Java学习笔记-基本程序设计结构

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Eclipse

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  1. File-New-Project
  2. 对话框中选择Java Project

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  1. 点击Finish

Virtual Studio Code

  1. 安装扩展包Java Extension Pack
  2. Ctrl-Shift-D 根据提示生成launch.json配置文件
  3. F5运行程序

第一段Java程序

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// Welcome/Welcome.java
public class Welcome{
public static void main(String [] args){
String greeting = "Welcome to Spaceack's blog";
System.out.println(greeting);
for(int i=0; i<greeting.length(); i++)
System.out.print("=");
System.out.println();
}
}

程序解读

  1. 关键字public称为访问修饰符(access modifier)用于控制程序其它部分对这段代码的访问级别。

  2. 关键字class表明Java程序中的全部内容都包含在类中。

  3. class后面是类名,命名规范类名首字母大写,建议使用骆驼命名法。

  4. 源代码的文件名需与公共类名相同,并用.java作为扩展名。

  5. main方法必须声明为public

  6. Java中所有的函数都属于某个类的方法,因此main方法必须有一个外壳类。每个Java应用程序都必须有一个main方法, 声明格式:

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    public class ClassName{
    public static void main(String[] args){
    program statements
    }
    }
  7. void表示这个方法没有返回值。如果main方法正常退出,Java应用程序退出代码为0。若想终止程序时返回其他代码,需要调用System.exit方法。

  8. 每个程序块使用{}括号包裹,每条语句使用;分号结束。

  9. 输出语句使用了System.out对象,并调用了println方法。

  10. .点号用于调用方法,通用语法为object.method(parameters)

编译运行Welcome

易错点

  1. 需要注意大小写, 类名首字母大写 Welcome
  2. 编译时只需指定类名javac Welcome,不要带扩展名.java.javac

注释

  1. 单行注释//
  2. 多行注释/* */
  3. 文档注释/** */ 可以生成文档
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    /**
    * This is the first sample program
    * @version 1.0 2016-09-03
    * @author Spaceack
    * /

数据类型

Java中规定8种基本类型(primitive type)4种整型,2种浮点型,1种表示Unicode编码的字符型,和一种表示真值的boolean类型。

Java整型

类型 存储 取值 科学
byte 1字节 -128~127 2^7
short 2字节 -32768~32767 2^15
int 4字节 -2147483648~2147483647(错过20亿) 2^31
long 8字节 -9223372036854775808~9223372036854775807 2^63
  1. 长整型数值有一个后缀Ll(4000000000L)
  2. 十六进制数值有一个前缀0x0X(0xCAFE)
  3. 八进制有个前缀0(010 表示对应八进制中的8)
  4. 二进制数值前缀0b0B(0b1001就是9)
  5. 数字字面量加入下划线使之更易读:1_000_000(0b1111_0100_0010_0100_0000)表示一百万。

浮点类型

类型 存储 取值
float 4字节 约 ±3.40282347E+38F(有效位数6~7位)
double 8字节 约 ±1.79769313486231570E+308(有效位数15位)
  1. float类型的数值有一个后缀fF。没有后缀的浮点数默认为double类型

  2. 表示溢出和出错情况的三个特殊的浮点数值

    • 正无穷大,对应常量Double.POSITIVE_INFINITY

    • 负无穷大,Double.NEGATIVE_INFINITY

    • NaN, Double.NaN

      eg: 一个正整数除0的结果为正无穷大。计算0/0或者负数平方根的结果为NaN。

  3. 使用Double.isNaN()方法判断是否等于Double.NaN

  4. 浮点数值表示使用二进制系统表示,会有误差。金融计算应使用BigDecimal类。

char类型

  1. 使用单引号''包裹,例如'A'是编码值为65所对应的字符常量。与被双引号包裹的"A"不同,它是包含一个字符A的字符串。

  2. char类型可以表示十六进制值,范围从\u0000\Uffff。例如\u2122表示注册符号,\u03C0表示希腊字母π

  3. 转义序列\u可以出现在加引号的字符常量或字符串之外(其他转义序列不可以)例如 \u005B\u005D[]的编码。

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    public static void main(String \u005B\u005D args)
  4. 其它特殊字符转义序列

