02、基本概念
前言
去年四月份大一下半学期正式开始学习Java，一路从java基础、数据库、jdbc、javaweb、ssm以及Springboot，其中也学习了一段时间数据结构。
在javaweb期间做了图书商城项目、ssm阶段做了权限管理项目，springboot学了之后手痒去b站看视频做了个个人博客项目(已部署到服务器，正在备案中)。期间也不断进行做笔记，总结，但是越学到后面越感觉有点虚，觉得自己基础还有欠缺。
之后一段时间我会重新回顾java基础、学习一些设计模式，学习多线程并发之类，以及接触一些jvm的相关知识，越学到后面越会感觉到基础的重要性，之后也会以博客形式输出学习的内容。
现在整理的java知识基础点是在之前学习尚硅谷java课程的笔记基础之上加工汇总，部分图片会引用尚硅谷或网络上搜集或自己画，在重新回顾的过程中也在不断进行查漏补缺，尽可能将之前困惑的点都解决，让自己更上一层楼吧。
博客目录索引：博客目录索引(持续更新)
一、Java的程序结构
源文件、类、方法
- 关系：类存在源文件中，方法存在类中，语句存在方法
- 各自含义：
- 源文件：扩展名为.java带有类的定义。类用来表示程序的组件，类的内容必须包含在{}中。
- 类：类中带有一个或多个方法，方法必须在类内部声明。
- 方法：方法中包含一连串执行的指令，也是包裹在{}中，一个方法就是一个函数或过程。
当Java虚拟机启动执行时，首先会寻找你指定的类(例如java class文件名)，接着锁定类中的一个特定main()方法：
public static void main(String[] args){
}
紧接着虚拟机会执行main方法{}中的函数所有指令，每一个Java程序最少有一个类以及一个main()，一个应用程序只有一个main函数！！！
执行过程为三步：保存、编译、运行。
编译器及JVM各自作用
编译器：Java强类型语言，不容许变量保存类型的数据(类型安全性问题)，其能找到所有的编译型错误，语法错误，以及对一些违反调用private方法的程序检查。并不会处理一些异常问题，例如字符串除数字。主要就是能够容许动态绑定功能，java可以在执行期引用连程序员都没有预期会碰到的类型。
JVM：期间处理一些问题会抛出异常，存取权限的安全问题，确保不会有人在执行前修改二进制代码。
二、关键字及标识符
关键字与保留字
关键字与保留字都有特殊含义，命名时不能使用下列名称定义
关键字：对java的编译器有特殊的意义，用来表示一种数据类型或者表示程序的结构等。
- 定义数据类型：
class、interface、enum、byte、short、int、long、float、double、char、boolean、void - 定义流程控制：
if、else、switch、case、default、while、do、for、break、continue、return - 定义访问权限：
private、protected、public、extends、implements - 定义建立实例与引用实例，判断实例：
new、this、super、instanceof - 用于异常处理：
try、catch、finally、throw、throws - 用于包：
package、import - 其他修饰符关键字：
native、strictfp、transient、volatile、assert - 定义数据类型值的字面值：
true、false、null - 其他关键字：
abstract、static、synchronized
保留字：是为java预留的关键字，他们暂时还没有作为关键字，在以后升级版本可能会作为关键字。
byValue,cast,false,future,generic,inner,operator,outer,rest,true,var，goto，const,null
标识符
标识符含义、规则以及命名规范
标识符：命名时使用的序列，java中严格区分大小写。
标识符规则：
- 可有英文字母大小写、0-9数字、_或$字符组成。
- 不能使用数字开头，同时标识符不能包含空格。
- 不能使用关键字或保留字，但是可以包含关键字或保留字。
- 严格区分大小写，长度没有限制。
标识符命名规范：仅仅只是种规范，并不强求，但是一般都遵守这种规范
- 包名：可以多单词组成，全小写，例如：xxxyyyzzz。
- 类名、接口名：可以多单词组成，所有单词首字母都大写，例如：XxxYyyZzz。
- 变量名、方法名：多单词组成时，第一个首字母小写，第二个单词后每个单词首字母都大写，例如：xxxYyyZzz。
- 常量名：所有字母都大写，多单词时每个单词使用下划线连接，例如：XXX_YYY_ZZZ。
其他说明：由于java采用unicode字符集，所以标识符中也可以包含汉字，但是通常不建议使用！！！
三、数据类型
初识数据类型
注意注意，这是数据类型，不是数据结构！！！
Java是强类型的，其含义：需要明确指出的类型，定义，声明及赋值。
所有数据类型包含内容以及取值范围如下图：
其中2的31次方都有21亿了，一般来说int就都够用了，在这里特地说明下数字大小。
计算机换算单位(小到大)：bit、B(byte)、Kbit、KB、Mbit、MB、Gbit、GB、Tbit、TB....，换算关系如下图：
bit：是计算机中最小的存储单位。byte：计算机中基本的存储单位。上面一些基本类型就是使用字节byte表示。
基本类型
整数类型
Java各整数类型具有固定的表数范围以及字段长度，不受具体
OS(operation system 操作系统)的影响，保证java的可移植性。
整数类型有：byte、short、int、long
定义方式很简单如下：
//下列定义类型在占内存以及可取值范围都越来越大
byte x = 2;
short y = 2;
int z = 2;
long d = 2L;
需要说明的几点：
注意点：
-
定义long类型时，若是后面不加l或者L会认为是int型，所以定义long需要如
