Java基础语法及其特性

发展

Java是一种面向对象的编程语言,现归属于ORACLE公司

• JVM[Java virtual machine]:Java虚拟机,Java技术的核心,实现Java的跨平台,包含Java运行环境JRE,Java工具和Java基础类库.
• JDK[Java Development Kit]:Java的软件开发工具包,在JDK的安装目录下有一个jre目录,里面有两个文件夹bin和lib,可以理解为bin里的就是jvm,lib里的就是jvm工作所需的类库,而jvm和lib结合起来称为jre.
• JRE[Java Runtime Environment]:Java运行环境,包含JVM标准实现及Java核心类库(不是开发环境,不包含开发工具,例如编译器,调试器).

Java 编译:Java语言编写的源程序,先通过Java编译器,编译成与平台无关的’字节码程序’(.class文件,二进制程序)然后通过Java解释器 解释执行.

javac hello.java  #编译成字节码文件.
java hello        #解释字节码.  

运算符

算术运算符、

位运算符、

逻辑运算符、

关系运算符

位运算符	名称	描述	举例
&	按位与	如果相对应位都是 1，则结果为 1，否则为 0	（a＆b），得到 12，即 0000 1100
丨	按位或	如果相对应位都是 0，则结果为 0，否则为 1	（ a 丨 b ）得到 61，即 0011 1101
^	按位异或	如果相对应位值相同，则结果为 0，否则为 1	（a^b）得到 49，即 0011 0001
~	按位补	翻转操作数的每一位，即 0 变成 1，1 变成 0	（~a）得到 -61，即 1100 0011
<<	按位左移	左操作数按位左移右操作数指定的位数	a<<2 得到 240，即 1111 0000
>>	按位右移	左操作数按位右移右操作数指定的位数	a>>2 得到 15 即 1111
>>>	按位右移补零	左操作数的值按右操作数指定的位数右移，移动得到的空位以零填充	a>>>2 得到 15 即 0000 1111

逻辑运算符	名称	描述	类型	举例
&& 或 &	与	当且仅当两个操作数都为真，条件才为真	双目运算符	(a && b) 或 (a & b) 为假
|| 或 |	或	两个操作数任何一个为真，条件为真	双目运算符	（a || b) 或 (a | b) 为真
!	非	用来反转操作数的逻辑状态。如果条件为真，则逻辑非运算符将得到假	单目运算符	（!a）为假
^	异或	如果两个操作数逻辑相同，则结果为假，否则为真	双目运算符	(a ^ b) 为真
运算符优先级：

基本数据类型

基本数据类型是CPU可以直接进行运算的类型。Java定义了以下几种基本数据类型：

• 整数类型：byte，short，int，long

• 浮点数类型：float，double

• 字符类型：char

• 布尔类型：boolean

计算机内存的最小存储单元是字节（byte），
一个字节就是一个8位二进制数，即8个bit。
它的二进制表示范围从00000000~11111111，
换算成十进制是0~255，
换算成十六进制是00~ff。

内存单元从0开始编号，称为内存地址。
每个内存单元可以看作一间房间，内存地址就是门牌号。

  0   1   2   3   4   5   6  ...
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
│   │   │   │   │   │   │   │...
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

一个字节是1byte，1024字节是1K，
1024K是1M，1024M是1G，1024G是1T。
一个拥有4T内存的计算机的字节数量就是：

4T = 4 x 1024G
   = 4 x 1024 x 1024M
   = 4 x 1024 x 1024 x 1024K
   = 4 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024
   = 4398046511104

不同的数据类型占用的字节数不一样。我们看一下Java基本数据类型占用的字节数：

       ┌───┐
  byte │   │
       └───┘
       ┌───┬───┐
 short │   │   │
       └───┴───┘
       ┌───┬───┬───┬───┐
   int │   │   │   │   │
       └───┴───┴───┴───┘
       ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
  long │   │   │   │   │   │   │   │   │
       └───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
       ┌───┬───┬───┬───┐
 float │   │   │   │   │
       └───┴───┴───┴───┘
       ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
double │   │   │   │   │   │   │   │   │
       └───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
       ┌───┬───┐
  char │   │   │
       └───┴───┘
	 
byte恰好就是一个字节，而long和double需要8个字节。

对于整型类型，Java只定义了带符号的整型，因此，最高位的bit表示符号位（0表示正数，1表示负数）。各种整型能表示的最大范围如下：

• byte：-128 ~ 127
• short: -32768 ~ 32767
• int: -2147483648 ~ 2147483647
• long: -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807