    转义序列 名称 Unicode值
    \b 退格 \u0008
    \t 制表 \u0009
    \n 换行 \u000a
    \r 回车 \u000d
    \“ 双引号 \u0022
    \‘ 单引号 \u0027
    // 反斜杠 \u005c
  5. System.out.println("\u0022+\u0022");的输出会是""吗?不是的, 会输出一个空字符串

  6. 需要小心注释中的\u, // Look inside c:\users 会产生语法错误,因为\u后面并未跟着4个十六进制数。

Unicode

码点(code point): 指与一个编码表中的某个字符对应的代码值。

在Unicode标准中,码点采用16进制书写,并加上前缀U+,egU+0041A的码点。

Unicode码点可以分成17个代码级别(code plane)。第一个代码级别称为基本的多语言级别(basic multilingual plane), 码点从U+0000U+FFFF,包括经典的Unicode代码。其余的16个级别码点从U+10000U+10FFFF,包括一些辅助字符(supplementary character)

UTF-16编码采用不同长度的编码表示所有的Unicode码点。在基本的多语言级别中每个字符用16位表示,通常被称为代码单元(code unit)辅助字符采用一对连续的代码单元进行编码。这样构成的编码值落入基本的多语言级别中空闲的2048字节内,通常被称为替代区域(surrogate area)

在Java中,char类型描述了UTF-16编码中的一个代码单元。

强烈建议不要在程序中使用char类型。建议使用字符串作为抽象数据类型处理。

boolean类型

  1. boolean类型有两个值:falsetrue,用来判定逻辑条件。
  2. 整型和布尔值之间不能相互转换。

变量

  1. Java中每个变量都有1个类型(type),在声明变量时,变量的类型位于变量之前。以分号结束。
  2. 可以使用任何有意义的Unicode字符组成变量名。若想知道该Unicode字符是否可以用作变量名,可以使用Character类的isJavaIdentifierStartisJavaIdentifierPart方法来检查。
  3. 不要使用$字符,它只用在Java编译器或其它工具生成的名字中。
  4. 建议逐一声明(各一行)可以提高程序的可读性。
  5. 变量名建议小写字母,多个单词组成的变量名从第二个单词开始首字母大写。

变量初始化

  1. 声明变量后,必须使用赋值语句对变量显式初始化。
  2. 变量的声明尽可能地靠近变量第一次使用的地方。

    常量

  3. 利用关键字final指示常量。eg:
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    final int MAX_SIZE = 25;
  4. 关键字static final可以设置一个类常量,允许一个类中的多个方法使用,常量还被声明为public, 其它的类也可以使用这个类常量:
    1
    public static final int MAX_SIZE = 25;
  5. 被赋值后不能再更改。
  6. 建议常量名使用全大写。

运算符

算术运算符

符号 含义 使用 例子
+
-
*
/ 操作数都是整数时,表示整数除法,否则表示浮点数除法 50/2=7, 15.0/2=7.5
% 求余(取模) 15%2=1

数学函数

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double x = 4;
// sqrt方法 求平方根
double y = Math.sqrt(x); // 2.0
// pow方法 指数运算 y的x次方
double p = Math.pow(y, x) //16.0
// foorMod方法 取模运算
double m = Math.floorMod(4, 3) //1.0
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// 使用静态导入,调用时省略Math
import static java.lang.Math;
System.out.println(PI);
double s = sin(toRadians(30));
System.out.println(PI);

类型转换

类型间合法转换

  • 虚箭头转换可能会有精度损失
  • 两个操作数,需要转换为同一类型才能运算。

强制类型转换

  • 使用圆括号()包裹要转换的目标类型,后面紧跟需要变换的变量名。
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    double x = 6.66; 
    int nv = (int) x; // 6 截断小数部分变为整型。
    int rv = (int) Math.round(x); // 7 使用round 进行舍入运算,round返回类型为long
    1
    2
    3
    int x = 0;
    x += 3.5; // 3
    // 会执行强制转换,实际为(int)(x + 3.5)

