Java基础(变量、数据类型、运算符、分支结构、循环结构、数组、方法)
1 Java基础
1.1 变量
1.1.1 简介
变量是一个代词，指代在计算机的内存中的一块空间，用来存储程序在运行中所需要的数据。
1.1.2 命名规则
- 只能包含字母、数字、_和$，并且不能以数字开头；
- 不能使用关键字/保留字(是关键字的一种，但是占着不用)；51+2
- 严格区分大小写(对大小写敏感)；
- 可以是中文、日文、韩文等命名，但不建议，有可能乱码；
- 建议：英文的见名知意、驼峰命名法，不要使用拼音。
1.1.3 声明
变量的声明指的是在内存中开辟一块指定大小的内存空间，默认还没有存数据。
语法结构：数据类型 变量名;
// 声明了一个int类型变量num int num; // 声明了三个int类型变量a、b、c int a, b, c;
1.1.4 初始化
变量的初始化指的是对变量的第一次赋值。
语法结构：数据类型 变量名 = 值;
1.声明同时初始化 // 声明变量num，同时赋值为250 int num = 250; 2.先声明再初始化 // 声明变量num int num; // 给num赋值为250 num = 250; 3.同时声明多个变量（用得较少） // 同时声明变量a、b、c int a, b, c; // 同时声明变量a、b、c，并分别赋值为100、200、300 int a=100, b=200, c=300;
1.1.5 访问（操作）
- 变量在使用之前必须要声明并初始化；
- 变量的操作必须与类型匹配。
1.2 数据类型
1.2.1 简介
基本数据类型也叫原生数据类型，Java保留了C语言中的8个基本数据类型，为了计算方便，速度快，但是不能参与面向对象开发。
包装类S
1.2.2 整数相关
- byte : 字节型，1个字节(8位)，-128 ~ 127，用得一般
- short : 短整型，2个字节(16位)，-32768 ~ 32767，少到几乎不用
- int : 整型，4个字节(32位)，-2^31 ~ 2^31-1，最常用
- Java中整数直接量默认为int类型，如: 123、250、10000
- 两个int类型的变量操作，结果还是int类型，小数位无条件舍弃
- long : 长整型，8个字节(64位)，-2^63 ~ 2^63-1，用得一般
- long类型的直接量，要在整数后面加l或L，如: 123L、250L
- 如果要计算超出了long范围的时候，可以使用BigInteger类
1.2.3 小数相关
- float : 浮点型，4个字节(32位)，-2^31 ~ 2^31-1，少到几乎不用
- float类型的直接量，要在小数后面加f或F，如: 3.14F
- double : 双精度浮点型，8个字节(64位)，-2^63 ~ 2^63-1，最常用
- Java中小数直接量默认为double类型，如: 3.14、6.18
- 有可能会出现舍入误差，精确运算时要慎用，（因为10进制与2进制之间转换时有可能会损失精度）
- 要做小数的精确计算时，可以使用BigDecimal类
1.2.4 其他类型
- char : 字符型，2个字节(无符号16位)，0 ~ 65535
- char类型的直接量，需要放在’’单引号中，单引号中有且仅有1个字符
- 使用Unicode编码格式，实质上是整数，即char对应的码，如: A->65，a->97
- ”Java程序员”在内存中占多少个字节？14
- boolean : 布尔型，1个字节(8位)，false/true
1.2.5 附：面试题
- Java中的原生数据类型有哪些？各自的范围是多少？
1.3 基本数据类型的转换
1.3.1 自动类型转换，从小类型到大类型
byte --> short --> int --> long --> float --> double --> char
1.3.2 强制类型转换，从大类型到小类型强转，有可能发生精度丢失、溢出。向下造型
double d = 3.14; //float f = d; //编译错误，大类型不能直接赋值给小类型 float f = (float) d; //将d中的数据强转成float类型 int i = (int) d; //强制转换，i=3，精度丢失 long l = 200; byte b = (byte) l; //强制转换，溢出了
1.3.3 附：面试题
- 下面的代码编译是否正确？
short s1 = 10; short s2 = 20; s1 = s1 + s2; //编译错误，因为short类型的运算结果自动变成int类型
1.4 运算符
1.4.1 算术运算符 + - * / % ++ --
% : 取余/取模，两个数相除取余数，如: 4/3=商1余1+ 5/3求模
++ : 自增，变量自身加1
++a 先运算后赋值、 a++先赋值后运算
