从0开始学Java：Java基础语法

Java基础语法包括以下几个方面：

数据类型：Java支持多种数据类型，包括基本数据类型（如int、double、char等）和引用数据类型（如String、数组、类等）。
运算符：Java支持多种运算符，包括算术运算符（如+、-、*、/等）、比较运算符（如==、!=、<、>等）、逻辑运算符（如&&、||、!等）等。
控制结构：Java支持多种控制结构，包括条件语句（如if、else if、else）、循环语句（如for、while、do while）等。
异常处理：Java支持异常处理，可以帮助程序处理运行时错误，提高程序的健壮性。
面向对象编程：Java是一种面向对象的编程语言，支持类和对象的概念，可以实现封装、继承和多态等特性。

1. 注释

• 注释：就是对代码的解释和说明。其目的是让人们能够更加轻松地了解代码。为代码添加注释，是十分必须要的，它不影响程序的编译和运行。

• Java中有单行注释、多行注释和文档注释

• 单行注释以 //开头，以换行结束，格式如下：

  // 注释内容
  1

• 多行注释以 /*开头，以*/结束，格式如下：

  /*
  	注释内容
  	注释内容
  */
  1
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  4

• 文档注释以/**开头，以*/结束

  /**
  	注释内容
  	@author   可指定 java java程序的作者
  	@version  可指定源文件的版本
  */
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2. 关键字（Keyword）

• 什么是关键字：被java语言赋予了特殊含义的字符串（单词）。

  例如HelloWorld案例中，出现的关键字有 public 、class 、 static 、 void 等，这些单词已经被Java定义，具有明确的含义。

• 关键字的特点：全部都是小写字母。

• Java有哪些关键字：
  

3. 标识符( Identifier)

• 标识符概念 即给类、变量、方法、包等命名的字符序列，称为标识符。

简单的说，凡是程序员自己命名的部分都可以称为标识符。

• 标识符的命名规则（必须遵守）

  （1）组成：英文大小写字母，数字，下划线_，美元符号$

  （2）数字不能开头

  （3）严格区分大小写

  （4）不能使用Java的关键字（包含保留字）和特殊值

• 标识符的命名规范（遭受鄙视）

  （1）见名知意

  （2）类名、接口名等：每个单词的首字母都大写（大驼峰法则），形式：XxxYyyZzz，

  例如：HelloWorld，String，System等

  （3）变量、方法名等：从第二个单词开始首字母大写（小驼峰法则），其余字母小写，形式：xxxYyyZzz，

  例如：age,name,bookName,main

  （4）包名等：每一个单词都小写，单词之间使用点.分割，形式：xxx.yyy.zzz，

  例如：java.lang

  （5）常量名等：每一个单词都大写，单词之间使用下划线_分割，形式：XXX_YYY_ZZZ，

  例如：MAX_VALUE, PI

4. 常量（Constant）

• 常量概念在程序执行的过程中，其值不可以发生改变的量。

• 常量的分类：

  • 自定义常量：通过final关键字定义（后面在面向对象部分讲解）

  • 字面值、字面量（literal）：

    字面量分类	举例
    字符串字面量	“HelloWorld”
    整数字面量	12，-23
    浮点字面量	12.34
    字符字面量	‘a’，‘A’，‘0’，‘好’
    布尔字面量	true，false
    空值字面量	null

    public class ConstantDemo {
    	public static void main(String[] args) {
    		//字符串常量
    		System.out.println("HelloWorld");
    		
    		//整数常量
    		System.out.println(12);
    		System.out.println(-23);
    		
    		//小数常量
    		System.out.println(12.34);
    		
    		//字符常量
    		System.out.println('a');
    		System.out.println('A');
            System.out.println('0');
    		
    		//布尔常量
    		System.out.println(true);
    		System.out.println(false);
    	}
    }
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    22