自增运算符

  • “后缀”形式

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    int n = 2;
    int b = 2 * m++; // n is 3, b is 4;
  • “前缀”形式, 先加1。

    1
    2
    int m = 2;
    int a = 2 * ++m; // m is 3, a is 6
  • 建议不在表达式中使用++,会让人迷惑。

关系和布尔运算符

符号 含义 举例
== 相等
!= 不相等
< 小于
> 大于
<= 小于等于
>= 大于等于
&& 逻辑与
` `
? : 三元操作符 condition ? expression1 : expression2
  • &&|| 按照短路方式来求值

位运算符

符号 含义 举例
& and
` ` or
^ xor
~ not
>> 左移
<< 右移
  • &| 按照短路方式来求值
  • 使用掩码技术可以得到整数中的各个位。
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    int n = 0b10000;
    int fourthBitFromRight = (n & 0b1000) / 0b1000; // 0

    int n = 0b11000;
    int fourthBitFromRight = (n & 0b1000) / 0b1000; // 1

    int n = 0b10000;
    int fourthBitFromRight = (n & (1<<3)) >>3; // 0

    int n = 0b11000;
    int fourthBitFromRight = (n & (1<<3)) >>3; // 1

    括号与运算符级别

    括号与运算符级别

枚举类型

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enum Size {SMALL, MEDIUM, LARGE, EXTRA_LARGE};
Size s = Size.MEIUM;

字符串

  • Java字符串就是Unicode字符序列。
  • JAVA没有内置的字符串类型,而是使用标准库中的一个预定义类。
  • 每个由双引号括起来的字符串都是String类的一个序列。
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String name = "Spaceack";

子串

  • 使用substring方法提取子串
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    String name = "Spaceack";
    String subs = name.substring(0,5); //"Space"

    - 子串长度 即 5-0 = 5

    拼接

  • 使用+号 拼接两个字符串
  • 多个字符串使用某个定界符连接,可以使用join静态方法
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    String all = String.join("-", "2016", "10", "01"); //2016-10-01

    不可变字符串

    检测字符串相等

    不要使用== 检测字符串相等。

使用equals方法s.equals(t), 相等返回true, 否则返回false

equalsIgnoreCase方法,不区分大小写。

空串与Null串

空串是长度为0的字符串。
使用 if (str.length() == 0)str.equals("")检测。

使用if (str == null)检测Null串

使用if (str != null && str.length() != 0 ) 检测字符串既不是null, 也不为空串。

码点与代码单元

  • length方法返回采用UTF-16编码表示的给定字符串所需要的代码单元数量
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    4
    5
    6
       String name = "Spaceack👽";
    int n = name.length();// 10
    ```
    - 获取实际长度,即码点数量,可调用:
    ```java
    int cpCount = name.codePointCount(0, name.length()); // 9
    • s.charAt(n) 返回位置n的代码单元,n介于0~s.length() - 1 之间
      1
      2
      char first = name.charAt(0); // S
      char last = name.charAt(9); // ?
  • 得到第i个码点,可调用:
    1
    2
    3
    int i = 8;
    int index = name.offsetByCodePoints(0, i);
    int cp = name.codePointAt(index); // 8128125

    输入输出

    控制流程

    大数值

    数组

术语

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码点(code point): 指与一个编码表中的某个字符对应的代码值。

面向对象程序设计(Object-Oriented Programming, OOP)
lambda表达式(lambda expression)
异常处理(excepion handling)
抽象窗口工具包(abstract window toolkit, AWT)
文章作者: Spaceack
文章链接: http://spaceack.com/2016/09/03/2016-09-03-Java%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%AC%94%E8%AE%B0-%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E7%BB%93%E6%9E%84/
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