Java笔记1——Java概述与基础

一、Java概述

1.JDK、JRE、JVM三者之间的关系，以及JDK、JRE包含的主要结构有哪些？
JDK（Java开发工具） = JRE +Java的开发工具（包括javac.exe,java.exe,javadoc.exe）
JRE（Java运行时环境）= JVM + Java核心类库

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2.为什么要配置path环境变量？如何配置？
path环境变量是windows操作系统执行命令时索要搜寻的路径。
通过配置path环境变量，我们可以使某个程序，比如javac.exe，在任意目录下都可以运行，而不用跑到javac存在的目录下进行dos命令。

【配置方法】
JAVA_HOME = bin的上一层目录
path = %JAVA_HOME%bin

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二、Java 基础 2.1 关键字和保留字

• 关键字（Keyword）：被Java语言赋予了特殊的含义，被用做专门用途的字符串（都是小写）。比如class、interface、int等。
• 保留字（reserved word）：现有Java版本尚未使用，以后可能作为关键字使用。比如goto。

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2.2 标识符（Identifier）

• 标识符：Java对各种变量、方法和类等要素命名时使用的字符序列成为标识符。（凡是自己可以起名字的地方都叫标识符）

• 定义合法标识符规则：

  • 由26个英文字母大小写，0-9，_或$组成
  • 数字不可以开头
  • 不可以使用关键字和保留字
  • 区分大小写，长度不限制
  • 不能包含空格

• Java中的名称命名规范：

  • 包名：多单词组成时所有字母都小写：xxxyyyyzzz
  • 类名、接口名：多单词组成时，所有单词的首字母大写：XxxYyyZzz
  • 变量名、方法名：多单词组成时，第一个单词首字母小写，第二个单词开始每个单词首字母大写：xxxYyyZzz
  • 常量名：所有字母都大写，多单词组成时，用下划线链接：XXX_YYY_ZZZ

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2.3 变量与数据类型

Java中每个变量必须先声明，后使用。如下格式

数据类型 变量名 = 变量值;

变量按照数据类型进行分类：
数 据 类 型 { 基 本 数 据 类 型 { 数 值 型 { 整 数 类 型 ( b y t e , s h o r t , i n t , l o n g ) 浮 点 类 型 ( f l o a t , d o u b l e ) 字 符 型 ( c h a r ) 布 尔 型 ( b o o l e a n ) 引 用 数 据 类 型 { 类 ( c l a s s ) 接 口 ( i n t e r f a c e ) 数 组 ( [ ] ) 数据类型begin{cases}基本数据类型begin{cases}数值型begin{cases} 整数类型(byte,short,int,long)\浮点类型(float,double)end{cases} \ 字符型(char) \ 布尔型(boolean)end{cases} \ 引用数据类型 begin{cases}类(class)\ 接口(interface) \ 数组([])end{cases}end{cases} 数据类型⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧​基本数据类型⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧​数值型{整数类型(byte,short,int,long)浮点类型(float,double)​字符型(char)布尔型(boolean)​引用数据类型⎩⎪⎨⎪⎧​类(class)接口(interface)数组([])​​

数据类型	大小	范围/说明
byte	1个字节	-128~127
short	2个字节	− 2 15 -2^{15} −215 ~ 2 15 − 1 2^{15}-1 215−1
int	4个字节	− 2 31 -2^{31} −231~ 2 31 − 1 2^{31}-1 231−1
long	8个字节	− 2 63 -2^{63} −263~ 2 63 − 1 2^{63}-1 263−1，long需要以l或L结尾，比如long l1 = 100L;
单精度float	4个字节	-3.403E38 ~ 3.403E38，float需要以f或F结尾，比如float f1 = 1.1F;
双精度double	8个字节	-1.798E308~1.798E308
char	2个字节
boolean		不是true就是false

float之所以比int表示范围大，是因为他的空间被分为两部分，一部分是具体的数，一部分是幂。但是精度比较小。

2.3.1 自动类型转换

数值型数据类型按照取值范围排序：byte、short、int、long、float、double。当容量小的数据类型的变量与容量大的数据类型变量做运算时，结果自动提升为容量大的数据类型。
特别的：当byte、char、short三种进行运算时，结果为int。（包括自身运算，比如byte和byte）

2.3.2 强制类型转换

强制类型转换是自动类型转换的逆运算。
使用强转符，进行截断操作，可能会导致损失精度，如下所示：

double d1 = 12.9;
int i1 = (int)d1;//截断操作
System.out.println(i1);//输出12

//没有精度损失
long l1=123;
short s1 = (short)l1

2.3.3 String类型

• String属于引用数据类型，不是基本数据类型。
• String可以和8种基本数据类型进行连接运算。

int number = 1001;
String numberStr = "学号";
String info = numberStr + number;//+:连接运算
System.out.println(info);//输出 学号1001

char c = 'a';
int num = 10;
String str = "hello";
System.out.println(c+num+str);//107hello
System.out.println(c+str+num);//ahello10
System.out.println(c+(num+str));//a10hello
System.out.println((c+num)+str);//107hello
System.out.println(str+num+C);//hello10a

System.out.println("* *");//输出* *
System.out.println('*'+'t'+'*');//输出93，因为char类型作运算结果为int

