简介

什么是Java？

Java是Sun Microsystems于1995年首次发布的一种编程语言和计算平台。开发者：詹姆斯*戈士林

2010 年Oracle公司收购Sun Microsystems，之后由 Oracle 公司负责 Java 的维护和版本升级。

Java 平台已经嵌入了几乎所有的操作系统。这样 Java 程序只编译一次，就可以在各种系统中运行。

从笔记本电脑到数据中心，从游戏机到科学超级计算机，从手机到互联网，Java无处不在！

Java是一门面向对象的编程语言

Java 语言的风格很像 C 语言和 C++语言，是一种纯粹的面向对象语言，它继承了 C++ 语言面向对象的技术核心，但是拋弃了 C++ 的一些缺点，比如说容易引起错误的指针以及多继承等，同时也增加了垃圾回收机制，释放掉不被使用的内存空间，解决了管理内存空间的烦恼。

什么是计算平台？

计算平台是在电脑中运行应用程序（软件）的环境，包括硬件环境和软件环境。一般系统平台包括一台电脑的硬件体系结构，操作系统，运行时库。

Java语言的特点

1. 简单易学
2. 面向对象（封装，继承，多态）
3. 分布性
4. 编译和解释性
5. 稳健性
6. 稳健性
7. 可移植性
8. 高性能
9. 支持多线程
10. 动态性

Java具有简单性、面向对象、分布式、健壮性、安全性、平台独立与可移植性、多线程、动态性等特点 。Java可以编写桌面应用程序、Web应用程序、分布式系统和嵌入式系统应用程序等。

Java的三大版本

Java SE（Java Platform Standard Edition，Java 平台标准版）

• 它允许开发和部署在桌面、服务器、嵌入式环境和实时环境中使用的 Java 应用程序。

• Java SE 包含了支持 Java Web 服务开发的类，并为 Java EE 提供基础，如 Java 语言基础、JDBC 操作、I/O 操作、网络通信以及多线程等技术。

• Java SE的体系结构图，如下

  

Java EE（Java Platform Enterprise Edition，Java 平台企业版）

• 企业版本帮助开发和部署可移植、健壮、可伸缩且安全的服务器端 Java 应用程序。
• Java EE是在Java SE基础上构建的，它提供Web服务、组件模型、管理和通信API，可以用来实现企业级的面向服务体系结构（Service Oriented Architecture，SOA）和 Web 2.0 应用程序。

Java ME（Java Platform Micro Edition，Java 平台微型版）

• Java ME为在移动设备和嵌入式设备（比如手机、PDA、电视机顶盒和打印机）上运行的应用程序提供一个健壮且灵活的环境。

Java开发环境

1. JVM

   Java 虚拟机（JVM）是运⾏ Java 字节码的虚拟机，JVM 有针对不同系统的特定实现 （Windows，Linux，macOS），⽬的是使⽤相同的字节码，它们都会给出相同的结果。

2. JRE

   Java 运⾏时环境，它是运⾏已编译 Java 程序所需的所有内容的集合，包括 Java 虚拟机 （JVM），Java 类库，java 命令和其他的⼀些基础构件。

3. JDK

   JAVA编译器，它拥有 JRE 所拥有的⼀切，还有编 译器（javac）和⼯具（如 javadoc 和 jdb），可以创建和编译程序，JDK是整个Java的核心。

Java跨平台

跨平台：java程序编译为字节码文件.class文件之后，拷到哪个平台的机器上面都能够无差别的运行，这依赖于 java虚拟机。

java程序不是直接运行在CPU上，而是运行在java虚机（简称JVM)上的。

Java虚拟机

程序运行时，首先会启动 JDK 编译成 字节码文件（.class）， 在由 java虚拟机(JVM) 进行解释，执行 字节码文件。

java虚拟机(JVM) 是用各个平台的语言编写的，它能把java字节码文件翻译为相应平台的语言。

利用 java虚拟机(JVM) 可以把Java字节码程序和具体的硬件平台，操作系统环境分割开来。（一次编译，到处运行）

只要安装针对特定平台的 java虚拟机(JVM) ,Java程序就可以运行，而不用考虑当前具体的硬件平台及操作系统环境。

 

