Java 基礎(chǔ)語法

Java 標識符

??Java 對各種變量、方法和類等要素命名時使用的字符序列稱為 標識符，定義合法標識符規(guī)則如下：

• 由 26 個英文字母大小寫、0-9、_ 或 $ 組成
• 數(shù)字不可以開頭
• 不可以使用關(guān)鍵字和保留字，但能包含關(guān)鍵字和保留字
• Java 中嚴格區(qū)分大小寫，長度無限制
• 標識符不能包含空格

??Java 中的名稱命名規(guī)范如下：

• 包名使用多單詞組成時所有字母都小寫（xxxyyyzzz）
• 類名、接口名使用多單詞組成時，所有單詞的首字母大寫（XxxYyyZzz）
• 變量名、方法名使用多單詞組成時，第一個單詞首字母小寫，第二個單詞開始每個單詞首字母大寫（xxxYyyZzz）
• 常量名的所有字母都要大寫，多單詞時每個單詞用下劃線連接（XXX_YYY_ZZZ）
• 為了提高閱讀性，要見名知意
• 不建議使用漢字命名

關(guān)于 Java 關(guān)鍵字和保留字
（一）Java 關(guān)鍵字

• 用于定義數(shù)據(jù)類型的關(guān)鍵字：class、interface、enum、byte、short、int、long、float、double、char、boolean、void
• 用于定義流程控制的關(guān)鍵字：if、else、switch、case、default、while、do、for、break、continue、return
• 用于定義訪問權(quán)限修飾符的關(guān)鍵字：private、protected、public
• 用于定義類、函數(shù)、變量修飾符的關(guān)鍵字：abstract、final、static、synchronized
• 用于定義類與類之間關(guān)系的關(guān)鍵字：extends、implements
• 用于定義建立實例及引用實例，判斷實例的關(guān)鍵字：new、this、super、instanceof
• 用于異常處理的關(guān)鍵字：try、catch、finally、throw、throws
• 用于包的關(guān)鍵字：package、import
• 其他修飾符關(guān)鍵字：native、strictfp、transient、volatile 、assert
• 用于定義數(shù)據(jù)類型值的字面值：true、false、null

（二）Java 保留字
??Java 保留字是現(xiàn)有 Java 版本尚未使用，但以后版本可能會作為關(guān)鍵字使用，命名標識符時要避免使用這些保留字：goto、const。

變量

變量的類型

??變量是程序中最基本的存儲單元（包含變量類型、變量名和存儲的值），用于在內(nèi)存中保存數(shù)據(jù)。Java 中使用變量時需要注意：

• Java 中每個變量必須先聲明后使用
• 使用變量名來訪問這塊區(qū)域的數(shù)據(jù)
• 變量的作用域在其定義所在的一對 { } 內(nèi)
• 變量只有在其作用域內(nèi)才有效
• 同一個作用域內(nèi)不能定義重名的變量

??對于每一種數(shù)據(jù)都定義了明確的數(shù)據(jù)類型（強類型語言），在內(nèi)存中分配了不同大小的內(nèi)存空間：

??按照變量聲明的位置不同，可以分為：成員變量和局部變量：

Java 基本數(shù)據(jù)類型

??整數(shù)類型包括：byte、short、int 和 long，使用案例如下：

// byte： -128 ~ 127
byte b = 125;
// short：-2^15 ~ 2^15-1
short s = 126;
// int: 默認的整型，-2^31 ~ 2^31-1
int i = 129;
// long -2^63 ~ 2^63-1
long l = 1258L;

??浮點型包括：float、double，使用案例如下：

// float 4字節(jié) -3.403E38 ~ 3.403E38
float f = 12.34f;
// double 8字節(jié) -1.798E308 ~ 1.798E308 默認類型
double d = 12.34;

??字符型包括：char，使用案例如下：

/*
* char 可以有三種表現(xiàn)形式
*/
// 1. 單個字符
char c1 = 'a';
// 2. 轉(zhuǎn)義字符
char c2 = '\n';
// 3. Unicode值
char c3 = '\u000f';
System.out.println(c1);
System.out.println(c2);
System.out.println(c3);

??布爾類型包括：boolean，一般用來判斷邏輯條件：

// 注意：Java 中的 boolean 類型只能取值 true 和 false
boolean isMan = false;