    注意事项：

    ​ 字符字面量，单引号里面有且仅有一个字符。

    ​ 字符串字面量，使用双引号表示，可以包含多个字符。

    ​ 空值字面量，是一种特殊值，不可以在输出语句中直接打印

5. 输出语句

• 换行输出语句：输出内容，完毕后进行换行，格式如下：

  System.out.println(输出内容);
  1

• 直接输出语句：输出内容，完毕后不做任何处理，格式如下

  System.out.print(输出内容);
  1

示例代码：

对比如下两组代码：
System.out.println("tom");
System.out.println(18);

System.out.print("jack");
System.out.print(19);
//--------------------------
System.out.println("jack"+19);//jack19
System.out.println(100+19+"jack");//119jack
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注意事项：

​ 换行输出语句，括号内可以什么都不写，只做换行处理

​ 直接输出语句，括号内什么都不写的话，编译报错

​ 只能输出一个数据，不能同时输出多个数据，如果要输出多个数据可以使用 + 把多个数据连接起来，变成为一个数据进行输出。

6. 变量（Variable）

• 变量的概念:

  在程序执行的过程中，其值可以发生改变的量

• 变量的作用:

  用来存储数据，代表内存的一块存储区域，这块内存中的值是可以改变的。

  

• 定义格式：

  1. 声明变量，并同时赋值

     数据类型 变量名=初始化值；

     //声明并同时赋值，存储一个整数的年龄
     int age = 18;
     //打印输出变量值
     //+号表示连接符，把""中的字符串与变量age中的数据连接进行输出
     System.out.println("age = " + age);
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  2. 先声明，再赋值

     数据类型 变量名;

     变量名=初始值；

     //先声明，再赋值
     int age;
     age=18;
     //打印输出变量值
     System.out.println("age = " + age);//18
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     //变量可以重新赋值
     age=19;
     System.out.println("age = " + age);//19 
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     3

  3. 同时声明多个变量

     数据类型 变量名1=初始值，变量名2=初始值；

     //声明多个变量并同时赋值
     int a=11,b=22;
     //或者先声明再赋值
     int c,d;
     c=33;
     d=44;
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• 变量的使用注意事项

  • 先声明后使用

    ​ 如果没有声明，会报“找不到符号”错误

  • 在使用之前必须初始化

    ​ 如果没有初始化，会报“未初始化”错误

  • 变量有作用域

    ​ 作用域为变量直接所属的{}范围内，如果超过作用域，也会报“找不到符号”错误

  • 在同一个作用域中不能重名

    ​ 同一个{}，不能同时声明两个同名变量

7. 计算机如何存储数据

计算机世界中只有二进制。那么在计算机中存储和运算的所有数据都要转为二进制。包括数字、字符、图片、声音、视频等。

7.1 进制

1. 进制分类与表示方式

   （1）十进制：
   数字组成：0-9
   进位规则：逢十进一

   System.out.println(10);//10表示十进制的10，输出十进制结果10
   1

   （2）二进制：
   数字组成：0-1
   进位规则：逢二进一

   表示方式：以0b或0B开头

   System.out.println(0B10);//0B10表示二进制的10，输出十进制结果2
   1

   十进制的256，二进制：100000000，为了缩短二进制的表示，又要贴近二进制，在程序中引入八进制和十六进制

   （3）八进制：很少使用
   数字组成：0-7
   进位规则：逢八进一

   表示方式：以0开头

   System.out.println(010);//010表示八进制的10，输出十进制结果8
   1

   与二进制换算规则：每三位二进制是一位八进制值

   （4）十六进制
   数字组成：0-9，a-f或A-F
   进位规则：逢十六进一

   表示方式：以0x或0X开头

   System.out.println(0X10);//0x10表示十六进制的10，输出十进制结果16
   1

   与二进制换算规则：每四位二进制是一位十六进制值

2. 进制的转换

   十进制	二进制	八进制	十六进制
   0	0	0	0
   1	1	1	1
   2	10	2	2
   3	11	3	3
   4	100	4	4
   5	101	5	5
   6	110	6	6
   7	111	7	7
   8	1000	10	8
   9	1001	11	9
   10	1010	12	a或A
   11	1011	13	b或B
   12	1100	14	c或C
   13	1101	15	d或D
   14	1110	16	e或E
   15	1111	17	f或F
   16	10000	20	10