基础

数据类型

在 Java 中，数据类型只有 四类八种

1. 整数型：byte，short，int，long
   • byte 占用1字节，也就是8位，默认值是0
   • short 占用2字节，也就是16位，默认值是0
   • int 占用4字节，也就是32位，默认值是0
   • long 占用8字节，也就是64位，默认值是0L
2. 浮点型：float，double
   • float 是单精度，占用4位，默认值0.0f
   • double 是双精度，占用8位，默认值1是0.0d
3. 字符型：char
   • char：单一的，占用16位Unicode字符，最小值是 \u0000(也就是0)，最大值是 \uffff(即为65535)，该；类型可以存储任何字符。
4. 布尔型：boolean
   • 只有两种值，true或者是false，占用1位，默认值是false

语法

• 大小写敏感：例如 Hello 与 hello 是不同的，这其实就是 Java 的字符串表示方式
• 类名：对于所有的类来说，首字母应该大写，例如 MyFirstClass
• 包名：应该尽量保证小写，后面每个单词字母都需要大写，例如 my.first.package
• 方法名：方法名首字母需要小写，后面每个单词都需要大写，例如 myFirstMethod()

运算符

运算符是什么？是一些特殊的符号，主要用于数学函数，一些类型的赋值语句和逻辑比较方面。

赋值运算符

​ 使用操作符 = 来表示，它的意思是把 = 号右边的值复制给左边，右边的值可以是任何数，变量或者表达式，但左边的值必须是明确的，已经定义的变量。例如 int a = 5。

​ 但是对于对象来说，复制的不是对象的值，而是对象的引用，所以如果说将一个对象复制给另一个对象，实际上是将 一个对象的引用赋值给另一个对象 。

算术运算符

和数学中的数值计算差不多，主要有

算数运算符需要注意的就是优先级问题，当一个表达式中存在多个操作符时，操作符的优先级顺序就决定了计算顺序，最简单的规则就是 先乘除后加减 ，（）的优先级最高，没必要记住所有的优先级顺序，不确定的直接使用（）即可。

自增，自减运算符

在对一个变量做加 1 或减 1 处理时，可以使用自增运算符 ++ 或自减运算 --。

int a = 5;
b = ++a;
c = a++

注意：

1. 自增/自减只能作用于变量。

2. ++/--在前和后的区别：在前先加后用，在后先用后加。

3. 无论是前缀形式还是后缀形式，自增自减运算符的优先级要高于赋值运算符。

4. 当一条语句中仅有++或--操作时，前缀形式与后缀形式的运算符没有任何区别。

   int a=1;
   int b =1;
   a++;
   ++b;
   System.out.println("a="+a+",b="+b); //输出a=2,b=2
   

比较运算符

比较运算符用于程序中的变量之间，变量和自变量之间以及其他类型的信息之间的比较。

结果是boolean型。比较运算符共有6个，通常作为判断的依据用于条件语句中。

逻辑运算符

逻辑运算符主要有三种：与，或，非

按位运算符

1. &（与）：参与运算的两个数据，按二进制位进行 “与” 运算。两位同时为1，结果才为1，否则结果为0。

   0&0=0  0&1=0  1&0=0  1&1=1
   

2. |（或）：参加运算的两个对象，按二进制位进行"或"运算。两个对象只要有一个为1，其值为1。

   0|0=0  0|1=1  1|0=1  1|1=1
   

   注意：&，| 的负数按补码形式参加按位与运算。

3. ^（异或）：参加运算的两个数据，按二进制位进行"异或"运算。如果两个相应位相同为0，相异为1。

   0^0=0  0^1=1  1^0=1  1^1=0
   

4. ~（取反）：参加运算的一个数据，按二进制进行"取反"运算。对一个二进制数按位取反，即将0变1，1变0。

   ~1=0
   ~0=1
   

位移运算符

移位运算符在程序设计中，是位操作运算符的一种。

移位运算符可以在二进制的基础上对数字进行平移。

按照平移的方向和填充数字的规则分为三种： <<(左移) 、 >>(带符号右移) 和 >>>(无符号右移)。

<<左移

//左位移后的值计算方法 ： a * 2 的 b 次方
int a = 5;   //a的二进制： 101
int b= 3;    //位移位数
int c= a<//c的二进制： 101000，发现二进制的右边多了三个0

>>带符号右移

//右位移后的值计算方法 ： a / 2 的 b 次方，没有小数
int a = 50;   //a的二进制：110010
int b= 2;    //位移位数
int c= a>>b; //c的二进制：110，发现二进制的右边少了三个0

>>>无符号右移

它和 >>带符号右移 的功能是将参与运算的对象对应的二进制数右移指定的位数。它们的功能是将参与运算的对象对应的二进制数右移指定的位数。

注意

1. 由于double，float在二进制中的表现比较特殊，因此不能来进行移位操作，报错，编译不过。
2. int类型移位大于等于32位时，long类型大于等于64位时，会先做求余处理再位移处理，byte，short移位前会先转换为int类型（32位）再进行移位。
    

