类-作用域-使用规则:

变量的分类:
随着变量定义在类中的位置的不同,故把变量分为两类:
（1）成员变量:直接定义在类里的变量,又称为全局变量或字段.
（2）局部变量:变量除了成员变量以外,其他就是局部变量.根据定义位置不同有3种表现形式:方法形参,方法内变量,代码块变量

变量的作用域:
根据变量的存在范围,只有在这个范围内,程序代码才能访问它.当一个变量被定义时,他的作用域就被确定了
作用域是定义开始到定义所在的花括号结束;

变量的使用规则:
（1）变量必须先声明,并且初始化后才能使用;
（2）声明变量必须有数据类型
（3）同一作用域内变量名不能重复定义
先声明赋值后使用,并且可重复使用

//变量分类-作用域-使用规则
public class VarDemo2{
    //成员变量,字段(不叫属性)
    static int age=17;
    public static void main(String[] args){
        /*
         变量的分类:
         变量依据定义的位置的不同,分为两大类:
         1.成员变量/字段(Field):直接定义在类的{}中的变量(在方法外)
         --报错:无法从静态上下文中引用非静态变量

         2.局部变量(定义在方法中的变量)
         变量除了成员变量,就是局部变量.

         3.变量的作用域:可以起作用的领域.
         1.成员变量:在所定义的类中起作用
         2.局部变量:从定义的那个地方开始,到紧跟着结束的"}"之间
         */

        int age=18; // 局部变量
        System.out.println(age);/*输出18,当成员变量和局部变量同名时,编译不会出错,得到的结果采取就近原则*/
    }
}

9.表达式(expression):是由数字、运算符、数字分组符号（括号）、变量、常量等以能求得结果的有意义排列的组合。

用运算符号连接的变量/常量可称为表达式.那么也就是说表达式是由常量、变量、运算符、括号组成能求得之的有意义结果的语句。
如：
a+b
3.14+a
(x+y)*z+100
表达式中操作数进行运算得到的最终结果就是表达式的结果
表达式的运算顺序(大多和数学一样,参照后面的运算符操作优先级);
a + 110 -->表达式
操作数运算符操作数

10.在JAVA中数据类型整体上分为两大类:

   1):基本数据类型/原生数据类型:共8个
        1>:数值型
            1/:整数类型: byte short int long;(不同正数类型在内存中占用空间大小是不一样的,整数常量默认是int类型)
            2/:小数类型:float double;
        2>:字符型:char (字符:字母/符号)
        3>:布尔型:boolean,表示对错:ture false;

   2):引用数据类型/对象数据类型:
        类 / 接口 / 数组

11.小数的默认常量为double类型，若要声明小数常量卫float类型，就在后面加F或f

float表示单精度
double表示双精度
但是两者均不能表示精确的小数，那么在精度要求很高的系统如银行系统中，就需要使用BigDecimal类型，它表示任意精度的数据

Java的浮点类型常量有两种表现形式：
（1）十进制形式：例如：3.14，168.0，.618
（2）科学计数法形式：例如：3.14e2，3.14E2，1000E-2
科学计数法表达式返回的结果是Double类型的

默认情况下，一个浮点类型的字面量默认是double类型，若要声明一个常量为float类型，则需要在常量后加上f或者F，double常量后面的D或者d可省略。注意：Java只有浮点型的变量才可以接受科学计算数的结果

12.字符类型:字符、字母和符号

char类型：表示16位的无符号整数或者Unicode字符，Java对字符占用两个字节，可以表示一个汉字

什么是编码？
计算机只能表示0和1两个数，于是规定使用一个数字去表示一个特定的字符，比如a使用97表示 char前256个字符和ASICC（美国信息交互标准编码）码中的字符重复

13.基本数据类型的转换

在8大基本数据类型（byte-1字节,short-2字节,int-4字节,long-8字节,double,float,char-2字节,boolean）,boolean不属于数值类型，不参与转换
字节数 byte < short(=char) < int < long < float < double （一般的byte short char不参与转换 char虽然也是2字节但是不包含负数跟short比起来数量少，因此short和char不能相互转换）
转换规则其实就是各自数据类型的空间大小，把不同的数据类型看成是不同容量的容器
自动类型转换，也称为“隐式类型转换”（从小到大）

强制类型转换（从大到小显式类型转换）：当把大范围类型的数值赋给另一个小范围变量时，此时系统不能自动完成转换，需要加上强制转换符，但这样的操作可能造成数据精度的降低或溢出，所以使用时要格外注意

byte b2 = 125; 把一个int类型常量赋值给byte类型变量，编译时，发现125在byte的范围之内，底层就会转换成byte类型的但是如果设置成byte b2 = 128; 则就会报错了

14.表达式类型的自动提升

当一个算数表达式中包含多个基本数据类型（boolean除外）的值时，整个算数表达式的数据类型将在数据运算时出现类型自动提升，其规则是：所有的byte,short,char类型自动提升到int类型整个表达式的最终结果类型提升到表达式中类型最高的类型

String和任意数据使用，连接起来就是String（字符串）

double d2 = 123 + 1.1F + 99L + 3.14;
System.out.println(d2); // 输出226.2400061035156