浮点型

浮点类型的数就是小数，因为小数用科学计数法表示的时候，小数点是可以“浮动”的，如1234.5可以表示成12.345x102，也可以表示成1.2345x103，所以称为浮点数。

下面是定义浮点数的例子：

float f1 = 3.14f;
float f2 = 3.14e38f; // 科学计数法表示的3.14x10^38
double d = 1.79e308;
double d2 = -1.79e308;
double d3 = 4.9e-324; // 科学计数法表示的4.9x10^-324

对于float类型，需要加上f后缀。

浮点数可表示的范围非常大，float类型可最大表示3.4x1038，而double类型可最大表示1.79x10308。

布尔类型

布尔类型boolean只有true和false两个值，布尔类型总是关系运算的计算结果：

boolean b1 = true;
boolean b2 = false;
boolean isGreater = 5 > 3; // 计算结果为true
int age = 12;
boolean isAdult = age >= 18; // 计算结果为false

Java语言对布尔类型的存储并没有做规定，因为理论上存储布尔类型只需要1 bit，但是通常JVM内部会把boolean表示为4字节整数。

字符类型

字符类型char表示一个字符。Java的char类型除了可表示标准的ASCII外，还可以表示一个Unicode字符：
注意char类型使用单引号’，且仅有一个字符，要和双引号”的字符串类型区分开。

引用类型

除了上述基本类型的变量，剩下的都是引用类型。例如，引用类型最常用的就是String字符串：

String s = “hello”;
引用类型的变量类似于C语言的指针，它内部存储一个“地址”，指向某个对象在内存的位置，后续我们介绍类的概念时会详细讨论。

常量

定义变量的时候，如果加上final修饰符，这个变量就变成了常量：

final double PI = 3.14; // PI是一个常量
double r = 5.0;
double area = PI * r * r;
PI = 300; // compile error!

常量在定义时进行初始化后就不可再次赋值，再次赋值会导致编译错误。

常量的作用是用有意义的变量名来避免魔术数字（Magic number），例如，不要在代码中到处写3.14，而是定义一个常量。如果将来需要提高计算精度，我们只需要在常量的定义处修改，例如，改成3.1416，而不必在所有地方替换3.14。

根据习惯，常量名通常全部大写。

var关键字

有些时候，类型的名字太长，写起来比较麻烦。例如：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
这个时候，如果想省略变量类型，可以使用var关键字：

var sb = new StringBuilder();
编译器会根据赋值语句自动推断出变量sb的类型是StringBuilder。对编译器来说，语句：

var sb = new StringBuilder();
实际上会自动变成：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
因此，使用var定义变量，仅仅是少写了变量类型而已。

命名规范

#####规范是为了可读性，不是强制措施。
1,项目名全部小写
2,包名全部小写，点分隔符之间有且仅有一个自然语义的英语单词，包名统一单数形式，但类名如果有复数含义，类名可以用复数形式
3,类名首字母大写,其余组成词首字母依次大写
4,变量名,参数名，方法名首字母小写，如果名称由多个单词组成，除首字母外的每个单词的首字母都要大写
5.常量名全部大写，单词间下划线隔开。
6，命名规范遵从以下原则：

• 名称只能由字母、下划线、数字、$符号组成。
• 不能以数字开头
• 名称不能使用Java中的关键字
• 不允许出现中文及拼音命名

7.抽象类名使用Abstract或Base开头，异常类命名使用Exception结尾；测试类名要以测试的类的名称开始，以Test结尾。例：AbstractClass、CommonException、DemoTest.
8.枚举类名带上Enum后缀，枚举成员名称需要全大写，单词间用下划线隔开。
例：枚举名字为ProcessStatusEnum的成员名称：SUCCESS 、 UNKNOWN_REASON

上转型

在继承关系中,会存在对象的上转型关系,例如 父类People,子类Asian,

People zhang= new People();
Asian li =new Asian();
zhang=li;   //称对象zhang是对象li的上转型对象

• 上转型对象不能操纵子类的新增成员,不能调用子类的新增方法
• 上转型对象可以访问子类继承或隐藏的成员变量,可以调用子类继承或重写的实例方法,
• 子类如果重写了父类的静态方法,那么子类对象的上转型对象不能调用子类重写的静态方法
  ,只能调用父类的静态方法
• 上转型对象可以被强制转化为子类对象,