基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換

（一）自動類型轉(zhuǎn)換

??自動類型轉(zhuǎn)換是指容量小的類型自動轉(zhuǎn)換為容量大的數(shù)據(jù)類型。數(shù)據(jù)類型按容量大小排序為：

• 有多種類型的數(shù)據(jù)混合運算時，系統(tǒng)首先自動將所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成容量最大的那種數(shù)據(jù)類型，然后再進行計算
• byte、short、char 之間不會相互轉(zhuǎn)換，它們?nèi)咴谟嬎銜r首先轉(zhuǎn)換為 int 類型
• boolean 類型不能與其它數(shù)據(jù)類型運算
• 當(dāng)把任何基本數(shù)據(jù)類型的值和字符串進行連接運算時（+），基本數(shù)據(jù)類型的值將自動轉(zhuǎn)化為字符串類型

// 全部提升為double類型
byte b1 = 12;
byte b2 = 22;
// 下面的代碼報錯，因為byte和byte運算也會自動轉(zhuǎn)換為 int
// byte b3 = b1 + b2;
int i = b1 + b2;

（二）強制類型轉(zhuǎn)換

??強制類型轉(zhuǎn)換是自動類型轉(zhuǎn)換的逆過程，能夠?qū)⑷萘看蟮臄?shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為容量小的數(shù)據(jù)類型。使用時要加上強制轉(zhuǎn)換符 () ，但可能造成精度降低或溢出，需要格外要注意。

int number = (int)12.23;

??通常字符串不能直接轉(zhuǎn)換為基本類型，但通過基本類型對應(yīng)的包裝類則可以實現(xiàn)把字符串轉(zhuǎn)換成基本類型：

int number = Integer.parseInt("123");

??boolean 類型不可以轉(zhuǎn)換為其它的數(shù)據(jù)類型。

運算符

常見運算符

（一）算術(shù)運算符

??常見的算術(shù)運算符如下：

運算符	運算	案例	結(jié)果
+	正號	+3	3
-	負號	b=4;-b	-4
+	加	5+5	10
-	減	6-4	2
*	乘	3*4	12
/	除	5/5	1
%	取模（取余）	7%5	2
++	自增（前）：先運算后取值	a=2;b=++a;	a=3;b=3
++	自增（后）：先取值后運算	a=2;b=a++;	a=3;b=2
–	自減（前）：先運算后取值	a=2;b=–a;	a=1;b=1
–	自減（后）：先取值后運算	a=2;b=a–;	a=1;b=2
+	字符串連接	“He” + “l(fā)lo”	“Hello”

算術(shù)運算符需要注意的問題

• 如果對負數(shù)取?？梢园涯?shù)的負號忽略不記（如：5 % -2 = 1），但被模數(shù)是負數(shù)則不可忽略（如：-5 % -2 = -1）；此外，取模運算的結(jié)果不一定總是整數(shù)
• 對于除號 /，它的整數(shù)除和小數(shù)除是有區(qū)別的：整數(shù)之間做除法時只保留整數(shù)部分而舍棄小數(shù)部分
• + 除字符串相加功能外，還能把非字符串轉(zhuǎn)換成字符串

（二）賦值運算符

??賦值運算符是= ，當(dāng) = 兩側(cè)數(shù)據(jù)類型不一致時，可以使用自動類型轉(zhuǎn)換或使用強制類型轉(zhuǎn)換原則進行處理（支持連續(xù)賦值）。此外，賦值運算符還包括下面的擴展賦值運算符：+=、-=、*=、/=、%= 。

（三）比較運算符（關(guān)系運算符）

運算符	運算	案例	結(jié)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	檢查是否是類的對象	“Hello” instanceof String	true

注意

• 比較運算符的結(jié)果都是 boolean 型
• 比較運算符 == 不能誤寫成 =

（四）邏輯運算符

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

& 和 && 的區(qū)別

• 單& 時，左邊無論真假，右邊都進行運算
• 雙 & 時，如果左邊為真，右邊參與運算；如果左邊為假，那么右邊不參與運算
• | 和 || 的區(qū)別同理，||表示當(dāng)左邊為真，右邊不參與運算。

int a = 20;
// ++a > 10 不會執(zhí)行
if (false && ++a > 10) {}
System.out.println(a); // 20
// ++a > 10 會執(zhí)行
if (false & ++a > 10) {}
System.out.println(a); // 21
// ++a > 10 不會執(zhí)行
if (true || ++a > 10) {}
System.out.println(a); // 21
// ++a > 10 會執(zhí)行
if (false | ++a > 10) {}
System.out.println(a); // 22

