Java（一）——基础知识

引言

之前一直对 Java 怀有固执的偏见，以为 Java 是编写前端的语言，作为一个机械生，非常抗拒去学它。

但是最近接触一点以后，完全改观了先前的看法，于是开启了对 Java 的大学习。

一、数据

1.1 标识符

• 由数字、字母、美元符号（$）、下划线以及Unicode字符集中符号大于0xc0的所有符号组合构成。
• 以字母、下划线、美元符号开头。
• 区分大小写。
• 不能使用任何 Java 关键字作为标识符，而且不能赋予标识符任何标准的方法名。

1.1.1 关键字

Java 语言目前定义了 51 个关键字，这些关键字不能作为变量名、类名和方法名来使用。以下对这些关键字进行了分类。

1. 数据类型：boolean、int、long、short、byte、float、double、char、class、interface。
2. 流程控制：if、else、do、while、for、switch、case、default、break、continue、return、try、catch、finally。
3. 修饰符：public、protected、private、final、void、static、strict、abstract、transient、synchronized、volatile、native。
4. 动作：package、import、throw、throws、extends、implements、this、supper、instanceof、new。
5. 保留字：true、false、null、goto、const。

1.1.2 常量

public class HelloWorld {
    // 静态常量
    public static final double PI = 3.14;
    // 声明成员常量
    final int y = 10;

    public static void main(String[] args) {
        // 声明局部常量
        final double x = 3.3;
    }
}

在定义常量时，需要注意如下内容：

• 在定义常量时就需要对该常量进行初始化。
• final 关键字不仅可以用来修饰基本数据类型的常量，还可以用来修饰对象的引用或者方法。
• 常量命名全大写。

1.1.3 变量

• 变量标识符的命名规范如下：
• 由数字、字母、下划线、美元符号（$）、人民币符号（¥）以及所有在十六进制 0xc0 前的 ASCII 码组成。
• 字母、下划线、美元符号（$）或者人民币符号（¥）开头。
• 不能把关键字、保留字作为标识符。
• 区分大小写。

Java 中初始化变量时需要注意以下事项：

• 变量是类或者结构中的字段，如果没有显式地初始化，默认状态下创建变量并默认初始值为 0。
• 方法中的变量必须显式地初始化，否则在使用该变量时就会出错。

名称	修饰	访问	生命周期
全局变量 （实例变量）	无	对象名.变量名	只要对象被当作引用，实例变量就将存在
静态变量 （类变量）	用 static 修饰	类名.变量名 or 对象名.变量名	其生命周期取决于类的生命周期。 类被垃圾回收机制彻底回收时才会被销毁

例如，变量声明代码如下所示：

public class DataClass {
    String name; // 成员变量、实例变量
    int age; // 成员变量、实例变量

    static final String website = "C语言中文网"; // 成员变量、静态变量(类变量)
    static String URL = "http://c.biancheng.net"; // 成员变量、静态变量(类变量)
}

测试类代码如下所示：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建类的对象
        DataClass dc = new DataClass();
        // 对象名.变量名调用实例变量（全局变量）
        System.out.println(dc.name);
        System.out.println(dc.age);

        // 对象名.变量名调用静态变量（类变量）
        System.out.println(dc.website);
        System.out.println(dc.URL);

        // 类名.变量名调用静态变量（类变量）
        System.out.println(DataClass.website);
        System.out.println(DataClass.URL);
    }
}

运行效果：

（此例引自 C语言中文网）

1.2 数据类型

1.2.1 基本数据类型

类型名称	关键字	占用内存	取值范围
字节型	byte	1 字节	-128~127
短整型	short	2 字节	-32768~32767
整型	int	4 字节	-2147483648~2147483647
长整型	long	8 字节	-9223372036854775808L~9223372036854775807L
单精度浮点型	float	4 字节	+/-3.4E+38F（6~7 个有效位）
双精度浮点型	double	8 字节	+/-1.8E+308 (15 个有效位）
字符型	char	2 字节	ISO 单一字符集，也是一种无符号整数类型
布尔型	boolean	1 字节	true 或 false