• 任意进制转十进制

  十进制的本质：123=1*10^2+2*101+3*10^0

  系数：就是每一个位上的数值。上例中的1,2,3
  基数：x进制的基数就是x。上例中的10
  权：对每一个位上的数据，从右到左，并且从0开始编号，对应的编号就是该数据的权。上例中的0,1,2

  任意进制转十进制：系数*基数^权次幂之和。

• 十进制转任意进制：

  十进制数除以基数取余，直到商为0，余数反转。

  十进制转二进制：十进制整数6除以基数2，倒序取余数，结果为二进制数110
  

7.2 计算机存储单位

• 位（bit） 是数据存储的最小单位，也就是一个二进制位。其中8 bit 就称为1个字节(Byte)。
• 字节（Byte）： 是计算机信息技术用于计量存储容量的一种计量单位，1字节等于8bit。
• 转换关系：
  • 8 bit = 1 Byte
  • 1024 Byte = 1 KB
  • 1024 KB = 1 MB
  • 1024 MB = 1 GB
  • 1024 GB = 1 TB

7.3 二进制数据存储

计算机底层都是使用二进制进行数据的存储的。不同类型的数据，存储方式也有不同。

1. 整数存储
   计算机底层存储整数并不是把整数转换为二进制直接存储，而是以二进制的补码形式进行存储。要了解补码还要知道原码和反码：

   原码：把十进制转为二进制，然后最高位设置为符号位，1表示负数，0表示正数。

   正整数的原码、反码和补码都一样，称为三码合一。

   负整数的反码和补码表示为：

   反码：负整数的反码在其原码的基础上，符号位不变，其余位取反（0变1,1变0）

   补码：负整数的补码为其反码基础上+1

   例如：用1个字节的二进制表示一个数
   
   25 ==> 原码  0001 1001 ==> 反码  0001 1001 -->补码  0001 1001
   -25 ==>原码  1001 1001 ==> 反码  1110 0110 ==>补码  1110 0111
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   一个字节可以存储的整数范围

   分为两种情况：

   （1）无符号：不考虑正负数

   0000 0000 ~ 1111 1111 ==> 0~255
   1

   （2）有符号：-128~127

   0000 0000 ~ 0111 1111 ==> 0~127
   
   1000 0001 ~ 1111 1111 ==> -127 ~ -1 （补码形式存储）
   
   1000 0000  ==> -128     特殊值，最高位既是符号位，又是数值位
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2. 如何存储小数（了解）

   • 为什么float（4个字节）比long（8个字节）的存储范围大？
   • 为什么double（8个字节）比float（4个字节）精度范围大？
   • 为什么float和double不精确

   因为float、double底层也是二进制，先把小数转为二进制，然后把二进制表示为科学记数法，然后只保存：

   ①符号位②指数位③尾数位

   

   详见《float型和double型数据的存储方式.docx》

3. 如何存储字符

   在计算机的内部都是二进制的0、1数据，如何让计算机可以直接识别人类文字的问题呢？就产生出了编码表的概念。

   • 编码表

     就是将人类的文字和一个十进制数进行对应起来组成一张表格。例如：

     字符	十进制数值	二进制数值
     ‘0’	48	0011 0000
     ‘A’	65	0100 0001
     ‘a’	97	0110 0001

     将所有的英文字母，数字，符号都和十进制进行了对应，因此产生了世界上第一张编码表ASCII（American Standard Code for Information Interchange 美国标准信息交换码）。

     Unicode(统一码、万国码、单一码)是计算机科学领域里的一项业界标准，包括字符集、编码方案等。Unicode 是为了解决传统的字符编码方案的局限而产生的，它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。

     Java中使用的字符集：Unicode编码集

     unicode使用2个字节存储一个字符，对于大量的英文字符（1个字节可以存储），无疑是浪费空间的，所以出现了UTF-8、UTF-16编码规则，UTF-8是以8位为一个编码单位的可变长编码规则。这时：