int a = 11; // 先赋值后加1：先把a变量的值10赋给a++表达式（a++=10），然后a变量自身再加1（a=11） int b = a++; Int b=++a; System.out.println(a); //11 System.out.println(b); //10 int x = 10; // 先加1后赋值：x变量先自身加1（x=11），然后再将x变量的值11赋给++x表达式（++x=11） int y = ++x; System.out.println(x); //11 System.out.println(y); //11 int c=5; int f=2;//3 int d=f++; System.out.println(f);//3
-- : 自减，变量自身减1
int a = 10; // 先赋值后减1：先把a变量的值赋给a--表达式（a--=10），然后a变量自身再减1（a=9） int b = a--;//先赋值再减减 System.out.println(a); //9 System.out.println(b); //10 int x = 10; // 先减1后赋值：x变量先自身减1（x=9），然后再将x变量的值9赋给--x表达式（--x=9） int y = --x;//先运算后赋值 System.out.println(x); //9 System.out.println(y); //9
1.4.2 关系运算符 > < >= <= == !=
System.out.println( 10 > 5 ); //true
System.out.println( 10 < 5 ); //false
System.out.println( 10 >= 10 ); //true
System.out.println( 10 <= 10 ); //true
System.out.println( 10 == 10 ); //true
System.out.println( 10 != 10 ); //false
- 关系运算符的结果为boolean类型
1.4.3 逻辑运算符 && || !
&& : 逻辑与/短路与，两边表达式都为true，结果才为true，若左边的表达式为false时会发生短路（右边的表达式不再执行了）。
|| : 逻辑或/短路或，只要一边表达式为true，结果就为true，若左边的表达式为true时会发生短路（右边的表达式不再执行了）。
! : 非/取反，非真true则假false，非假false则真true
// 判断是否为闰年：1.年份能被4整除并且不能被100整除，2.年份能直接被400整除 int year = 2020; 3200 boolean b = (year%4==0 && year%100!=0) || year%400==0; System.out.println(“是否为闰年？” + b);
- 逻辑运算符一般配合关系运算符来使用
- 逻辑运算符的结果为boolean类型
1.4.4 赋值运算符 = += -= *= /= %=
= : 普通赋值运算符
+= -= *= /= %= : 扩展赋值运算符
int a = 10;
a += 20; //相当于: a = a + 20;
- 扩展赋值运算符默认有类型转换的特点
short s1 = 10;
short s2 = 20;
s1 = s1 + s2; //编译错误，short类型运算后的结果是int类型，int不能直接赋给short
s1 += s2; //编译通过，相当于: s1 = (short) (s1 + s2);
1.4.5 三目运算符
三目运算符也叫三元运算符，因为它是由3个表达式组成的。
语法结构：boolean表达式1 ? 表达式2 : 表达式3;
- 三目运算符的执行过程：
- 先判断boolean表达式1
- 若boolean表达式1为true，执行:冒号左边的表达式2，否则执行:冒号右边的表达式3。 //不建议使用，使用if
// 求两个数中的最大值
int a = ?;
int b = ?;
int max = a > b ? a : b;
System.out.println(max);
- 三目运算符可以嵌套，嵌套之后使代码结构不清晰，但是一般不用。
1.4.6 字符串连接符
+ 即可以用来做算数加法运算，也可以用来做字符串的拼接运算。
- 若 + 左右两边都是数字类型时，默认做加法运算；
- 若 + 左右两边只要有字符串类型时，默认做字符串拼接运行；
- 字符串拼接后，结果还是字符串；
int a = 250;
String s1 = “hello”;
String s2 = s1 + a; // “hello”+250 => “hello250”
String str = 5 + 7 + “abc” + 7 + 5;
System.out.println(str); //”12abc75”
1.4.7 位运算符（扩展）
位运算符是针对二进制运算的，常见的位运算符有以下这些：
- & : 位与，两边都是1，结果才是1
- | : 位或，两边都是0，结果才是0
- ~ : 位反，~0=1，~1=0
- ^ : 位异或，一边为1一边为0时，结果才是1
- >> : 位有符号右移，将二进制整体向右边移动，前面补0，保留符号位(正/负)
- << : 位有符号左移，将二进制整体向左边移动，后面补0，保留符号位(正/负)
- >>> : 位无符号右移，将二进制整体向右边移动，前面补0，不保留符号位，移完后都是正数
1.4.8 附：面试题
