Java的概述和环境搭建

一，Java的概述和环境搭建

1.1 什么是程序

程序：解决生活中实际问题的由一系列指令组成的集合，即是软件、APP

程序开发：制作软件

1.2 Java的历史与特点

1995年由SUN公司开发的面向对象的程序设计语言，创始人高斯林称作Java之父

Java：JavaME、JavaSE、JavaEE

2004年发布JDK1.5，更名为Java5

2009年被Oracle收购

2014年Oracle发布Java8

特点：

面向对象

跨平台性：跨操作系统、服务器

安全性

健壮性

1.3 Java的运行机制

先编译，后运行

.java文件（编译）->.class二进制字节码文件（运行）

JDK：Java Development Kit，Java开发工具

包含：JRE + 类库 + 工具包（编译器、调试工具）

JRE：Java Runtime Enviroment，Java运行环境

包含：JVM + 解释器

JVM：Java Vitrual Machine，Java虚拟机

使用软件在不同的操作系统中，模拟相同的Java运行环境，使Java程序得以运行

1.4 Java的环境搭建

JDK的下载：https://www.oracle.com/java/technologies/javase-downloads.html

卸载：控制面板直接卸载即可

安装：双击即可，不要安装在有中文的路径下，jdk和jre要保持在同一个目录下

环境变量的配置：

右键“此电脑”，点击“属性”，点击“高级系统设置”，在“高级”标签下，选择“环境变量”

在“系统变量”中，点击“新建”，在“变量名”中输入JAVA_HOME，在“变量值”中输入C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_152

点击“系统变量”中“Path”，点击“编辑”，添加%JAVA_HOME%\bin和%JAVA_HOME%\jre\bin

1.5 第一个Java程序

1.5.1 编写代码

public class HelloWorld{
	public static void main(String[] args){
		System.out.println("五五开");
	}
}

Java文件的扩展名是.java

1.5.2 编译代码

通过javac指令对Java文件进行编译，编译后会生成对应的.class二进制字节码文件

步骤：
按下win + r，输入cmd，按下回车，打开命令提示符
输入：
1
cd java文件所在的位置
切换cmd的执行指令的位置是在当前Java文件所在的位置
输入：
1
javac 文件名.java

1.5.3 运行程序

通过java指令对编译后的.class执行，从而运行程序

在上述的cmd中继续输入：
1
java 文件名

1.5.4 注意事项

同一个Java文件可以定义多个类，但是只能有一个类是public的，并且该文件的文件名必须与这个被public修饰的类的类名一致

任何一个类在被编译后都会生成一个唯一的.class文件

一个类中，只能有一个主方法，每个类都可以有自己的主方法

Java代码都是以;和}结尾

Java中所有的括号必须成对出现
任何一个程序必须有一个主函数，主函数也叫主方法是程序的入口，主函数必须被定义成如下：
1
2
3
public static void main(String[] args){
    
}
层级之间必须有良好的缩进

1.6 Java的语言规范

1.6.1 注释

注释：对代码进行解释说明的文本

单行注释：// 注释内容

多行注释：/* 注释内容 */

文档注释：/** 注释内容 */，有文档注释的代码，可以通过以下指令生成外部文档API
1
javadoc -d . HelloWorld.java
注：注释不参与编译、运行