long d = 100l或long d=100L -
大容量值不能赋给小容量值，如下：
-
int x = 24; byte x1 = x;//这是错误的，编译会报错为：不兼容的类型，从int类型转为byte类型可能会有精度损失 //若是硬要转，想要跳过编译器处理，可以使用这种方式：byte x1 = (byte)x
-
-
小容量值可以赋给大容量值，如下：
-
byte x = 24; int y=x;//这是允许的
-
说明：我们通常来说定义int就足够用了，特定情况需要使用long类型。
浮点型
Java的浮点型常量默认为double型
分别是单精度float、双精度double
定义方式如下：
float f = 1.5f //或者float f = 1.5F
double d = 1.5;
注意点：
-
定义float类型时，若后面不加'f'或者'F'，都直接会被默认为double类型。
-
大容量不能赋给小容量，见下面情况：
-
//情况一：直接变量赋值 double f = 3; float d = f; //这里编译会报错，会损失精度，若想要跳过编译报错，如float d = (float)f //情况二： float e = 13; float d = e + 12.5;//同样也是会编译报错，因为12.5默认为double类型，两者相加就是double类型，所以需要修改如下 //float d = (float)e + 12.5
-
-
小容量也是可以赋给大容量。
字符型
可以为任意单个字符或者转义字符
范围为：0-65535
定义方式：
char a = 'a';
char a = 97;//允许
char a = (char) 97.0; //97.0为double类型，需要向下转型
char a = '\\';//转义字符，输出为\
布尔类型
只能通过true或false表示
定义如：boolean a = true; 或者 boolean a = false;
总结
这里暂时不介绍引用数据类型，对基本类型进行总结
上述几个类型大小排序为：byte、char、short <int<float<long<double
大容量赋给小容量都需要进行向下转型，否则会有编译问题。
需要注意的如下：
①其中比较特殊的是char它内存中占2个字节却能够与int相互赋值而不用进行向下转型，如：
//下面两种都是可以编译通过的
int a = 'a';
char b = 12;
②java在运算的时候，如果操作数都在int范围内，那么一律按在int空间运算。
简单来说：byte、char、short 这三个类型进行运算，其结果一定是int类型。
byte a = 10;
short b = 11;
short c = (short) (a+b);//这里需要向下转型 或者 int d = a+b;
我们这样想byte是1字节，short是2字节，char也是2字节，编译器应该是通过计算其内存占用空间，1字节+2字节=3字节，那么不就超过了这个三个类型的任意一个了嘛，所以就会出现直接使用int来得到值的情况。
③强制向下类型转换会缺失精度，举例介绍。
float a = 15.2f;
int b = (int) a;
System.out.println(b); //结果为15，向下类型转换会缺失精度
④Java中定义基本类型时一定要赋初值，否则编译报错。
引用类型(String)
String属于引用数据类型中的class类，也叫做字符串，下面暂时只介绍连接字符串情况。
一般类的话若是创建对象需要new出来，而声名String类型变量，可以使用""包裹。
String可以与8种基本数据类型变量做运算，并且运算只能是连接运算，使用的+号。
下面列举几种比较特殊情况：
①普通连接运算，连接到原本字符串之后
String str = "";
str += 'a'; //"a"
str += true; //"atrue"
②String可以为空字符串，而char不行
String str = "";//编译通过
char a = '';//编译不通过
③String与char相加会变为String；char与char相加会对ASCII码进行累加，此时若+字符串，就会相连，如下情况：
//案例1：整型、字符串与char相混
char c = 'a';
int num = 10;
String str = "hello";
System.out.println(c+num+str);//107hello
System.out.println(c+str+num);//ahello10
System.out.println(c+(num+str));//a10hello
System.out.println((c+num)+str);//107hello
System.out.println(str+num+c);//hello10a
//说明：从前往后，若是char与string相加那么就会变为字符串，char与char相加就会按照ASCII码相加
//案例2：字符串及转义类型
System.out.println("* *"); //* *
System.out.println('*'+'\t'+'*'); //93
System.out.println('*' + "\t" + '*'); //* *
System.out.println('*'+'\t'+"*"); //93*
System.out.println('*'+('\t'+"*")); //* *
- char字符相加也就是其ASCII相加，输出时会是数字。
- char字符与String相加，会连接成字符串；若是char是转义字符单独与String相加，配合输出时带有转义效果。
String是常量类，底层就是使用的char value[]来进行存储数据的。
四、运算符
算术运算符
算术运算符指：+,-,*,/....
