03.Java基本语法

关键字与保留字

关键字(keyword)的定义和特点：
定义：被Java语言赋予了特殊的含义
特点：所有的关键字都是小写的
保留字（reserved word)：现有Java版本尚未使用，但以后版本可能当作关键字使用 goto const

标识符（indentifier)

Java对各种变量、方法和类等要素命名时使用的字符序列成为标识符
技巧：凡是可以自己起名字的地方都叫标识符
定义合法标识符规则：

• 由26个英文字母大小写，0~9,_或$ 组成
• 数字不能开头
• 不可以使用关键字和保留字
• 严格区分大小写，长度无限制
• 标识符 不能含有空格
  Java中的名称命名规范：
  包名：多单词组成时所有字母都小写：xxxyyyzzz
  类名：接口名：多单词组成时，所有首字母大写：XxxYyyZzz
  变量名、方法名：多单词组成时，第一个单词首字母小写，从第二个单词开始每个单词首字母小写:xxxYyyZzz
  常量名:所有字母都大写。多单词时每个单词用下划线连接：XXX_YYY_ZZZ

变量

概念：

• 内存中的一个存储区域
• 该区域的数据可以在同一个类型范围内不断变化
• 变量是程序中最基本的存储单元。包含变量类型、变量名和存储值

作用：用于在内存中保存数据
注意：

• Java中的每个便令必须先声明，后使用
• 使用变量名来访问这块数据的区域
• 变量的作用域：其定义在一对{}内
• 变量只有在作用域中才能生效
• 同一个作用域不能定义重名的变量

基本数据类型（primitive type)

数值型

• 整型(byte,short,int,long)
  byte 1字节(8bit位) -127 ~127
  short 2字节 -2¹⁵~ 2¹⁵-1
  int 4字节 -2³¹~2³¹-1
  long 8字节 -2⁶³~2⁶³-1
  注意：声明long型常量须后加'l'或'L'
• 浮点型(float,double)
  float（单精度） 4字节 （7位有效数字) -3.403E38~3.403E38
  double（双精度） 8字节 -1.798E308~1.798E308
  注意：Java的浮点型常量默认位double类型，声明float型常量需要在后面加'f'或'F'

字符型(char)

char 2字节 声明char型变量通常使用单引号'' 反义字符''

布尔型(boolean)

只能取两个值之一：true,false

基本数据类型注意点：

1. 自动类型提升
   byte、short、char --> int --> long --> float --> double
   结论： 当容量小的数据类型的变量和容量大的数据类型的变量做运算时，结果自动提升为容量大的数据类型，特别的：当byte,short,char三种类型做运算时结果为int类型（包括同种类型之间做运算）
   容量大小表示数的范围大和小并不是内存中所占字节的大和小比如：float容量要大于long的容量
2. 强制类型转换：自动类型提升的逆运算
   1. 需要使用强转符:()
   2. 注意点：强制类型转换，可能导致精度损失。
      特殊情况：
      long l = 123123进行了自动类型提升，他认为123123是int型从而不用加l
      long l = 12312312312312312会报错，后边的值超过int类型的大小所以后边必须加l

byte b = 12;
byte b1  = b+1;//报错，整型默认类型为int型，浮点型常量默认类型为double类型
float f1 = b +12.3;//报错

引用数据类型(reference type)

该数据类型在创建的时候，会先在堆内存中分配一块空间，存储对象的具体信息，然后在栈中存储该对象的地址信息，
1、引用数据类型是由类加载器创建的，他们是用于访问对象的；
2、任何引用数据类型的默认值都为空。
3、不能有NULL引用，引用必须与合法的存储单元关联（指针则可以是NULL）。
4、一旦引用被初始化，就不能改变引用的关系（指针则可以随时改变所指的对象）。
5、一个引用数据类型可以被用于任何生命类型和兼容类型的对象；

字符串类型：String

• String属于引用数据类型，字符串
• 声明String 类型变量使用一堆"" String s1 = "123"
• String可以和8中基本类型变量做运算，且运算只能是连接运算：+

int number  = 1001;
String numberStr = "学号";
String info  = number + numberStr; //10001学号 ”+“连接运算符

char a = ''//编译不通过

类(class)(字符串在这)

接口(interface)

数组（[]array）

进制

所有数字在计算机底层都以二进制形式存在。
对于整数，有四种表示方式：

• 二进制(binary):0,1,满2进1，以0b或0B开头
• 十进制(decimal):0-9,满10进1
• 八进制(octal):0-7,满8进1 以数字0开头
• 十六进制(hex):0-9及A-F,满16进1，以0x或0X开头表示，此处的A-F不区分大小写。如0x21AF+1=0x21B0

计算机底层都以补码的方式来存储数据
关于原码，补码，反码：
正数的原码补码和反码都一样
负数的原码为正数的符号位变为1，反码为除符号位取反，补码为反码+1。
有补码求原码：先将补码-1，再除符号位外，取反

十进制转换为二进制：除二取余的逆 比如 13 13除以2 商6余1 6除2 商3余0 3除2 商1余1 1除以2 商0余1 0除以2 商0余0 后将余数取反为 1101
十进制转换为其他进制可先转换为二进制，在转换为其他进制
二进制转换为八进制取三位为一位，反之亦然
二进制转换为十进制取四位为一位，反之亦然