（五）位運算符

運算符	運算	范例	結(jié)果
<<	左移	3 << 2	12
>>	右移	3 >> 1	1
>>>	無符號右移	3 >>> 1	1
&	與運算	6 & 3	2
|	或運算	6 | 3	7
^	異或運算	6 ^ 3	5
~	取反運算	~6	-7

位運算符是直接對整數(shù)的二進制進行的運算。

運算符	說明
<<	空位補0，被移除的高位丟棄，空缺位補0
>>	被移位的二進制最高位是0，右移后空缺位補0；最高位是1，空缺位補1
>>>	被移位二進制最高位無論是0或者是1，空缺位都用0補
&	二進制位進行&運算，只有1&1時結(jié)果是1，否則是0
|	二進制位進行 | 運算，只有 0|0 時的結(jié)果是0，否則是1
^	相同二進制位進行 ^ 運算，結(jié)果是0；不相同二進制位 ^ 運算結(jié)果是1
~	正數(shù)取反，各二進制碼按補碼各位取反；負數(shù)取反，各二進制碼按補碼各位取反

（六）三元運算符

??三元運算符的格式如下 (條件表達式？表達式1：表達式2)，當(dāng)條件表達式為 true 的時候運算結(jié)果是表達式 1，否則是表達式2：

int number = 3 > 2 ? 3 : 2;

運算符的優(yōu)先級

??運算符有不同的優(yōu)先級，所謂優(yōu)先級就是表達式運算中的運算順序。如圖，上一行運算符總優(yōu)先于下一行：

程序流程控制

??流程控制語句是用來控制程序中各語句執(zhí)行順序的語句，可以把語句組合成能完成一定功能的小邏輯模塊。流程控制方式采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計中規(guī)定的三種基本流程結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。

分支語句

（一）if-else 語句

import java.util.Scanner;public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {int ticket = (int)(Math.random() * 90 + 10);Scanner sc = new Scanner(System.in);System.out.print("請輸入彩票號碼（兩位數(shù)）:");int number = sc.nextInt();String tStr = "" + ticket;String nStr ="" + number;System.out.println("彩票號碼：" + ticket);System.out.println("輸入的號碼：" + number);if (tStr.equals(nStr)) {System.out.println("獎金 10000 美元");} else if (tStr.charAt(0) == nStr.charAt(1) && tStr.charAt(1) == nStr.charAt(0) ) {System.out.println("獎金 3000 美元");} else if (tStr.charAt(0) == nStr.charAt(0) || tStr.charAt(1) == nStr.charAt(1) ) {System.out.println("獎金 1000 美元");} else if (tStr.charAt(0) == nStr.charAt(1) || tStr.charAt(1) == nStr.charAt(0) ) {System.out.println("獎金 500 美元");} else {System.out.println("毛都沒有");}}
}

if-else 使用說明

• 條件表達式必須是布爾表達式（關(guān)系表達式或邏輯表達式）、布爾變量
• 語句塊只有一條執(zhí)行語句時，一對{}可以省略，但建議保留
• if-else 語句結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可以嵌套使用
• 當(dāng) if-else 結(jié)構(gòu)是多選一時，最后的 else 是可選的，根據(jù)需要可以省略
• 當(dāng)多個條件是互斥關(guān)系時，條件判斷語句及執(zhí)行語句間順序無所謂；當(dāng)多個條件是包含關(guān)系時，需要遵循 小上大下 / 子上父下

int score = 80;
if (score >= 90) {System.out.println("優(yōu)秀");
} else if (score >= 80) {System.out.println("良好");
} else if (score >= 60) {System.out.println("及格");
} else {System.out.println("不及格");
}