整数自增问题说明：
//问题描述：+1编译问题
short x = 1;
x = x+1;//这样有编译问题的！需要向下转型 x = (short)x+1;
//解决：自增或者+=
x++;//这样就不会出现向下转型情况了。
//或
x += 1; //这样也是可行的
浮点数除数问题：
//问题描述：结果为整数，缺失了精度
float f = 5/2;//先计算右边5/2 按照整数相除计算再赋值给f变量,所以会为2.0
System.out.println(f);//2.0
//解决：求得浮点数
float f = (float) (5/2.0); //参与运算的需要为浮点数，这样运算会进行浮点数运算
System.out.println(f);//2.5
比较细节问题
1、基本数据类型中的内存空间问题
byte b = 127;//byte范围为[-128,127]
b++;//底层存储数据采用补码127为[01111111]补+1=[10000000]补 所以其结果就表示为-128
System.out.println(b);//-128
2、浮点型赋值给整型损失精度
int i = 1;
i = (int) 0.1;
System.out.println(i);//0
3、多个自增运算
int n = 10;
n+= (n++)+(++n);// n = n+(n++)+(++n)=(10+10+11)+1=32 最后运算结束了还会自增1
System.out.println(n);//32
比较运算符
比较运算符指==、>=、<=、!=...
比较运算符的结果都是boolean类型的，要么是true，要么是false，见下图即可：
五、乱码字符集
我们常常会遇到转换字符集时，中文变乱码的情况，下面就说明一下。
乱码：世界上有许多不同的编码格式，同一个二进制数字可以被解释成不同字符，当我们打开一个文件时，若不是按照原本编码格式打开，很容易出现乱码问题，尤其是中文的乱码。
常见的几种编码格式：ASCII码、Unicode编码、UTF-8编码、ANSI编码(又叫GBK字符集)。
计算机底层是用0、1表示的，为了表示不同的字符，那么就需要使用编码来进行表示，最初的字符集是ASCII码，起初只是针对于美国，之后不同国家也慢慢普及了，这时候就出现问题了，每个国家都有各自的编码。
接着出现了Unicode编码：将世界上所有的符号都纳入其中，每一个符号都给予一个独一无二的编码，使用Unicode就没有乱码的问题。缺点就是都使用4个字节表示，造成空间的极大浪费。
最终实际落地的是UTF-8字符集，它是互联网上使用最广的一种Unicode的实现方式，其是一种变长的编码格式，可以使用1-6字节表示一个符号，能够解决Unicode编码的缺点，这里不过多介绍。
最后再介绍一下ANSI编码，又叫做GBK字符集，在中文版windows系统中就是表示中文，若是你其中有文字是ANSI编码的，再使用UTF-8编码格式打开就会出现乱码情况！！！ANSI并不是某一种特定的字符编码，而是在不同的系统中，ANSI表示不同的编码。
若是想详细了解一下Unicode、UTF-8、ANSI可以看文章：彻底弄懂 Unicode 编码、ANSI是什么编码？
运算符优先级
见下图即可：
参考资料
[1]. Java中保留字和关键字的区别
[2]. 计算机存储单位换算 包含各种单位换算
[3]. 尚硅谷_Java零基础教程(宋红康主讲)
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