1.6.2 关键字

概念：在Java中已经预先定义好的具有特殊含义的单词

例如：public、class、static、void

注：main不是关键字

1.6.3 标识符

概念：类、方法、变量的名字都是标识符

规则：

可以由数字、字母、下划线、美元符组成

数字不能开头

不能与关键字重名

规范：

变量和方法：首字母小写，多个单词组成时，从第二个单词起每个单词的首字母大写（小驼峰）

类和接口：每个单词的首字母大写（大驼峰）

常量：所有字母大写，多个单词组成时，单词之间用下划线连接

二，Java的基础语法

2.1 常量

概念：不能变化的数据

分类：

整数常量：所有整数

小数常量：所有小数

字符串常量：所有字符串，

字符串：一串字符，若干个字符组成的有序序列，字符串必须使用一对双引号括起来

字符常量：任何一个字符

例如：’1’、’+’、’a’、’Z’、’是’，由一对单引号括起来的单个字符，不能有空字符

2.2 数据类型

在Java中有严格的数据类型的划分（强类型的语言）

在Java任何一个值，都有所对应的类型

分类：

基本数据类型

引用数据类型

2.2.1 基本数据类型

整数类型

byte：字节型，1个字节，范围：-2^7 ~ 2^7-1 也就是 -128 ~ 127

short：短整型，2个字节，范围：-2^15 ~ 2^15-1 也就是-32768 ~ 32767

int：整型，默认整型，4个字节，范围：-2^31 ~ 2^31-1

long：长整型，8个字节，范围：-2^63 ~ 2^63-1

小数类型（浮点类型）

float：单精度浮点类型，4个字节，

负数范围：-3.4E38 ~ -1.4E-45 正数范围：1.4E-45 ~ 3.4E38

double：双精度浮点类型，8个字节，默认小数

负数范围：-1.7E308 ~ -4.9E-324 正数范围：4.9E-324 ~ 1.7E308

字符类型

char：2个字节，范围：0 ~ 65535，它遵循Unicode万国码，字符值必须使用一对单引号括起来，有且只能有一个字符

布尔类型

boolean：1个字节，取值范围：true/false，描述成”满足条件”/“不满足条件”

2.2.2 引用数据类型

字符串：Java 程序中的所有字符串字面值（如 "abc" ）都是字符串值，字符串中允许没有字符，称为空字符串，简称空串

定义格式：同基本数据类型的定义
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2
3
String 变量名1 = 值;
String 变量名2;
变量名2 = 值;
数组

对象

2.2.3 转义字符

Java中可以通过对特定字符进行转义，来表示其他含义

例如：
1
2
3
public static void main(String[] args){
		System.out.println(''');// 这句话编译失败，我们需要对中间的单引号进行转义
}
转义符号：\

常见的转义：

\n：换行符

\t：制表符（缩进）

\'：单引号

\"：双引号

\\：反斜杠

2.3 变量

2.3.1 变量的概念

计算机内存中的一块存储空间，是存储数据的基本单元

2.3.2 变量的定义

先定义，后赋值

格式：
1
2
数据类型 变量名;
变量名 = 值;
定义的同时赋值

格式：
1
数据类型 变量名 = 值;
同时为多个同类型的变量定义和赋值

格式：
1
数据类型 变量名1,变量名2 = 值,变量名3 = 值,变量名4,...;

注：

在同一个代码块中变量名不能重复

变量必须先赋值才能使用

赋值的类型必须与变量的类型一致

赋的值必须在指定类型范围中

将小数赋值给float类型的变量时，需要加上f或者F

一个超过int范围的整数必须加上l或者L

2.4 运算符

2.4.1 算术运算符

+：求和运算，如果参与运算的数据中有字符串，那么“+”就是拼接，拼接后的结果仍然是字符串
-：求差
*：求乘积
/：求商，整数之间的除法可能存在精度损失
%：取模，求余数
    注：
    1.a % b，如果a < b，结果就是a
    2.a % b，如果a > b，结果是[0,b-1]
    3.a % b结果是正负与a一致
++（自增1）、--（自减1）：
    自增和自减的前置和后置：将++、--运算符写在变量前称为前置；反之，称为后置
    1.在单独运算时，前置和后置没有区别
    2.在复合运算时，
    	（1）前置：先执行自增（减），再执行其他操作
    	（2）后置：先执行其他操作，再执行自增（减）

2.4.2 赋值运算符

=：赋值，将=右边表达式的结果运算完毕后，赋值给=左边的变量
+=：a += b 等价于 a = a + b
-=：a -= b 等价于 a = a - b
*=：a *= b 等价于 a = a * b
/=：a /= b 等价于 a = a / b
%=：a %= b 等价于 a = a % b

2.4.3 逻辑运算符

&：与，并且，表达式两边只要出现了false，整个表达式的结果就是false
|：或，或者，表达式两边只要出现了true，整个表达式的结果就是true
!：非，取反，true的取反结果是false，false的取反结果是true
^：异或，表达式两边相同结果是false，两边不同结果是true

1 2	&&：表达式左边为false，表达式右边不再运算，整个表达式的结果是false \|\|：表达式左边为true，表达式右边不再运算，整个表达式的结果是true