运算符

• 算术运算符
  1. 正号"+"
  2. 负号"-"
  3. 加"+"
  4. 减"-"
  5. 乘"*"
  6. 除"/" 除数和被除数中含有浮点型变量，结果为浮点型
  7. 取模（取余）"%" 结果的符号与被模数相同
  8. 自增 ++（前：先运算后取值，后：先取值后运算） 不会改变变量自身的数据类型
     • 举例：a = 2; b = a ++; 结果：a = 3; b = 2;
       a = 2; b = ++a 结果：a=3;b=3
  9. 自减 -- (前：先运算后取值，后：先取值后运算)
  10. 字符串连接 +
• 赋值运算符
  符号： "="
  当"="两侧数据类型不一致时，可以使用自动类型转换或者使用强制类型转换原则进行处理
  支持连续赋值

int i1 = 10;
int j1 = 10;
int i2,j2;
i2 = j2 = 10;
int i3=10,j3=20;

扩展运算符：+=,-=,*=,/+,%= 不会改变本身数据类型

int a = 10;
a += 10; //相当于a = a+10;

• 比较运算符 比较结果不是true 就是false

  1. == 是否相等
  2. != 是否不等
  3. >
  4. <
  5. >=
  6. <=
  7. instanceof 检查是否是类的对象 "hello" instanceof String --- true

• 逻辑运算符 逻辑运算符操作的都是boolean类型的变量

  1. & 逻辑与
  2. | 逻辑或
  3. ! 非
  4. && 短路与
  5. || 短路或
  6. ^ 逻辑异或
     区分& 和 &&:运算结果相同，符号左边是true时，二者都会执行符号右边的运算，符号左边时false时，&&不会执行符号右边的运算（|| 和| 同理，左边为true ||不会执行后边的操作)

• 位运算符 （整数类型）
  << 左移 空位补0，被移除的高位丢弃，空缺位补0 在一定范围内，每向左移几位相当于原来数的大小乘于移动的位数
  >> 右移 被移位的二进制最高位是0，右移后空缺位补0，最高位是1，右移后空缺位补1 在一定范围内，每向右移动几位相当于原来的数的大小除以2
  >>> 无符号左移 空缺位都用0补
  & 与运算 0 看作false 1看作true
  | 或运算
  ^ 异或运算 交换两个数字的值 (num1^num2)^num1 = num2
  ~ 取反运算

• 三元运算符
  (条件表达式)?表达式1:表达式2 条件表达式为true 执行表达式一 反之执行表达式二

• 运算符的优先级：
  

流程控制

顺序结构

• 程序从上到下逐行地执行，中间没有任何的判断和跳转

分支结构

• 根据条件，选择性的执行某段代码
• 有if...else...和switch-case两种分支语句

if(){
 
}else if(){
 
}else{
 
}

补充1：（如何从键盘获取不同类型的变量，需要使用Scanner类）
具体实现步骤：

1. 导包:import java.util.Scanner
2. Scanner的实例化 Scanner scanner = new Scanner(System.in); int num = scanner.nextInt();
   注意：需要根据对应的方法，来输入指定的类型。如果输入的数据类型与要求的类型不匹配，会报异常:InputMisMatchException，导致程序终止
   补充2：(如何获取随机数)
   double value = Math.random();[0.0,1.0) 乘100 0.0
   例：生成一个10-99的随机数：(int)Math.random*(99-10+1)+10
   公式：生成一个[a,b)的随机数。 (int)Math.random*(b-a+1)+a

关于if...else...

1. else结构是可选的
2. 针对于条件表达式：如果多个条件表达式之间是“互斥”关系（或没有交集的关系），哪个判断和执行语句的顺序无所谓，如果多个条件表达式之间有交集的关系，需要根据实际情况考虑清楚，应该把哪个条件写到上边
3. if-else是可以嵌套的

关于switch-case结构
switch(表达式){
case 常量1:
语句1;
break;
case 常量2：
语句2;
break;
case 常量n:
语句n;
break;
dafault:
语句;
break;
}
注意：
1、根据switch中的值依次匹配各个case的常量，一旦匹配成功，则进入相应case结构，调用其执行语句，当调用完执行语句之后，则仍然继续向下执行其他case结构中的执行语句，直到遇到break关键字或此switch-case结构末尾结束为止
2、break,可以在switch-case中，一旦执行到此关键字，就跳出该switch-case
3、switch结构中的表达式，只能是如下6中数据类型之一：byte、short、char、int、枚举类型（5.0）和String类型（7.0）
4、case后边必须跟常量，不能声明范围
5、default:相当于ifelse中的else，default也是可选的，而且位置是灵活的
6、如果switch-case结构中的多个case的执行语句相同，可以考虑合并

循环结构

• 根据循环条件，重复的执行某段代码
• 有while,do...while...、for三种循环语句
• jdk1.5提供了foreach循环方便遍历集合、数组元素

1. 循环结构的4个要素
   1. 初始化条件
   2. 循环条件---是boolean类型
   3. 循环体
   4. 迭代条件
2. for循环结构
   for(1;2;4){
   3
   }
   执行过程：1-2-3-4
3. while循环结构
   1
   while(2){
   3,4
   }
   执行过程1,2,3,4
4. do...while循环
   1
   do{
   3,4
   }while(2);
   执行过程：1,3,4,2 do...while...do里面的至少执行一次循环体
5. break和continue
   break：结束当前循环
   结束指定标签的for循环：

label:for(;;){
	for(;;){
		break label;
	}
}

continue：结束当次循环

衡量一个功能代码的优劣：

1. 正确性
2. 可读性
3. 健壮性
4. 高效率与低存储：时间复杂度，空间复杂度(衡量算法的好坏)