- & 和 && 的区别？
& 和 && 都可以用来做逻辑运算
a）&是位与运算符，&&是逻辑与运算符
b）&不会发生短路，&&是会发生短路的
2. 使用最有效的方式计算 8/4 的结果？
8 >> 2
00001000 >> 2 = 00000010
1.5 分支结构
Java编程语言中有三种语法结构，分别是：顺序结构、分支结构、循环结构。
分支结构指的是根据条件的判断去决定是否执行某段代码，简单的说就是可以选择性的去执行某些代码。
1.5.1 单路分支
单路分支是指如果条件成立了就去执行指定的代码，否则就不执行。
语法结构：if(条件) { 条件成立时执行的代码... }
int price = ?; if (price >= 500) { System.out.println(“打8折！”); } //超市、 特殊写法： if(price >=500) System.out.println(“打8折！”); //不常用
1.5.2 双路分支
双路分支是指如果条件成立了就去执行指定的第一段代码，否则就去执行指定的第二段代码。场景：一个条件做两件事情
语法结构：
if(条件) { //true/false
第一段代码... true
}else{
第二段代码... flase
}
// 判断年份是否为闰年
int year = 2020;
if (year%4==0 && year%100!=0 || year%400==0) {
System.out.println(year + “是闰年!”);
} else {
System.out.println(year + “不是闰年!”);
}
1.5.3 多路分支（嵌套分支）
多路分支是指在多个条件的判断下，去执行其中条件成立指定的代码。场景：多个条件做多件事情，确定一个范围
语法结构：
if (条件1) {
代码块1
} else if(条件2) {
代码块2
} else if(条件n) {
代码块n
} else {
代码块else
}
// 其实，上面的代码是下面嵌套代码的简写！
if (条件1) {
代码块1
} else {
if(条件2) {
代码块2
} else {
if(条件n) {
代码块n
} else {
代码块else
}
}
}
// 成绩等级判断
int score = ?;
if (score >= 90) {
System.out.println(“A-优秀”);
} else if (score >= 80) {
System.out.println(“B-良好”);
} else if (score >= 70) {
System.out.println(“C-中等”);
} else if (score >= 60) {
System.out.println(“D-及格”);
} else {
System.out.println(“E-不及格”);
}
1.5.4 switch case
switch case 也是用来作为多路分支，优点是速度快，缺点是不够灵活。场景：确定值的时候（不是一个范围）
语法结构：
switch(表达式) {
case 值1:
代码块1;
break;
case 值2:
代码块2;
break;
case 值n:
代码块n;
break;
default:
代码块default;
}
- switch括号中的表达式结果只能是int和String类型。
- case 后面的值一定要是直接量或常量，不能是变量。
- break 用来中断switch语句，也就是不要再执行break后面的代码；注意：如果没有break的话，case将会出现穿透的效果（会一路执行到switch内部代码的最后，或是一路执行到后面遇到的break为止）。
// 模拟取款机程序
int cmd = ?;
switch (cmd) {
case 1:
System.out.println(“查询余额”);
break;
case 2:
System.out.println(“转账”);
break;
case 3:
System.out.println(“取款”);
break;
default:
System.out.println(“输入有误”);
}
1.6 循环结构
循环指的是反复/重复去执行一段相同或相似的代码。
1.6.1 while
语法结构:
while(条件) {
循环体代码块
}
执行流程:
当条件成立，就会循环执行循环体代码块，直到条件不成立为止。
应用场景:
当咱们不知道要循环多少次时，也就是说循环次数不确定时。
1.6.2 do while
语法结构:
do {
循环体代码块
} while(条件);
执行流程:
1、先执行一次循环体代码块
2、当条件成立，则继续循环执行循环体代码块，直到条件不成立为止。
应用场景:
当咱们要先执行一次循环体代码块，再进行循环条件的判断时。
在实际的开发中，do while循环用的较少。
1.6.3 for
语法结构:
for (表达式1; 表达式2; 表达式3) {
循环体代码块
}
说明:
- 表达式1 - 循环变量的初始化
- 表达式2 - 循环的条件
- 表达式3 - 循环变量的改变（注：应该要向着循环结束去改变）
执行流程：