三元运算符

类似 if...else... 这种操作符，语法为： 条件表达式？表达式1：表达式2 。

问好前面的位置是判断的条件，判断结果为布尔型，为true时调用表达式1，为false时调用表达式2。

 

执行控制流程

Java中的控制流程其实和C一样，在Java中，流程控制会涉及到包括 if-else，while，do-while，for，return，break 以及选择语句 switch。

条件语句

可以根据不同的条件执行不同的语句，包括 if 条件语句与 switch 多分支语句。

//if：可以单独判断表达式的结果，表示表达的执行结果
int a = 10;
if(a > 10){
	return true;
}
return false
 
//if...else：通常表现为“如果满足某种条件，就进行某种处理，否则就进行另一种处理”
int a = 10;
int b = 11;
if(a >= b){
	System.out.println("a >= b");
}else{
	System.out.println("a < b");
}
 
//if...else if 多分支语句 
int x = 40;
if(x > 60) {
	System.out.println("x > 60");
} else if (x > 30) {
	System.out.println("x > 30");
} else if (x > 0) {
	System.out.println("x > 0");
} else {
	System.out.println("x <= 0");
}

注意：if 后的 （） 内的表达式必须是 boolean 型的。如果为true，则执行if后的复合语句；如果为false，则执行else后的复合语句。

//switch 多分支语句：一种比 `if...else if`语句更优雅的使用方式
switch (week) {
	case 1:
		System.out.println("1");
		break;
	case 2:
		System.out.println("2");
		break;
	case 3:
		System.out.println("3");
		break;
	default:
		System.out.println("No Else");
		break;
}

循环语句

在满足一定条件下反复执行某一表达式的操作，直到满足循环语句的要求。主要有 for，do...while，while 。都是利用一个条件来控制是否要继续反复执行这个语句。

while与do...while

//当布尔值为true的时候，执行下面的表达式，布尔值为false的时候，结束循环，布尔值其实也是一个表达式
int a = 5;
//while
while(a > 3){
	a--;
}
//do...while
do {
	System.out.println("b == " + a);
	a--;
} while(a == 1);

两者唯一区别

1. do...while语句至少执行一次，即使第一次的表达式为false。
2. 而在while循环中，如果第一次条件为false，那么根本不会执行其中的语句。

for循环语句

是开发中常用的循环方式。它的形式如下

//每次迭代前都会测试布尔表达式。
//如果表达式结果是false，就会执行for语句后面的代码块。
//每次循环结束，会按照步进的值执行下一次循环。
for(初始化;布尔表达式;步进){
    代码块;
}

逗号操作符

Java里唯一用到逗号操作符的就是 for 循环控制语句。

在表达式的初始化部分，可以使用一系列的逗号分隔的语句；通过逗号操作符，可以在 for 语句内定多个变量，但它们必须具有相同的类型。

for(int i=1,j=i*2;i<5;i++,j=i*3,j=i*4){
	System.out.println("i="+i+" "+"j="+j);
}
//i=1 j=2
//i=2 j=8
//i=3 j=12

for语句中的int定义涵盖了i和j，在初始化部分实际上可以拥有任意数量的具有相同类型的变量定义。

在控制表达式中，定义多个变量的能力只限于for循环适用，其他任何选择或迭代语句中都不能使用这种方式。

for-each语句

在 Java JDK 1.5 中还引入了一种更加简洁的，方便对数组和集合进行遍历的方法，即 for-each 语句。

int array[] = {1,2,3};
for (int arr : array){
	System.out.println("i="+i+" "+"j="+j);
}

跳转语句

Java语言中，有三种跳转语句：break，continue 和 return

break

switch中已经见到了，它是用于终止循环的操作，实际上break语句在 for，do...while，while 循环语句中，用于强行退出当前循环，例如

for(int i = 0;i < 10;i++){
	if(i == 5){
		break;
	}
}

continue

该语句也可以放在循环语句中，它与 break 语句具有相反的效果，它的作用是用于执行下次循环，而不是退出当前循环。

//求1到100的奇数和
int sum=0;
for(int i=0;i<=100;i++){
	if(i%2==0){
		continue;
	}
	sum+=i;
}

return

return语句作为一个无条件的分支，他不需要判断条件即可发生。

主要用途

1. 用来表示一个方法的返回值（前提是返回值类型不是void）。
2. 是由return导致方法退出并返回值。