1.2.2 引用数据类型

引用数据类型是有用户自定义，用来限制其他数据的类型，

包括class（类）、interface（接口）、[]（数组），

不支持C++中的指针类型、结构类型、联合类型、枚举类型。

所谓引用数据类型就是对一个对象的引用，对象包括实例和数组两种。实际上，引用类型就是一个指针，只是Java语言里不再使用指针这个说法。

注意：null（空引用）只能赋给引用数据类型。

1.2.3 数据类型转换

（1）隐式转换（自动类型转换）

条件：

• 两种数据类型兼容

• 低转高

  如，数值型数据的转换：byte→short→int→long→float→double。

         字符型转换为数值型：char→int→long→float→double。

注意：自动类型提升有好处，但它也会引起令人疑惑的编译错误。

例如，下面看起来正确的程序却会引起问题：

byte b = 50;
b = b * 2;  // Type mismatch: cannot convert from int to byte

如上所示，第二行会报“类型不匹配：无法从int转换为byte”错误。

该程序试图将一个完全合法的 byte 型的值 50*2 再存储给一个 byte 型的变量。但是当表达式求值的时候，操作数被自动的提升为 int 型，计算结果也被提升为 int 型。这样表达式的结果现在是 int 型，不强制转换它就不能被赋为 byte 型。

所以应该使用一个显示的强制类型转换，例如：

byte b = 50;
b = (byte)(b*2);

这样就能产生正确的值 100。

（2）显式转换（强制类型转换）

如，上一个例程。

1.3 直接量的类型

直接量：在程序中通过源代码直接给出的值，例如在代码int a = 5;中，为变量 a 所分配的初始值 5 就是一个直接量。

并不是所有的数据类型都可以指定直接量，能指定直接量的通常只有三种类型：基本类型、字符串类型和 null 类型。具体而言，Java支持如下 8 种类型的直接量。

1）int 类型的直接量

在程序中直接给出的整型数值，可分为二进制、十进制、八进制和十六进制 4 种，其中二进制需要以 0B 或 0b 开头，八进制需要以 0 开头，十六进制需要以 0x 或 0X 开头。例如 123、012（对应十进制的 10）、0x12（对应十进制的 18）等。

2）long 类型的直接量

在整型数值后添加 l 或 L 后就变成了 long 类型的直接量。例如 3L、0x12L（对应十进制的 18L）。

3）float 类型的直接量

在一个浮点数后添加 f 或 F 就变成了 float 类型的直接量，这个浮点数可以是标准小数形式，也可以是科学计数法形式。例如 5.34F、3.14E5f。

4）double 类型的直接量

直接给出一个标准小数形式或者科学计数法形式的浮点数就是 double 类型的直接量。例如 5.34、3.14E5。

5）boolean 类型的直接量

这个类型的直接量只有 true 和 false。

6）char 类型的直接量

char 类型的直接量有三种形式，分别是用单引号括起来的字符、转义字符和 Unicode 值表示的字符。例如‘a’，‘\n’和‘\u0061’。

7）String 类型的直接量

一个用双引号括起来的字符序列就是 String 类型的直接量。

注意：Java 会使用常量池（constant pool）来缓存该字符串直接量，如果程序后面的部分需要用到该字符串直接量时，Java 会直接使用常量池（constantpool）中的字符串直接量。

因此，

• 由于 String 类是一个典型的不可变类，因此 String 对象创建出来的就不可能改变，因此无需担心共享 String 对象会导致混乱。
• 常量池（constant pool）指的是在编译期被确定，并被保存在已编译的 .class 文件中的一些数据，它包括关于类、方法、接口中的常量，也包括字符串直接量。