抽象类

使用abstract修饰的类称为abstract类,

• abstract类不能用new运算符创建该类对象
• 非抽象类中不能有abstract方法
• abstract 类的子类
  • 其子类为非abstract类,则必须重写父类的abstract方法,给出方法体,
    若为abstract类,可以继承,也可以重写
    使用abstract修饰的方法称为abstract方法,
• 不允许使用final与abstract同时修饰一个类和方法,
• 不允许使用static修饰abstract方法,
• abstract方法必须是实例方法
  • 方法类型前有static的为类方法，反之则为实例方法
  • 实例方法在对象被创建后,被加载,
  • 类方法在类文件加载到内存时就已经创建
• abstract方法,只允许声明,不允许实现

蓝桥杯 B组,求黄金分割率(0.618)精确到100位小数.Java中,提供的最大整形范围是64位 long型整数

java中能处理大数的类有两个,位于java.math包中,导入语句import java.math.*;

高精度大整数: BigInteger.

• 内部用一个int[] 数组来模拟一个非常大的整数.BigInteger.ONE… ZERO.. TEN分别代表1,0,10,

  赋值示例

  BigInteger b=new BigInteger("1234567890");
  BigInteger c=new BigInteger.ONE;
  BigInteger d=new BigInteger.ZERO;
  BigInteger e=BigInteger.valueOf(2);
  sysout(b.pow(5));       //此处简打输出函数

• 对BigInteger做运算的时候,只能使用实例方法add,multiply,divide,mod,subtract,abs,pow,gcd,compareTo.不能使用算术运算符(如+,-,*)

  BigInteger a=c.add(b);     // a=c+b
  BigInteger f=d.multiply(b.add(BigInteger.valueOf(8))) //f=d*(b+8)

• 和long型整数运算比，BigInteger不会有范围限制，但缺点是速度比较慢。

  也可以把BigInteger转换成long型：

  BigInteger i = new BigInteger("123456789000");
  System.out.println(i.longValue()); // 123456789000
  System.out.println(i.multiply(i).longValueExact()); // java.lang.ArithmeticException: BigInteger out of long range

  使用longValueExact()方法时，如果超出了long型的范围，会抛出ArithmeticException。

  BigInteger和Integer、Long一样，也是不可变类，并且也继承自Number类。因为Number定义了转换为基本类型的几个方法：

  • 转换为byte：byteValue()
  • 转换为short：shortValue()
  • 转换为int：intValue()
  • 转换为long：longValue()
  • 转换为float：floatValue()
  • 转换为double：doubleValue()

  因此，通过上述方法，可以把BigInteger转换成基本类型。如果BigInteger表示的范围超过了基本类型的范围，转换时将丢失高位信息，即结果不一定是准确的。如果需要准确地转换成基本类型，可以使用intValueExact()、longValueExact()等方法，在转换时如果超出范围，将直接抛出ArithmeticException异常。

高精度浮点数: BigDecimal

• BigDecimal用scale()表示小数位数,eg:

  BigDecimal d1=new BigDecimal("12345.67890")
  BigDecimal d2=new BigDecimal("1234.5")
  sysout(d1.scale())// 输出5
  sysout(d2.scale())//输出1

• stripTrailingZeros()方法可以将一个BigDecimal格式化为一个相等的,但去掉了末尾0的BigDecimal;

  BigDecimal d1 = new BigDecimal("123.4500");
  BigDecimal d2 = d1.stripTrailingZeros();
  System.out.println(d1.scale()); // 4
  System.out.println(d2.scale()); // 2,因为去掉了00
  
  BigDecimal d3 = new BigDecimal("1234500");
  BigDecimal d4 = d3.stripTrailingZeros();
  System.out.println(d3.scale()); // 0
  System.out.println(d4.scale()); // -2  例子转自廖雪峰

  如果一个BigDecimal的scale()返回负数,例如,-2,表示这个数是个整数,并且末尾有2个0

• BigDecimal 设置小数位长度

  • BigDecimal.setScale()方法用于格式化小数点

  • setScale(1)表示保留一位小数,默认用四舍五入方式

  • setScale(1,BigDecimal.ROUND_DOWN) //直接删除多余的小数位,如1.23->1.2

  • setScale(1,BigDecimal.ROUND_UP) //进位处理,如1.23->1.2

  • setScale(1,BigDecimal.ROUND_HALF_UP) //四舍五入

  • setScale(1,BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN) //四舍五入,小数位是5则是向下舍

• Java 四舍五入:观察前一位奇偶性,奇数,5入;偶数,5舍

• dividerAndRemainder()方法,返回数组包含两个BigDecimal,分别是商和余数

• capareTo()比较两个BigDecimal的值是否相等,而不能使用equals();