- 先执行表达式1，进行循环变量的初始化操作，注：只执行一次
- 再执行表达式2，进行循环条件的判断
1) 若条件成立，则执行循环体代码块
2) 若条件不成立，则结束循环
- 再执行表达式3，进行循环变量的改变
- 依次第2.和第3.步循环执行
应用场景:
当循环次数固定时，建议使用for循环。
1.6.4 循环的关键字
break 是中断的意思，在循环中使用时，可以使当前循环结束。注：break只能结束一层循环。
continue 是继续的意思，用在循环中，跳过本次循环continue后面的代码，从而进入下一次循环。
int sum = 0;
for(int i = 0; i < 10; i++) {
if(i % 2 == 0){
continue;
}
sum += i;
}
int sum = 0;
for(int i = 0; i < 10; i++) {
if(i == 5){
break;
}
sum += i;
}
System.out.println(sum);
1.6.5 循环的嵌套
循环的嵌套指的是在循环中可以嵌套另一个循环，可以多层嵌套，但是开发中循环的嵌套最好不要超过3层。
// 九九乘法表
for(int i = 1; i <= 9; i++) { //循环9次，控制行数
for(int j = 1; j <= i; j++) { //控制列数，列数跟随行数底层而增加的
System.out.print( i + “*” + j + “=” + (i * j) );
}
System.out.println();
}
说明:
外层循环执行一次，它的内层循环要执行完一轮。
1.7 数组
1.7.1 数组的简介
- 数组是指一组数据的集合，数组中的每个数据称作为元素。
- 数组是一种线性表数据结构，它用一组连续的内存空间，来存储一组具有相同类型的数据。
- 同一个数组中存放的元素的类型必须要一致。
- 在Java中，数组是一种引用数据类型。
1.7.2 数组的声明
声明数组是指告诉Java数组的类型是什么。
// 1.中括号[]写在类型的后面，Java中推荐这种写法
int[] arr;
// 2.中括号[]写在变量名的后面
int arr[];
int[][] arr;
int arr[][];
int[] arr[];
1.7.3 数组的初始化
语法结构：
// 先声明数组
int[] arr;
// 对数组默认初始化
arr = new int[10];
上述代码相当于在内存中定义了10个int类型的变量，第1个变量表示为arr[0]，第2个变量表示为arr[1]，以此类推，第10个变量表示为arr[9]。其中的0，1，…，9称为数组的下标/索引，下标从0开始，到“数组的长度-1”结束。
当然，除了上面初始化数组的方式外，还可以像下面这样：
// 声明和初始化写在一起，数组中默认每个元素的初始化值为0
int[] arr = new int[10];
// 声明和初始化一起，但是手动指定初始化的值
int[] arr = {1, 2, 3};
// 声明和初始化一起，手动指定好初始化的值，注意：[]中括号中不能再指定长度
int[] arr = new int[]{1, 2, 3};
问题：int[] arr = {1,2,3} 与 int[] arr = new int[]{1,2,3} 的区别？
int[] arr = {1,2,3} 只能声明和初始化写在一起，不能分开写，如：
int[] arr;
arr = {1,2,3}; //编译错误的
int[] arr = new int[]{1,2,3} 可以声明和初始化写在一起，也可以分开，如：
int[] arr;
arr = new int[]{1,2,3}; //编译成功
1.7.4 数组的访问
通过下标/索引来访问元素，数组提供了一个length属性，来获取数组的长度(元素的个数)。
int[] arr = {1, 4, 7, 8};
System.out.println(arr.length); //打印数组的长度：4
arr[0] = 100; //给arr中的第1个数赋值为100，此时：[100, 4, 7, 8]
System.out.println(arr[3]); //输出arr中的最后一个数：8
System.out.println(arr[arr.length-1]); //灵活的输出arr中最后一个元素
arr[4] = 88; //错误的，下标越界/超范围，ArrayIndexOutOfBoundsException
1.7.5 数组的遍历
遍历是指对数组中所有元素的访问，依次对数组中每个元素访问一次。
- 顺序遍历
int[] arr = {1, 4, 7};
for(int i = 0; i < arr.length; i++){
int a = arr[i]; //arr[0], arr[1], arr[2]
System.out.println(a);
}
- 倒序遍历
int[] arr = {1, 4, 7};
for(int i = arr.length - 1; i >= 0; i--){
System.out.println(arr[i]); //arr[2], arr[1], arr[0]