（二）switch-case 語句

import java.util.Scanner;public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {// 根據(jù)用于指定月份，打印該月份所屬的季節(jié)// 3,4,5 春季 6,7,8 夏季 9,10,11 秋季 12, 1, 2 冬季Scanner sc = new Scanner(System.in);System.out.print("請輸入月份：");int month = sc.nextInt();switch (month) {case 3:case 4:case 5:System.out.println("春季");break;case 6:case 7:case 8:System.out.println("夏季");break;case 9:case 10:case 11:System.out.println("秋季");break;case 12:case 1:case 2:System.out.println("冬季");break;default:System.out.println("出入月份不對");break;}}
}

switch-case 使用說明

• switch(表達式) 中表達式的值必須是下述幾種類型之一：byte，short，char，int，枚舉，String
• case 子句中的值必須是常量，不能是變量名或不確定的表達式值
• 同一個 switch 語句，所有 case 子句中的常量值互不相同
• break 語句用來在執(zhí)行完一個 case 分支后使程序跳出 switch 語句塊。如果沒有break，程序會順序執(zhí)行到 switch 結(jié)尾
• default 子句是可任選的，其位置也是靈活的，當(dāng)沒有匹配的 case 時執(zhí)行 default

switch 和 if 語句的對比

• 如果判斷的具體數(shù)值不多，而且符合 byte、short、char、int、String、枚舉等幾種類型，雖然兩個語句都可以使用，但建議使用 swtich 語句，因為效率稍高
• 其他情況，如：對區(qū)間判斷、對結(jié)果為 boolean 類型判斷等，則使用if，因為 if 的使用范圍更廣

??也就是說，使用 switch-case 的，都可以改寫為 if-else ，反之不成立。

循環(huán)結(jié)構(gòu)

常用的循環(huán)結(jié)構(gòu)

??循環(huán)結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)在某些條件滿足的情況下反復(fù)執(zhí)行特定代碼的功能，一般循環(huán)語句由四個部分組成：初始化部分（init_statement）、循環(huán)條件部分（test_exp）、循環(huán)體部分（body_statement）和迭代部分（alter_statement）

（一）for 循環(huán)

public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {int sum = 0;for (int i = 0; i < 100; i++) {if (i % 2 == 0) {sum += i;}}System.out.println("100 以內(nèi)的偶數(shù)的和是：" + sum);}
}

（二）while 循環(huán)

public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {int sum = 0;int i = 0;while (i < 100) {if (i % 2 == 0) {sum += i;}i++;}System.out.println("100 以內(nèi)的偶數(shù)的和是：" + sum);}
}

（三）do-while 循環(huán)

public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {int sum = 0;int i = 0;do  {if (i % 2 == 0) {sum += i;}i++;} while (i < 100);System.out.println("100 以內(nèi)的偶數(shù)的和是：" + sum);}
}

循環(huán)的嵌套

??循環(huán)是可以嵌套的，將一個循環(huán)放在另一個循環(huán)體內(nèi)就形成了嵌套循環(huán)：

public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {for (int i = 1; i <= 9; i++) {for (int j = 1; j <= i; j++) {System.out.print(i + "*" + j + "=" + (i * j) + "\t");}System.out.println();}}
}

break 和 continue 關(guān)鍵字

??break 語句用于終止某個語句塊的執(zhí)行：

public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 3; i++) {for (int j = 0; j < 10; j++) {if (j % 2 == 0) {System.out.print(j + "\t");break;}}System.out.println();}}
}

??break 語句出現(xiàn)在多層嵌套的語句塊中時，可以通過標簽指明要終止的是哪一層語句塊：

public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {out: for (int i = 0; i < 3; i++) {for (int j = 0; j < 10; j++) {if (j % 2 == 0) {System.out.print(j + "\t");break out;}}System.out.println();}}
}

??continue 語句用于跳過其所在循環(huán)語句塊的一次執(zhí)行，繼續(xù)下一次循環(huán)（continue 只能使用在循環(huán)結(jié)構(gòu)中）：

public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 3; i++) {for (int j = 0; j < 10; j++) {if (j % 2 == 0) {System.out.print(j + "\t");continue;}}System.out.println();}}
}

??continue 語句出現(xiàn)在多層嵌套的循環(huán)語句體中時，可以通過標簽指明要跳過的是哪一層循環(huán)：

public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {out: for (int i = 0; i < 3; i++) {for (int j = 0; j < 10; j++) {if (j % 2 == 0) {System.out.print(j + "\t");continue out;}}System.out.println();}}
}