System.out.println('A' + 1); // 输出66

byte b4 = 25;
// b4 = b4 + 3; // 表达式运算后已经提升到int类型了，在赋值给byte类型，编译会报错
// 为了避免这种情况 将会用到赋值运算符
b4 += 3;  // 这里就体现出了+=赋值运算符的好处了
System.out.println(b4); // 28

b4 += 3 等价于 b4 = (byte)(b4 + 3)
查看第16点笔记

15.算术运算符

取模（求余数）：模数的符号忽略不计，结果的正负取决于被模数
注意：无穷大和NaN都属于double浮点类型，但是所有的正无穷大都是相等的，所有的负无穷大也是相等的，NaN永远不相等，也不等于自己

public class ArithmeticOperatorsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 操作数字
        System.out.println(10 + 2); // 12
        System.out.println(10 - 2); // 8
        System.out.println(10 * 2); // 20
        System.out.println(10 / 2); // 5
        System.out.println("----------------------");
        // 操作字符
        System.out.println('A' + 'B'); // 131
        // 操作字符串
        System.out.println("AAA" + "BBB"); // AAABBB
        System.out.println("----------------------");

        System.out.println(10 / 3); // 3
        System.out.println(9876 / 1000 * 1000); // 9000
        System.out.println("----------------------");
        // System.out.println(100 / 0);  // 报错  by zero
        System.out.println(100.0 / 0); // Infinity正无穷大
        double d1 = 100.0 / 0;
        double d2 = 200.0 / 0;
        System.out.println("所有的正无穷大都相等吗？");
        System.out.println(d1 == d2); // true
        double d3 = -100.0 / 0;
        double d4 = -200.0 / 0;
        System.out.println("所有的负无穷大都相等吗？");
        System.out.println(d3 == d4); // true
        System.out.println("正无穷大和负无穷大相等吗？");
        System.out.println(d1 == d3); // false

        System.out.println(100 / 0.0); // Infinity正无穷大
        System.out.println(-100 / 0.0); // -Infinity负无穷大
        System.out.println(0.0 / 0.0); // NaN Not a Number 自己都不等于自己
        double d5 = 0.0 / 0.0;
        System.out.println(d5 == d5); // false
        // 取模（求余数）：模数的符号忽略不计，结果的正负取决于被模数
        System.out.println(10 % 3); // 1

        // 自增 ++
        /*
        * ++前置情况
        *   ++a
        *   表示a变量自身先加1，再运算
        * ++后置情况
        *   a++
        *   表示a变量自身先加1，把递增1之前的原始值拿去做运算
        * */
        // --道理一样
        System.out.println("---------------");
        int a1 = 5;
        int b1 = ++a1;
        System.out.println("a1 = " + a1 + " b1 = " + b1); // a1 = 6 b1 = 6
        System.out.println("---------------");
        int a2 = 5;
        int b2 = a2++;
        System.out.println("a2 = " + a2 + " b2 = " + b2); // a2 = 6 b2 = 5
    }
}

16.赋值运算符

public class AssigningOperatorsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        short a = 10;
        //a = a + 5; // 编译报错
        a += 5;
        // a += 5 等价于  a = (short)(a + 5);
        System.out.println(a); // 15
    }
}

17.比较运算符

==, !=, >, <, >=, <=, instanceof(检查是否是类的对象) "Hello" istanceof String true
比较运算符用于比较两个常量或者变量之间的关系，比较运算的结果都是boolean类型

18.三元运算符

三元运算符表示有三个元素参与的表达式，又称为三目运算符，其语义表示为if-else。
语法格式为：X ? Y : Z 其中X为boolean类型表达式，先计算X的值，若X计算结果为true，则整个三目运算表达式的结果是Y,否则就是Z。三目运算符结果的类型是由Y和Z决定的

19.逻辑运算符

运算符	运算	范例	结果
&	AND（位与）	false & true	false
丨	OR（或）	false 丨 true	true
^	XOR（异或）	false ^ true	true
!	NOT（非）	！true	false
&&	AND（短路）	false && true	false
丨丨	OR（短路）	false 丨丨 true	true

语法格式为：boolean result = 表达式A 逻辑运算符表达式B
&：表示并且，当操作数A和B都为true结果才为true，否则结果result是false
&&：和&结果相同，具有短路效果，如果左边操作数A是false，result一定是false，且不运行B的运算
|：表示或者，当操作数A和B都为false结果才为false，只要有A或者B为true，结果result是true
||：和|结果相同，具有短路效果，如果左边操作数A是true，result一定是true，且不运行B的运算
^：判断A和B是否相同，不同则为true，相同则为false
!：取反，!true结果是false，!false结果是true

20.位运算符

运算符	描述
&	按位与
丨	按位或
^	异或（相同为0，不同为1）
~	取反
<<	左移位
>>	右移位
>>>	无符号右移位

&：参与运算的两个数，若相应位数的值都为1，则该位结果值是1，否则是0.
|：参与运算的两个数相应位中只要有一个1，结果就是1.
^：参与运算的两个数相应位相同则结果为0，否则为1.
~：表示把两个二进制位的“1”换成“0”，把“0”换成1.
<<：将操作数的二进制码整体左移指定位数，左移之后的空位用“0”来补充.

：将操作数的二进制码整体右移指定位数，右移之后的空位用“符号位”来补充：
若是正数用“0”来补充
若是负数用“1”来补充（操作负数：取反，求补）

：将操作数的二进制码整体右移指定位数，右移之后的空位用“0”来补充：

二进制数a	二进制数b	与（&）	或（丨）	异或（^）
0	0	0	0	0
1	0	0	1	1
0	1	0	1	1
1	1	1	1	0

boolean的true和false，在底层使用一位的1和0表示

public class BitOperatorsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(3 & 5);
        System.out.println(3 | 5);
        System.out.println(3 ^ 5);
        System.out.println(~3);

        System.out.println(2 << 3);
        System.out.println(16 >> 3);
        System.out.println(-16 >> 3);
        
        // 交换两个数
        int a = 10;
        int b = 20;
        System.out.println("a = " + a + " b = " + b);
        a = a ^ b;
        b = a ^ b;
        a = a ^ b;
        System.out.println("a = " + a + " b = " + b);
    }
}