注：

逻辑运算符参与运算的数据和运算的结果一定是布尔值
多个布尔值的逻辑运算仍然遵循上述特点

2.4.4 关系运算符

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>
<
>=
<=
==：比较两个值是否相等
!=：比较两个值是否不相等
注：

关系运算符的结果是布尔值

表达式两边的数据类型必须是相同的，或者可以互相转换的

2.4.5 三元运算符

格式：
1
表达式1 ? 表达式2 : 表达式3
逻辑：运算表达式1，结果为true执行表达式2；反之，执行表达式3

注：

表达式1运算的结果必须是一个布尔值

表达式2、表达式3必须执行一个，并且只会执行一个

表达式2、表达式3可以是值，也可以是表达式，不能是语句

2.4.6 位运算

1
2
3
&：按位与
|：按位或
^：按位异或
将十进制数转换成二进制，按位进行与、或、异或的运算，再将最后的结果转换成十进制数

转换成的二进制数中的0视作false，1视作true，进行逻辑运算，运算完毕后，再转换成0或1
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3
System.out.println(3 & 4);
System.out.println(6 | 5);
System.out.println(4 & 5 | 6 ^ 7);//5
左移：将十进制数转换成二进制数，向左移动指定的位数，移动后用0补全，最后转换成十进制数

公式：a << b 等价于 a乘以2的b次方

2.5 数据类型转换

问：两种不同类型的数据是否可以一起运算？

答：可以

2.5.1 自动类型转换

概念：范围小的数据与范围大的数据运算时，结果会自动转换成范围大的数据类型

自动类型转换的规则：

double > float > long > int > short > byte

注：
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byte b = 120;// 编译通过，原因是120是常量，程序在执行过程中，不会发生变化

int i = 120;
byte c = i;// 编译失败，原因是i是int类型的变量，程序在执行过程中，i可能发生变化从而超出byte的范围
数据类型所占的空间大小（字节）与所能表示的数据范围无关

2.5.2 强制类型转换

概念：范围大的数据赋值给范围小的数据类型的变量

格式：
1
范围小的数据类型 变量名 = （范围小的数据类型）范围大的数据类型的数据;
注：
强制类型转换可能出现精度损失、数据错误等问题，所以慎用
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6
float f = 20.886f;
long l = (long)f;
System.out.println(l);// 20

byte bb = (byte)128;
System.out.println(bb);// -128
byte和short之间运算的结果是int
如果表达式的运算结果超过了范围，需要对整个表达式的结果进行强制类型转换
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byte b1 = 3;
byte b2 = 4;
// int b3 = b1 + b2;
short b3 = (short) (b1 + b2);
++、–、+=、-=、… 自带强制类型转换

2.5.3 char的类型转换

char类型的数据可以与十进制数遵循ASCII码表进行转换
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‘0’~‘9’：48~57
'A'~'Z'：65~90
'a'~'z'：97~122    

三，Random、Scanner

3.1 Random

概念：Random是系统提供的一个专门用于获取伪随机数的一个类，在这个类中提供了一些获取随机数的方法

使用步骤：
创建对象
1
Random r = new Random();
调用方法
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double d = r.nextDouble();// 随机产生一个[0.0,1.0)范围内的浮点数
int num1 = r.nextInt();// 随机产生一个int范围内的数
int num2 = r.nextInt(n);// [0,n)
注：随机指定范围数据的公式：[a,b]： nextInt(b-a+1)+a

3.2 Scanner

概念：Scanner是系统提供的一个专门用于接收键盘输入的类

使用步骤：
创建对象
1
Scanner sc = new Scanner(System.in);
调用方法
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4
sc.nextInt();// 接收键盘输入的整数值
sc.nextDouble();// 接收键盘输入的浮点数
sc.next();// 接收键盘输入的字符串
sc.nextLine();// 接收键盘输入的字符串
注：

next()和nextLine()都用于接收字符串，但是next()不能接收空白字符串

必须保证所调用方法能接收输入的数据类型，否则会发生InputMisMatchException输入不匹配异常

补：
1
2
nextInt(int radix)：radix表示进制，
例如：参数是2，也就是nextInt(2)，表示键盘所输入的内容，系统会将其视为一个二进制数，转换成十进制数后返回