特殊流程控制語句說明

• break 只能用于 switch 語句和循環(huán)語句中
• continue 只能用于循環(huán)語句中
• continue 是終止本次循環(huán)，break 是終止本層循環(huán)
• break、continue 之后不能有其他的語句，因為程序永遠不會執(zhí)行其后的語句
• 標號語句必須緊接在循環(huán)的頭部，標號語句不能用在非循環(huán)語句的前面
• return 并非專門用于結(jié)束循環(huán)的，它的功能是結(jié)束一個方法，當(dāng)一個方法執(zhí)行到一個return 語句時，這個方法將被結(jié)束
• 與 break 和 continue 不同的是，return 直接結(jié)束整個方法，不管這個 return 處于多少層循環(huán)之內(nèi)

數(shù)組

??數(shù)組（Array）是多個相同類型數(shù)據(jù)按一定順序排列的集合，使用一個名字命名，并通過編號的方式對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理：

• 數(shù)組本身是 引用數(shù)據(jù)類型，而數(shù)組中的元素可以是 任何數(shù)據(jù)類型（包括：基本數(shù)據(jù)類型和引用數(shù)據(jù)類型）
• 創(chuàng)建數(shù)組對象會在內(nèi)存中開辟一整塊 連續(xù)的空間，而數(shù)組名中引用的是這塊連續(xù)空間的 首地址
• 數(shù)組的 長度一旦確定，就不能修改
• 可以直接通過下標（或索引）的方式調(diào)用指定位置的元素，速度很快
• 數(shù)組的分類：
  • 按照維度：一維數(shù)組、二維數(shù)組、三維數(shù)組、…
  • 按照元素的數(shù)據(jù)類型分：基本數(shù)據(jù)類型元素的數(shù)組、引用數(shù)據(jù)類型元素的數(shù)組

一維數(shù)組

??數(shù)組的初始化方式如下：

// 方法一
int arr1[];
arr1 = new int[3];// 方法二
int arr2[] = new int[3];// 方法三
int arr3[] = new int[] {1, 2, 3};// 方法四
int arr4[] = {1, 2, 3, 4};
arr4[0] = 1;
System.out.println(arr4[0]);

關(guān)于數(shù)組的幾點說明

• 定義并用運算符 new 為之分配空間后，才可以引用數(shù)組中的每個元素
• 數(shù)組元素的引用方式：數(shù)組名[數(shù)組元素下標]
• 每個數(shù)組都有一個屬性 length 指明它的長度（數(shù)組一旦初始化，其長度是不可變的）

??數(shù)組是引用類型，它的元素相當(dāng)于類的成員變量，因此數(shù)組一經(jīng)分配空間，其中的每個元素也被按照成員變量同樣的方式被隱式初始化：

• 對于基本數(shù)據(jù)類型而言，默認初始化值各有不同
• 對于引用數(shù)據(jù)類型而言，默認初始化值為 null

數(shù)組元素類型	元素默認初始值
byte	0
short	0
int	0
long	0L
float	0.0F
double	0.0
char	0 或 ‘\u0000’
boolean	false
引用類型	null

多維數(shù)組的使用

??Java 語言里提供了支持多維數(shù)組的語法，但是從數(shù)組底層的運行機制來看，其實沒有多維數(shù)組：

// 方法一
int[][] arr1 = new int[3][2];// 方法二
int[][] arr2 = new int[3][];// 方法三
int[][] arr3 = new int[][]{{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}
};

Arrays 工具類的使用

??java.util.Arrays 類是操作數(shù)組的工具類，包含了用來操作數(shù)組（比如：排序和搜索）的各種方法：

方法	說明
boolean equals(int[] a, int[] b)	判斷兩個數(shù)組是否相等
String toString(int[] a)	輸出數(shù)組信息
void fill(int[] a, int val)	將指定值填充到數(shù)組之中
void sort(int[] a)	對數(shù)組進行排序
int binarySearch(int[] a, int key)	對排序后的數(shù)組進行二分法檢索指定的值

public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {int[] array = {2,4,1,2,7,9,5,6,7};System.out.println(Arrays.toString(array));Arrays.sort(array);System.out.println(Arrays.toString(array));}
}

數(shù)組中常見的異常

// 數(shù)組腳標越界異常（ArrayIndexOutOfBoundsException）
// 訪問到了數(shù)組中的不存在的腳標時發(fā)生
int[] arr = new int[2];
System.out.println(arr[2]);
System.out.println(arr[-1]);// 空指針異常(NullPointerException)
// arr引用沒有指向?qū)嶓w，卻在操作實體中的元素時。
int[] arr = null;
System.out.println(arr[0]);