}
- 增强版for循环遍历
int[] arr = {1, 4, 7};
// a表示每次循环从数组中取出的那个元素，arr表示要遍历的数组
for(int a : arr){
System.out.println(a);
}
1.7.6 数组的排序
- 自带排序
int[] arr = {3, 6, 9, 2, 5, 8, 1, 4, 7};
// Arrays.sort(T[] arr) 默认按照升序(从小到大)来排序的
java.util.Arrays.sort(arr);
System.out.println(Arrays.toString(arr)); //打印排序后的数组，[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
- 冒泡排序（笔试）
int[] arr = {3, 6, 9, 2, 5, 8, 1, 4, 7};
for(int i=0; i<arr.length-1; i++){ //控制趟数
for(int j=0; j<arr.length-1-i; j++){ //控制每趟的次数
//如果当前元素比后一个元素大，则交换位置
if(arr[j] > arr[j+1]){
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(arr)); //打印排序后的数组
1.7.7 数组的工具类
Java中提供了java.util.Arrays工具类，可以对数组进行排序、检索、转换、输出等操作。
Arrays.sort(arr); //对数组进行排序
int index = Arrays.binarySearch(arr, key); //对数组进行二分查找，注：数组中的元素一定是升序的
String str = Arrays.toString(arr); //将数组转换为字符串
int[] newArr = Arrays.copyOf(arr, len); //扩容/缩容 数组
1.8 方法
1.8.1 方法的简介
方法也称为函数/过程，封装的一段特定的逻辑功能、有名字的代码块。
方法可以使程序结构清晰、便于代码的重复使用。
1.8.2 方法的定义
语法结构：
修饰符 返回值类型 方法名 ( [参数类型 参数名1, 参数类型 参数名2, ...] ) {
方法体
[return 返回值;]
}
上述代码的语法格式具体说明如下：
- 修饰符：用于限定方法的声明，常见的有访问控制修饰符、静态修饰符、最终修饰符 等等。
- 返回值类型：用于限定方法返回值的数据类型，为了告诉调用者知道要用什么类型来接收返回结果。
- 参数类型：用于限定调用方法时传入参数的数据类型。
- 参数名：是一个变量，用于接收调用方法时传入的数据。
- return 关键字：用于结束方法以及返回方法指定类型的值。
- 返回值：被return语句返回的数据，该值会返回给调用者。
方法中的“[参数类型 参数名1, 参数类型 参数名2, ...]”称为参数列表，表示方法在调用时需要接收的参数，如果方法不需要接收任何参数，则参数列表为空，即()括号内不写任何内容。
如果方法中没有返回值，那么返回值类型要声明为void，方法中的return语句可以省略。
例如：
//无返回值无参数的方法
public static void sayHi() {
System.out.println("Hi");
}
//有返回值有参数的方法
public static int sum(int a, int b) {
int result = a + b;
return result;
}
//封装冒泡排序算法，方便重复调用
public static void bubbleSort(int[] arr) {
for(int i=0; i<arr.length-1; i++){ //控制趟数
for(int j=0; j<arr.length-1-i; j++){ //控制每趟的次数
//如果当前元素比后一个元素大，则交换位置
if(arr[j] > arr[j+1]){
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
}
}
- 什么时候方法要定义参数?
当方法中要使用到的数据，但是又不能在方法中写死，那么这时就可以把这些数据先定义为方法的参数，让调用者在调用方法时再具体传递过来，参数可以使得方法变得更加灵活。
- 什么时候方法要定义具体返回值类型?
当方法中逻辑计算完成之后，要返回计算的结果给调用者时，那么就得定义具体的返回值类型。
1.8.3 方法的调用
- 无参无返回值方法的调用
方法名();
System.out.println();
- 有参无返回值方法的调用
方法名(参数值..);
System.out.println(250);
- 无参有返回值方法的调用
数据类型 变量名 = 方法名();
double num = Math.random();
- 有参有返回值方法的调用
数据类型 变量名 = 方法名(参数值..);
double sqrt = Math.sqrt(4);
good luck!
- & 和 && 的区别？