     英文字符：还是按照ASCII码表对应的数字进行存储（1个字节）

     中文字符：通常需要3个字节来存储

   • Java中字符常量的几种表示方式

     （1）‘一个字符’

     ​ 例如：‘A’，‘0’，‘我’

     （2）转义字符

     \n：换行
     \r：回车
     \t：Tab键
     \\：\
     \"："
     \'：'
     \b：删除键Backspace
         
     System.out.println('\\');
     System.out.println("hello\tworld\njava");
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     （3）\u字符的Unicode编码值的十六进制型

     ​ 例如：‘\u5C1A’代表’尚’

     char c = '\u5C1A';
     char c = '尚';
     String s = '尚';//错误的，哪怕是一个字符，也要使用双引号
     
     char c2 = '';//错误，单引号中有且只能有一个字符
     String s2 = "";//可以，双引号中可以没有其他字符，表示是空字符串
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     （4）直接给char类型变量赋值十进制的0~65535之间的Unicode编码值

8. 数据类型

8.1 数据类型分类

Java是一种强类型的语言，针对每一种数据都定义了数据类型，不同类型的数据二进制表示方式或分配的空间大小有所不同，java数据类型主要分为两大类：（定义变量需要确定数据类型，即确定数据使用的空间大小和二进制表示形式）

• 基本数据类型：包括 整数、浮点数、字符、布尔。
• 引用数据类型：包括 类、数组、接口等。

8.2 基本数据类型

四类八种基本数据类型：

Java中的默认类型：整数类型是int 、浮点类型是double 。

• 常量整数值都是int类型，占用4个字节空间。
  程序运行期间byte、short、char、boolean实际都是占用4个字节内存空间，
  但在逻辑上：
  ​ byte只有低8位有效空间。
  ​ short只有低16位有效空间。
  ​ 所以，可以直接把一个byte范围内的整数常量值直接赋给byte类型变量。short同理。byte b=10;
  赋值给int，只要在int范围即可。
  赋值给long，在int范围内的，可以加也可以不用加L，会自动升级为long，如果数字超过int范围，必须加L。

• 小数常量值，无论多少，不加F，就是double类型。

8.3 基本数据类型的存储范围

1. 整型系列

（1）byte：字节类型

​ 占内存：1个字节

​ 存储范围：-128~127

byte b=10;
byte b1=128//编译失败: 不兼容的类型: 从int转换到byte可能会有损失
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（2）short：短整型类型

​ 占内存：2个字节

​ 存储范围：-32768~32767

short s=10;
short s1=32768//编译失败: 不兼容的类型: 从int转换到short可能会有损失
1
2

（3）int：整型

​ 占内存：4个字节

​ 存储范围：-2的31次方 ~ 2的31次方-1

int i=10;
int i1=12345678900;//编译错误: 过大的整数: 12345678900
1
2

（4）long：整型

​ 占内存：8个字节

​ 存储范围：-2的63次方 ~ 2的63次方-1

long j=10;
long j1=12345678900L;
1
2

注意：如果要表示某个超过int范围的常量整数它是long类型，那么需要在数字后面加L

2. 浮点型系列（小数）

   （1）float：单精度浮点型

   占内存：4个字节

   精度：科学记数法的小数点后6~7位

   注意：如果要表示某个常量小数是float类型，那么需要在数字后面加F或f，否则就是double类型

   （2）double：双精度浮点型

   占内存：8个字节

   精度：科学记数法的小数点后15~16位

   float f = 12.3F;//右边如果赋值小数常量值，那么必须加F或f
   double d = 12.3;		
   1
   2

3. 单字符类型：char

   占内存：2个字节

   char ch='a';
   1

   char类型：使用单引号’’

4. 布尔类型

   boolean：只能存储true或false

   虽然计算机底层使用0和1表示false和true，但是在代码中不能给boolean类型的变量赋值0和1，只能赋值false和true

9. 基本数据类型转换

在Java程序中，不同的基本数据类型的值经常需要进行相互转换。Java语言所提供的七种数值类型之间可以相互转换，基本数据类型转换有两种转换方式：自动类型转换和强制类型转换。