在大多数其他语言中，包括 C/C++，字符串作为字符的数组被实现。然而，在 Java 中并非如此。在 Java 中，字符串实际上是对象类型。在教程后面你将看到，因为 Java 对字符串是作为对象实现的，因此，它有广泛的字符串处理能力，而且功能既强又好用。

8）null 类型的直接量

这个类型的直接量只有一个值，即 null。可以赋给任何引用类型的变量，用以表示这个引用类型变量中保存的地址为空，即还未指向任何有效对象。

二、运算符

这边介绍与C语言不同的地方。

关系运算符

运算符	含义	说明	实例	结果
==	相等运算符	如果进行比较的两个操作数都是数值类型，无论它们的数据类型是否相同，只要它们的值相等，也都将返回 true。 如果两个操作数都是引用类型，只有当两个引用变量的类型具有父子关系时才可以比较，只要两个引用指向的不是同一个对象就会返回 true。Java 也支持两个 boolean 类型的值进行比较。	4 == 4 97 == 'a' 5.0 == 5 true==false	true true true false
!=	不相等运算符	如果进行比较的两个操作数都是数值类型，无论它们的数据类型是否相同，只要它们的值不相等，也都将返回 true。 如果两个操作数都是引用类型，只有当两个引用变量的类型具有父子关系时才可以比较，只要两个引用指向的不是同一个对象就会返回 true。	4!=2	true

注意点如下所示：

1. 基本类型的变量、值不能和引用类型的变量、值使用 == 进行比较；boolean 类型的变量、值不能与其他任意类型的变量、值使用 == 进行比较；如果两个引用类型之间没有父子继承关系，那么它们的变量也不能使用 == 进行比较。
2. == 和 != 可以应用于基本数据类型和引用类型。当用于引用类型比较时，比较的是两个引用是否指向同一个对象，但当时实际开发过程多数情况下，只是比较对象的内容是否相当，不需要比较是否为同一个对象。

关于String类型的不可变性：

String s0 = "hello";
String s1 = "hello";
String s2 = "he" + "llo";
System.out.println(s0 == s1);
System.out.println(s0 == s2);

运行结果为：

true
true

Java 会确保每个字符串常量只有一个，不会产生多个副本。例子中的 s0 和 s1 中的“hello”都是字符串常量，它们在编译期就被确定了，所以 s0 = s1 返回 true。而“he”和“llo”也都是字符串常量，当一个字符串由多个字符串常量连接而成时，它本身也是字符串常量，s2 同样在编译期就被解析为一个字符串常量，所以 s2 也是常量池中“hello”的引用。因此，程序输出 s0 == s1 返回 true，s1 == s2 也返回 true。

逻辑运算符

＆＆（短路与）：＆（逻辑与）的优化，前面是ｆａｌｓｅ就不算后面

｜｜（短路或）：｜（逻辑或）的优化，前面是ｔｒｕｅ就不算后面

位逻辑运算符

运算符	含义	实例	结果
&	按位进行与运算（AND）	4 & 5	4
|	按位进行或运算（OR）	4 | 5	5
^	按位进行异或运算（XOR）	4 ^ 5	1
~	按位进行取反运算（NOT）	~ 4	-5

要注意的是，Java中的位运算符跟C中不一样，位逻辑运算符是单个&和|，而不是&&和||；

相反，在布尔逻辑运算符中，&&和||比单个&和|效率都要高，是为首选。

优先级

优先级	运算符	结合性
1	()、[]、{}	→
2	!、+、-、~、++、--	←
3	*、/、%	→
4	+、-	→
5	<<、>>、>>>	→
6	<、<=、>、>=、instanceof	→
7	==、!=	→
8	&	→
9	^	→
10	|	→
11	&&	→
12	||	→
13	?:	←
14	=、+=、-=、*=、/=、&=、|=、^=、~=、«=、»=、>>>=	←

三、注释

单行注释 //

多行注释 /* balabala */

文档注释 /** balabala */ 写在类、方法、变量上面，引用处鼠标碰到会自动显示

学习资料

C语言中文网