2.3.4 二进制

计算机底层都以补码存储数据。
二进制第一位为符号位，1为负数，0为正数。
正数原码、反码、补码都相同。
反码为原码除符号位外其余位取反。
补码为反码加一。

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2.4 运算符 2.4.1 算术运算符

运算符	运算	说明
+	正号
-	负号
+	加号
-	减号
*	乘
/	除
%	取余
++	自增	不会改变自身数据类型
–	自减	不会改变自身数据类型
+	字符串连接	String a = “a”;String b = “b”;那么a+b的结果就为"ab”

2.4.2 赋值运算符

运算符	说明
=	当“=”两侧数据类型不一致，可以使用自动类型转换或强制类型转换原则进行处理
+=	a+=b 与 a=a+b相同，但是不会改变数据类型，比如short s = 2;s+=2;是可以的，s=s+2是不行的（因为会被转成int类型）下面的操作同理
-=	a-=b 与 a=a-b相同
*=	a*=b 与a=a*b相同
/=	a/=b 与 a=a/b相同
%=	a%=b 与 a=a%b相同

2.4.3 比较运算符

运算符	说明	范例	结果
==	相等于	4==3	false
!=	不等于	4!=3	true
<	小于	4<3	false
>	大于	4>3	true
<=	小于等于	4<=3	false
>=	大于等于	4>=3	true
instanceof	检测是否是类的对象	“Hello” instanceof String	true

2.4.4 逻辑运算符

逻辑运算符操作的都是布尔类型。

运算符	说明
&	逻辑与
|	逻辑或
!	逻辑非
&&	短路与
||	短路或
^	逻辑异或

a	b	a&b	a&&b	a|b	a||b	!a	a^b
true	true	true	true	true	true	false	false
true	false	false	false	true	true	false	true
false	true	false	false	true	true	true	true
false	false	false	false	false	false	true	false

• 逻辑与& 和 短路与&&的区别
  运算结果没区别
  但是短路与若发现一个变量为false，就不进行之后的计算，如下所示：

	int num1 = 1;
	int num2 = 1;
	boolean b = false;
	if(b&(num1++>0)){
		....
	}
	else{...}

	if(b&&(num2++>0)){
		...
	}
	else{...}
	System.out.println(num1);//2
	System.out.println(num2);//1

• 逻辑或| 和 短路或||的区别
  运算结果没区别
  但是短路或若发现一个变量为true，就不进行之后的计算。
• 工作中推荐使用短路与和短路或。

2.4.5 位运算符

位运算符	运算	范例
<<	左移	3<<2 = 12 --> 3*2*2 = 12
>>	右移	3>>1 = 1 --> 3/2 = 1
>>>	无符号右移	3>>>1 = 1 -->3/2 =1
&	与运算	6&3 = 2
|	或运算	6|3 = 7
^	异或运算	6^3 = 5
~	取反运算	~6 = -7

• 位运算符操作的都是整形的数据。

2.4.6 三元运算符

• 结构为：(条件表达式)?表达式1:表达式2;
• 如果条件表达式为true，则执行表达式1，否则执行表达式2。
• 表达式1和表达式2要是相同类型。

	int m = 1,n = 2;
	System.out.println(m>n?m:n);//输出2

2.5 程序流程控制

• 1.if-else if -else（条件判断结构）

• 2.switch-case（执行效率比if-else高）

• 3.for循环

  for (①;②;④){
  	③;
  }
  int num = 1;
  for(System.out.println('a');num<=3;System.out.println("c"),num++){
  System.out.println("b");	
  }//输出结果abcbcbc
  

  执行过程：①➡②➡③➡④➡②➡③➡④➡②➡③➡④➡…

• 4.while循环

• 5.do-while循环

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2.6 数组

• 数组（Array）是多个相同类型数据按一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名，并通过编号的方式对这些数据进行统一管理。
• 数组是引用类型变量。
• 创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间。
• 数组的长度一旦确定，就不能修改。

2.6.1 数组操作

//1.数组初始化
int[] arr;//声明
//1.1静态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作同时进行
arr = new int[]{1001,1002,1003,1004};

//1.2动态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作分开进行
String[] names = new String[5];


//2.如何调用数组的指定位置的元素
names[0] = "name";

//3.如何获取数组的长度
//属性:length
System.out.println(names.length);//输出5

2.6.2 数组元素的默认初始化值

类型	初始值
整型	0
浮点型	0.0
char	0或’u0000’，非’0’
boolean	false
引用数据类型	null

2.6.3 数组的内存解析

JVM内存分配可以分为

• 栈（stack）：存放局部变量。
• 堆（heap）：存放对象、数组。
• 方法区：内有常量池和静态域

数组声明初始化的时候。

• 首先会在堆中开辟一个数组长度 × times × 类型大小的空间，存放数据。
• 接着数组变量（数组名）会存在栈中，并有一个指向他存放在堆中数据的首地址。
• 使用引用计数算法，判断堆中的对象是否仍在使用，如果计数为0，会在之后进行垃圾回收。

2.6.4 数组中常见的异常

• 数组角标越界的异常：ArrayIndexOutOfBoundsExcetion
• 空指针异常：NullPointerException